Генераторы из трехфазных двигателей своими руками

Самодельный генератор на 220V из асинхронного двигателя и мотоблока, фото и описание изготовления самоделки своими руками.

Автор этой самоделки Олег Мошняга, решил сделать генератор из асинхронного электродвигателя и мотоблока. Для этого автор, изготовил основание площадку на раме мотоблока и закрепил на ней электродвигатель мощностью 2.2 кВт.

Небольшое уточнение: ротор, асинхронного двигателя, имеет остаточный магнетизм, который, при вращении этого ротора другим двигателем, значительно улавливается обмотками статора.
Чтобы асинхронный двигатель работал в режиме генератора, нужно к обмоткам подключить конденсаторы в соотношении 80 Мкф на 5 Квт мощности асинхронника. Это будет система возбуждения реактивной энергией.

• На рисунке показана схема подключения асинхронного двигателя в режиме генератора.
• 
• 
• 
• Обмотки электродвигателя подключил соединением по типу «звезда», также между фазами подключил конденсаторы по 60 мкф на каждую фазу.
• 

На мотоблоке установлен ДВС мощностью 7 л.с.

1. 
2. 
3. На шкивы двигателей, одел клиновидный ремень, также поставил натяжной ролик для ремня.
4. 
5. Вот так выглядит конструкция генератора из асинхронного двигателя и мотоблока.
6. 
7. 

Испытания самоделки прошли удачно, подключенные к генератору, болгарка и дрель, работают. Правда сварочный аппарат такой генератор не тянет, но и такой результат вполне хорош, генератор можно использовать для работы электроинструментов. Автор не покупал готовый бензогенератор, а решил изготовить его из того, что у него уже было, поэтому ничего покупать не пришлось.

Более подробно о своей самоделке, автор рассказывает в этом видео:

Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция

Трехфазный (380 В) генератор своими руками: пошаговая инструкция

Генератор для дома, дачи или мастерской необходим для получения альтернативного электричества.

Если питание должно поступать и к однофазным, и к трехфазным приборам (инструментам, станкам), то нужен генератор трехфазный. Он способен запитать разную по фазности технику, как на 220 Вольт, так и на 380 Вольт — вот, что значит трехфазный генератор.

Таким образом, при отсутствии тока в стационарной сети, вы сможете включать и перфоратор или дрель на 220В и бетономешалку на 380В, но только не одновременно, а поочередно.

Трехфазный генератор – необходимое приобретение как для домашнего пользования, так и для производственных площадок.

Самодельный генератор, возможно ли это

Хоть электростанция трехфазная — агрегат весьма сложный, его можно собрать самостоятельно, изучив принцип работы генератора и имея доступные элементы и детали. Для этого используется асинхронный электрический двигатель.

Принцип работы основан на всем знакомой динамо-машине — заставить ротор вращаться принудительно. Как работает трехфазный генератор? На основе асинхронного двигателя. Для того, чтобы этот мотор, не включенный в сеть, заработал в роли источника электричества, нужно передать на его якорь вращательный момент. Крутящий момент возникает от любой механической энергии.

Лучший способ, как сделать трехфазный генератор — задействовать двигатель внутреннего сгорания. Причем, вы можете создать не только бензиновый генератор, а экономный газовый или мощный дизельный. Для подключения к двигателю используют амортизирующую муфту, чтобы ротор вращался не рывками, а плавно.

Даже больше — детально разобравшись, что такое трехфазный генератор, вы поймете, что механическую энергию можно получить не только от ДВС, а от совершенно бесплатных носителей.

Это значит, что можно использовать энергию речки или ветра (если природные условия содействуют). В этом случае нужно собрать и установить турбину, ветряную или водяную.

Получается отличная возможность сэкономить на оплате электроэнергии, получаемой от стационарной сети.

В некоторых населенных пунктах Украины для вращения ротора используют даже лошадей. Этот способ соорудить электрогенератор своими руками популярен среди определенных религиозных общин, которые принципиально не пользуются стационарным электричеством. Несколько запряженных коней вращают якорь, создавая нужную механическую энергию. Получается дешевая электроэнергия от живой конской силы.

Как работает генератор 380 Вольт собственного изготовления

При вращении ротора, в статоре возникает магнитное поле, формирующее ЭДС. Привод устроен так, что, если подсоединить к концам обмоток конденсатор, то по виткам начинает идти ток. Емкость конденсаторной батареи должна быть выше критического номинала, чтобы генератор был пригоден для активной нагрузки и выдавал симметричные трехфазные вольтажи.

Кроме этого показателя, на мощность электрогенератора влияет и двигатель, создающий крутящий момент, его конструкция и мощность.

Для продуцирования электричества 380 Вольт со стандартной частотой 50 Гц, скорость вращения якоря привода должна поддерживаться на определенном уровне. Магнитные силовые линии возникнут только при условии, что скорость выше асинхронной составляющей на коэффициент скольжения S (равен 2÷10 процентов) и соответствовать уровню синхронной частоты.

В противном случае правильной синусоиды тока добиться невозможно, а ее искривление (скачки частоты) недопустимы, если подключаем к электростанции 380 Вольт приборы, оснащенные электрическими двигателями (дрели, перфораторы, болгарки, пилы).

Если мотора нет, а только нагревательный ТЭН или лампа накаливания, то значение частоты и синусоида тока не настолько имеют значение.

Существует также вариант использования генераторов на 220 Вольт для оборотов электродвигателя. В этом случае, мы получаем самодельный трехфазный генератор из однофазного. Передача вращательного момента идет на якорь асинхронного трехфазного привода, в результате чего получается трехфазная сеть.

Какой асинхронный двигатель нужен: характеристики ротора и статора

Асинхронный трехфазный привод — основная база для генератора переменного тока. Очень часто такие моторы списываются на предприятиях, поэтому найти его можно за низкую цену или бесплатно. Обязательные условия выбора, какой у него ротор и статор:

• Ротор у такого движка может быть фазный или короткозамкнутый;
• Статор — с тремя отдельными медными обмотками. Соединение витков между собой допускается по типу «треугольник» или «звезда».

Устройство и принцип работы такого привода состоит в том, что ротор (якорь) — вращающийся элемент, статор — неподвижный. У них обоих основу составляют изолированные стальные пластины. На этих пластинах расположены пазы, в которых идут витки обмотки.

В статоре выходы витков нужно подсоединить в клеммную коробку и установить перемычки для соединения. Кабель для питания также устанавливают здесь.

К каждой фазе статора подсоединяются идентичные напряжения, смещенные на угол, который составляет примерно треть круга. Эти синхронные подводки отвечают за формирование тока в витках статора.

В роторе подключение зависит от особенностей его строения: фазный или короткозамкнутый.

1. Фазный ротор. У такого ротора витки обмотки аналогичны, как у статора. Их выходы нужно смонтировать на кольца, которые проводят контакт и соприкасаются со схемой запуска и прижимными щетками. Конструкция получается непростая, с ней нужно повозиться. К тому же нужно постоянно наблюдать за частотой вращения и смотреть, не разомкнулись ли контактные кольца, не отошли ли прижимные щетки. Поэтому лучше выбрать ротор короткозамкнутого типа. Или же сделать короткозамкнутый якорь из фазного ротора. Для этого концы обмотки не подключают к кольцам, а сочетают между собой — коротят.
2. Короткозамкнутый ротор. Как мы уже сказали, он более удобный для самостоятельного создания генератора, так как, в отличие от синхронного генератора, схема у него простая. Кольца-перемычки своими концами соединены и закорочены, подвижных прижимных щеток-контактов нет. Получается все очень просто и надежно, поэтому именно такой якорь и советуем выбирать для своей самоделки.

На что влияют схемы подключения

Схема трехфазного генератора в плане размещения обмоток на статоре мотора влияет на последующую работу устройства, определяет его технические характеристики.

• Электросхема соединения «звезда». Это стандартный тип соединения витков и очень популярный. Он самый практичный при подключении конденсаторной батареи. Ее присоединение можно выполнить:
• К двум обмоткам. В результате такой схемы асинхронные генераторы обеспечивают питание однофазным приборам (причем, двум группам) и трехфазным (одна линия). Клавиши выключателей для рабочего и пускового конденсатора — отдельные. 
• К одной обмотке (по такой же схеме). Получим одну однофазную линию. И одну трехфазную.
• Схема подключения «треугольник» применяется для переключения обмоток для получения однофазного питания.

На какие характеристики двигателя еще нужно обратить внимание

Для надежной и стабильной работы генератора, сделанного своими руками, важны определенные технические характеристики двигателя. Они указаны на наклейке или же в паспорте (если он есть). Важные моменты, это:

• Класс защиты (обозначение IP). Чем меньше цифра — тем лучше корпус привода защищен о проникновения пыли и влаги.
• Мощность.
• Количество оборотов.
• Схема сочетания витков обмотки статора.
• Максимальные нагрузочные токи.
• Коэффициент полезного действия.
• Пусковой ток (коэффициент фи).

Все это следует выяснить, а если мотор старый и много лет использованный, то его нужно протестировать вольтметром, амперметром и «прозвонить» на предмет рабочего состояния.

Как просчитать мощность генератора

Чтобы работа самодельной электростанции была стабильной, нужно, чтобы ее номинальный вольтаж и мощность были одинаковыми в режимах генератора и электрического мотора. Перед тем, как выбрать конденсаторную батарею, нужно учесть:

• Реактивную мощность Q. Она равняется 2n*f*C*U2, где С — емкость конденсатора. Отсюда, нужная нам емкость С будет равна Q/2n*f *U2.
• Режим работы. Для того, чтобы в режиме холостого хода не возникала перегрузка обмоток и их перегрев, конденсаторные элементы подключают ступенчатым способом, в соответствии с нагрузкой.

Рекомендуемая нами марка пусковых конденсаторов — К78-17, с вольтажом 400 Вольт и выше. Допускаются и аналогичные по характеристикам металлобумажные элементы. Подключение их параллельное.

Батареи на электролите для переменного тока использовать не советуем. На них может работать генератор постоянного тока, а при переменном элементы электролитного конденсатора будут быстро выходить из строя.

Советы и рекомендации по соблюдению безопасности

Трехфазный вольтаж 380 Вольт — это большая опасность поражения человека и его смерти. Поэтому, безопасная эксплуатация самоделки — самое важное требование. Для ее гарантии необходимо выполнить такие условия:

1. Управление единым электрощитом, в состав которого входят:
• Измерительные приборы: вольтметр (с максимумом не ниже 500 Вольт), амперметр и частотомер.
• Выключатели для взаимодействия нагрузок (три клавиши). Одна из них включает питание непосредственно к потребителю, а две других отвечают за подключение конденсаторных элементов.
• Систему защиты — автовыключатель, который срабатывает при коротком замыкании или перегрузке по мощности. Сюда также входит и устройство защитного отключения, которое должно сработать, если фаза пробьет на корпус.
2. Надежное заземление к контуру земли. 
3. Система АВР. Для удобства работы и повышения безопасности, также советуем использовать автоматический ввод резерва. Он актуален, если вам нужно резервное питание в качестве генератора. Тогда он сможет самостоятельно включаться при исчезновении тока в стационарной сети, и так же автоматом отключаться при его появлении. АВР создают путем установки перекидного рубильника, который задействует все три фазы.

Советы по эксплуатации: какие трудности могут возникнуть

Частым проблемным явлением работы генератора является перегрузка по мощности. При ней идет интенсивный нагрев обмотки, пробой изоляции. Как следствие — поломка генератора. Возникает из-за:

• Неверного подбора емкости конденсаторной батареи;
• Подсоединения большого количества электротехники, суммарная мощность которой превышает номинальную мощность. 

О правилах подбора емкости и расчетах мы уже говорили выше. А по проблеме перегруза по мощности в генераторе на три фазы, нужно отметить еще некоторые нюансы при подключении однофазных потребителей:

• Потребителей с вольтажом 220 Вольт можно подключать только на одну треть общей мощности (к примеру, если ген выдает 6 кВт, то это только для приборов на 380 Вольт, а для однофазных будет только 2 кВт, не больше). Иначе, возникнет перегрузка. 
• Если у вашего генератора две однофазных линии, то вместе мощность по ним будет составлять 2/3 от общего показателя мощности. То есть, 6 кВт — это 4 кВт для однофазных, по 2 кВт на каждую фазу. Причем, при одновременном задействовании фаз, следите, чтоб нагрузка не отличалась от мощности до 10%, иначе возникнет явление «перекос фаз», и ток поступать не будет.

При работе важно следить за показателем частоты переменного тока. Если вы не встроили частотомер на общий электрощит, то на холостом ходу выходной вольтаж выше значения 380 Вольт (или 220 при подключении однофазных) на 4÷6 процентов.

Особенности использование трехфазного двигателя в качестве генератора

Для организации альтернативного источника питания в случае пропажи напряжения в бытовой или промышленной электросети удобно использовать генератор. Сделать его можно без особого труда из трехфазного асинхронного электромотора. Существует несколько вариантов подключения. 

Когда пропадает напряжение в стационарной электросети, ток можно получить с помощью альтернативного источника питания – генератора. Это важное, а иногда просто незаменимое приспособление, как для промышленного объекта, так и для частного домовладения.

Сделать генератор для дома, дачного участка или мастерской можно из трехфазного асинхронного двигателя своими руками.

Рассмотренный далее пример качественного генераторного устройства дает возможность запускать в работу и однофазные бытовые электроприборы, и трехфазное оборудование – правда поочередно, а не одновременно.

Подготовка к работе

Чтобы создать самодельный генератор из электрического трехфазного двигателя, нужно знать, как он работает, а также иметь под рукой необходимые детали. За основу берется силовой агрегат асинхронного типа. Здесь применяется принцип обычной динамо-машины, когда вращательное движение вала электромотора создается принудительным путем.

Чтобы отключенный от сети мотор стал источником электроэнергии, необходимо на его якорь передать крутящий момент с помощью механической энергии. Для этого лучше всего подходит двигатель внутреннего сгорания – как бензиновый, так и экономичный газовый или мощный дизельный.

Его подсоединяют к электромотору через амортизирующую муфту, чтобы вращение ротора было более плавным.

Хотя получить механическую энергию можно и другим путем. При благоприятных природных и погодных условиях совершенно бесплатно можно задействовать водный поток или ветер. Об этом хорошо знали наши предки, еще много лет назад строя, например, водяные и ветряные мельницы.

В наши дни так можно не только обеспечить автономное питание для электроприборов, но также существенно сэкономить на оплате за электроэнергию. Известно даже, что некоторые родовые и религиозные общины, по своим причинам отказавшиеся от поставляемого государством электричества, для вращения ротора электромотора используют запряженных особым способом лошадей.

Получаемая таким образом механическая энергия характеризуется еще и реальными живыми лошадиными силами.     

Выбор электромотора

Основой для рассматриваемого генератора станет асинхронный трехфазный электрический двигатель. Необязательно покупать новую модель. Например, достаточно часто такие силовые агрегаты, будучи еще в приличном рабочем состоянии, списываются на различных производственных предприятиях после их модернизации. Затем их можно приобрести по вполне доступной цене или же вовсе достать бесплатно.

Здесь главное обратить внимание на такие моменты:

• ротор должен быть короткозамкнутого или фазного типа;
• статор подключается через три отдельных обмотки с возможностью их взаимного соединения по методу «звезда» или «треугольник».

Вращающейся частью агрегата является ротор (он же якорь), а статор находится в неподвижном состоянии. Оба этих элемента конструкции состоят из металлических пластин с пазами, куда накручены обмоточные провода.

Выходы статорных обмоток через перемычки подключаются к клеммной коробке и источнику питания.

Для формирования нужного тока в витках каждая фаза статора должна получать одинаковое напряжение с угловым смещением примерно на треть окружности.   

Подключение ротора зависит от его типа. Для создания генератора лучше всего подходит короткозамкнутый вариант, имеющий достаточно простую схему подключения. Здесь концы кольцевых перемычек соединяются и закорачиваются, а прижимные контактные щетки отсутствуют.

Получается несложная и надежная конструкция, пригодная для множества целей, в том числе и для самодельного генераторного привода. У фазного ротора обмоточные концы соединены с токопроводящими кольцами, соединенными с прижимными щетками и пусковой схемой.

Строение такого якоря сложнее, чем короткозамкнутого. Подключение требует больше времени и внимания. Кроме того, нужно постоянно контролировать частоту оборотов и следить, чтобы не отошли щетки или не разомкнулись контакты на кольцах.

Хотя из фазного можно легко сделать короткозамкнутый ротор, просто закоротив обмотки между собой в обход контактных колец.

Особенности разных схем подключения генератора

От способа подсоединения статорных обмоток напрямую зависит эффективность работы генератора и его технические параметры. Существует несколько вариантов, из которых самые распространенные такие:

• Методика «Звезда» считается классической и наиболее практичной для монтажа конденсаторных батарей, которые могут подключаться к одной или двум обмоткам. В первом случае будут доступны по одной двухфазная и трехфазная линии, а во втором можно будет запускать от генератора две группы однофазных электроприборов и один трехфазный аппарат. Рабочие и пусковые конденсаторы управляются отдельными кнопками;
• Метод соединения «Треугольник» позволяет переключать обмотки с целью получения трехфазного электропитания.

Стабильная и надежная работа самодельного генератора также зависит от правильно подобранных характеристик электромотора. Основные параметры указаны на заводской бирке на корпусе силового агрегата и в паспорте к устройству:

• мощность;
• номинальное число оборотов;
• категория защиты;
• доступные варианты подключения статорных обмоток;
• номинальный ток нагрузки;
• номинал пускового тока;
• КПД.

При использовании бывшего в употреблении агрегата желательно перепроверить его реальные характеристики с помощью амперметра и вольтметра, а также прозвонить обмотки и убедиться в отсутствии поврежденных проводников.

Принцип работы самодельного генератора

Под действием вращательного движения ротора на статоре образуется магнитное поле и возникает электродвижущая сила.

Токовая подпитка витков происходит через подключенные к обмоточным концам конденсаторы, емкость которых должна быть немного больше допустимого номинального напряжения, чтобы генератор мог работать в режиме активной нагрузки и обеспечивать трехфазные вольтажи симметричного типа.

Для производства стабильного стандартного 50-герцового трехфазного (380B) электричества якорь электропривода должен постоянно вращаться с определенной скоростью.

Появление магнитных силовых линий в данном случае возможно только тогда, когда эта скорость соответствует величине синхронной частоты и превышает асинхронную составляющую на коэффициент скольжения.

Индуктивная нагрузка на генератор сопровождается резким возрастанием необходимой емкости, поэтому для поддержки стабильного напряжения при условиях повышения нагрузки нужно также повышать конденсаторную емкость. 

Такое свойство можно считать одним из минусов асинхронного генератора. Частота его оборотов в обычном рабочем режиме должна быть больше асинхронной частоты на значение скольжения S=2-10%.

Если данное условие не соблюдается, то генерируемое напряжение может иметь частоту, не совпадающую с 50-герцовой, и правильная токовая синусоида не получится, а ее искривление будет вызывать частотные скачки.

Они плохо сказываются на работе подключенного бытового и промышленного оборудования, имеющего в своей конструкции электромотор.

Наибольшую опасность влечет за собой снижение частоты генератора, поскольку оно сопровождается понижением индуктивного обмоточного сопротивления электромоторов и трансформаторов.

А это, в свою очередь, вызывает перегрев и сокращение срока эксплуатации электроприборов.

Если генератор применяется исключительно для питания осветительных приборов или нагревателей, то частотные характеристики и токовая синусоида большого значения не имеют.

При принудительном запуске обесточенного электромотора от какого-либо первичного силового агрегата, в момент синхронизации частоты их оборотов по принципу обратимости электромашин на концах обмотки статора под воздействием остаточного электромагнитного поля возникает электродвижущая сила некоторой величины.

Если теперь к этим контактам подсоединить конденсаторную батарею (С), то в статорных обмотках появится емкостный опережающий ток намагничивающего действия. Величина напряжения здесь зависит от параметров электромашины и емкости конденсаторов.

Так короткозамкнутый асинхронный электромотор превращается в генератор асинхронного типа.  

Типовая схема подключения асинхронного мотора в генераторном режиме выглядит следующим образом:

Методом подбора емкостей конденсаторов можно сравнять генераторную мощность и величину номинального напряжения с аналогичными рабочими параметрами обычного электромотора. Реактивная емкость вычисляется по формуле Q=0.314*C*U2*10 (-6 степени), где C – это конденсаторная емкость, а U=38B для возбуждения асинхронных трехфазных генераторов.

Среди самых энергоемких для примера можно привести такие подключаемые в быту и на производстве устройства, как:

• сварочные аппараты;
• электропилы;
• электропечи;
• зернодробилки;
• электрические утюги и прочее.

Рассмотренный способ подсоединения трехфазного электромотора для работы в генераторном режиме считается классическим, но далеко не единственным. Есть и другие прекрасно зарекомендовавшие себя методики, к примеру, когда конденсаторная батарея монтируется на одну или две обмотки генератора.

Рекомендации по эксплуатации и электробезопасности

При всей своей полезности трехфазный ток создает повышенную опасность для здоровья и даже жизни человека. Поэтому одним из приоритетных требований, предъявляемых к работе самодельной электроустановки, является именно безопасность ее эксплуатации. 

С целью обеспечения электробезопасности должны соблюдаться следующие элементарные условия:

• использование единого щита управления, содержащего измерительные приборы, силовые трехкнопочные выключатели (одна кнопка для включения/выключения питания, две других – для активации пускового и рабочего конденсатора), автоматические выключатели для защиты от короткого замыкания, устройства аварийного отключения при пробое на корпус и прочее;
• наличие надежного заземляющего контура.

Кроме того, для защиты обслуживающего персонала и оборудования, а также для организации непрерывного техпроцесса широко используется методика автоматического ввода резерва, когда в случае исчезновения напряжения в основной электросети функция обеспечения питания возлагается на генератор, а при возобновлении подачи напряжения управление снова передается стационарной сети. Организовать автоматический ввод резерва также можно посредством перекидного трехфазного рубильника. 

Во время интенсивной и продолжительной работы генератор начинает перегружаться по мощности, что вызывает чрезмерное нагревание обмоток и пробои в изоляции. Чтобы избежать поломки оборудования и самой автономной электростанции старайтесь соблюдать следующие рекомендации:

• правильно подбирайте конденсаторную емкость;
• не подключайте много оборудования, суммарная мощность которого превышает номинал генератора;
• однофазных потребителей подключайте только на треть всей мощности трехфазного агрегата (в случае наличия двух однофазных линий – на две третьих).

Также следите за частотными показателями. Для этого желательно вывести соответствующий измерительный прибор на общий электрощит. На холостом ходу вольтаж на выходе может быть выше стандартных величин 220 и 380 вольт на 4-6%.

О самодельных генераторах: трехфазный генератор переменного тока своими руками

Не все существующие электросети (в особенности действующие в удалённых от городов регионах) могут обеспечить потребителя полноценным питанием, подходящим для работы современного бытового оборудования.

В связи с низким качеством поступающего с подстанций напряжения и его частыми отключениями многие пользователи вынуждены задумываться о том, чтобы изготовить самодельный генератор электроэнергии.

С тем, как выглядит такой асинхронный генератор внешне, можно ознакомиться на рис. ниже.

Общий вид самодельного генераторного устройства

Указанный подход к решению проблемы электропитания за городом позволяет существенно сэкономить в сравнении с ситуацией, когда генераторное оборудование приобретается через торговую сеть в готовом виде.

Эффект обратимости

Известно, что принцип работы любого генерирующего электрический ток устройства основан на преобразовании одной формы энергии (тепла, например) в необходимый для электропитания оборудования вид.

Можно воспользоваться так называемыми альтернативными (их ещё называют возобновляемыми) источниками энергоснабжения, однако указанный способ связан с ещё большими материальными и производственными издержками.

Гораздо проще и экономнее сделать самодельный генератор тока, воспользовавшись потенциальными возможностями имеющегося в распоряжении пользователя старого асинхронного электродвигателя.

Основанием для такого изготовления является известный в электротехнике принцип обратимости процессов взаимодействия электромагнитных полей, что объясняется спецификой происходящих при этом электрических процессов.

Если в двигателе трёхфазную энергию тока используют для превращения её в механическое вращение вала, то в генераторе всё происходит строго наоборот.

В этих агрегатах принудительное вращение якоря трансформируется в текущий по фазным обмоткам электрический ток, мощность которого расходуется на обслуживание потребителя (смотрите рисунок ниже).

Принцип работы генератора

Таким образом, перед тем, как сделать образец самодельного электрогенератора из бывшего в употреблении асинхронного двигателя в самом общем случае необходимо проделать следующие манипуляции:

• Клеммы, на которые подаётся трёхфазное (или однофазное – для коллекторных образцов изделий) напряжение нужно превратить в выходные контакты генератора;
• К подвижной части генератора, от которой работал тот или иной механизм (станок, например) следует приспособить привод от внешнего источника механического вращательного импульса;

Дополнительная информация. В качестве такого источника может применяться любой подходящий для конкретных условий движитель, вращающийся под воздействием энергии сгорающего топлива (бензина, газа или солярки). При наличии в частном хозяйстве ветряка или самодельной водяной мельницы решение вопроса с приводом существенно упрощается.

• Из-за дороговизны бензина в условиях загородного хозяйства единственно приемлемым вариантом является изготовление небольшой электростанции, работающей от дизельного движка или на газу.

В этом случае работающий на сравнительно дешёвом топливе двигатель через специальную приводную муфту подсоединяется к валу сооружаемой конструкции, которая после небольшой доработки превращается в генератор переменного тока.

Выбор конструкции

Изготовить генератор из асинхронного двигателя можно вполне успешно, если внимательно изучить конструкцию и устройство каждого из указанных механизмов.

Рассмотрим сначала типовой асинхронный двигатель, работающий по принципу скольжения ротора в отстающем по фазе электромагнитном поле статора.

Неподвижная часть этого агрегата (статор) оборудуется, как известно, тремя катушками, смещёнными относительно друг друга в пространстве на 120 геометрических градусов.

Принцип работы синхронного генератора

За счёт взаимодействия подвижного и неподвижного поля в статорных катушках наводится переменное напряжение, представленное последовательностью трёх рабочих фаз (А, В и С).

Более простой вариант изготовления синхронной машины (генератора) предполагает применение б/у коллекторного однофазного двигателя, имеющего в своём составе устройство смещения фазы на конденсаторе фиксированной ёмкости.

Изготовление однофазной системы существенно упрощает конструкцию будущего генератора, но мощность такого изделия сравнительно невелика. Это обстоятельство не позволяет использовать его для питания некоторых образцов однофазных силовых агрегатов (скважинного насоса, например).

Обратите внимание! Однофазного устройства, собранного на базе коллекторного движка, по мощности может хватить разве что на энергоснабжение домашней осветительной сети.

В случаях, когда возникает необходимость в подключении к питающей линии более мощного силового оборудования, единственно правильное решение – изготовить генератор из асинхронного механизма (рисунок ниже).

Рассмотрим, как можно переделать этот механизм в трехфазный генератор, более подробно.

Порядок доработки обмоток

Прежде чем сделать генератор из асинхронного двигателя, следует разобраться с его статорными катушками, соединёнными между собой и включаемыми в питающую линию по определённой схеме.

Дополнительная информация. Для классического подключения асинхронных механизмов используются два типа включения статорных обмоток: по так называемой схеме «звезда» или «в треугольник».

В первом случае все три линейных катушки (А, В и С) с одной стороны объединяются в общий нулевой провод, в то время как вторые их концы подключаются к трём фазным линиям. При включении «треугольником» конец одной катушки соединяется с началом второй, а её конец, в свою очередь, – с началом третьей обмотки и так далее вплоть до замыкания цепочки.

В результате такого подключения образуется правильная геометрическая фигура, вершины которой соответствуют трём фазным проводам, а нулевой провод вообще отсутствует.

Из соображений простоты монтажа и безопасности эксплуатации в бытовых схемах обычно выбирается подключение типа «звезда», обеспечивающее возможность организации местного (повторного) защитного заземления.

При доработке двигателя следует снять крышку распределительной коробки и получить доступ к клеммам, на которые в нормальных условиях поступает трёхфазное питающее напряжение. В генераторном режиме к этим контактам следует подсоединить питающую линию с подключёнными к ней бытовыми трёхфазными потребителями.

Для организации однофазного питания (розеточных линий и цепей освещения, в частности) их нужно будет подключить одним концом к выбранному фазному контакту А, В или С, а другим – к общему нулевому проводу. Порядок подсоединения проводов к асинхронному двигателю приводится на следующем рисунке.

Схема разводки на распредкоробке

Важно! В случае нескольких линейных (однофазных) нагрузок необходимо распределить их по фазам таким образом, чтобы те были загружены более-менее равномерно.

Таким образом, генератор своими руками, собранный из трёхфазного двигателя, будет нагружен на все питающие цепи, а конечные потребители получат полагающиеся им нормативные мощности.

Организация приводной части

В бытовых условиях в качестве механического привода, как правило, используются типовые бензогенераторы, с которых момент вращения передаётся непосредственно на рабочий вал. Основная проблема при таком подключении – организация надёжного муфтового сцепления, полностью передающего крутящий момент на ось якоря генератора (в данной ситуации его функцию выполняет ротор двигателя).

Сломался счетчик электроэнергии: что делать?

При её обустройстве самый оптимальный вариант – это обратиться за помощью к профессиональным механикам, которые помогут организовать муфтовое соединение требуемого качества и надёжности.

Обратите внимание! Ротор переделываемого механизма напоминает по своей конструкции обмотку статора с тремя сдвинутыми на 120 градусов обмотками (он называется в этом случае фазным).

Линейные выводы каждой из обмоток соединяются со съёмными контактными кольцами, посредством которых на механизм двигателя через графитовые щётки подавалось запускающее напряжение. Если оставить всё как было, получается очень непростая в изготовлении и обслуживании конструкция, использовать которую в составе будущего генератора не имеет смысла.

Для удобства переделки лучше всего воспользоваться схемой короткозамкнутой подвижной части, которая может быть получена путём закорачивания рабочих выводов каждой из катушек фазного ротора.

Генератор на постоянных магнитах

Известен ещё один способ обустройства бытовых генераторов, состоящий в использовании при изготовлении мощных постоянных магнитов и ряда дополнительных приспособлений (в некоторых средствах массовой информации их ещё называют «вечными»).

Принцип работы такого источника энергии на магнитах состоит во взаимодействии эм полей, создаваемых постоянными магнитными заготовками, жёстко закреплёнными на статорной и роторной части устройства (смотрите рисунок ниже).

Основное преимущество таких двигателей, выполняющих функцию генератора, – отсутствие потребности в источнике внешней энергии или в топливе. Однако и в данном случае не обходится без  недостатков, проявляющихся, в первую очередь, в том, что сильные магнитные поля могут негативно сказываться на здоровье обслуживающего персонала.

С учётом этого недостатка во всех остальных ситуациях такой электромотор широко применяется в различных приводных узлах, нередко устанавливаемых на промышленном оборудовании. В качестве примера может быть приведён известный среди специалистов генератор, под обозначением «г 303».

В заключение обзора самодельных генераторов следует заметить, что для переделки их из асинхронных двигателей может потребоваться целый комплект специального съёмного инструмента, по своему составу напоминающий автомобильное оборудование.

Видео