Делаем генератор из асинхронного электродвигателя своими силами в домашних условиях

Из электродвигателя

Для преобразования электромотора в функционирующий генератор необходимо использовать неполярные конденсаторные батареи, поэтому электролитические конденсаторы лучше не применять.

В моторе подключить конденсатор можно по двум схемам:

• «Звезда» — с ее помощью можно провести генерацию при наименьшем количестве оборотов, но с низким напряжением на выходе.
• «Треугольник» — работает на больших оборотах, поэтому вырабатывает больше напряжения.

Создать генератор просто, главное, иметь под рукой все необходимые компоненты в виде:

• асинхронного мотора;
• тахометра;
• емкости под конденсатор;
• самого конденсатора;
• набор инструментов.

В процессе сборки потребуется выполнить следующие действия:

1. Для начала нужно подсоединить электродвигатель к сети и завести его. Далее тахометром определить скорость его вращения.
2. Узнав скорость, нужно к полученному значению надбавить еще 10 %.
3. Далее нужно выбрать емкость под конденсаторы.

Генератор с короткозамкнутым ротором создает высокое напряжение, поэтому если нужен показатель в 220 В, то потребуется установка понижающего трансформатора.

Основное преимущество данного аппарата состоит в том, что имеющиеся конденсаторы не требуют обслуживания, ведь вся энергия ротора передается от магнитного поля ротора и тока, вырабатываемого в процессе работы генератора.

Но есть и некоторые недостатки:

• В процессе работы нет возможности обеспечения промышленных параметров электрического тока, который вырабатывается генератором.
• Высокая чувствительность даже к небольшим перепадам рабочих нагрузок.
• При высоких нагрузках на генератор происходит нехватка электричества, после чего подзарядка становится невозможной, и генератор перестает работать.

Необходимые материалы и оборудование

Бензогенератор имеет несложную конструкцию. Его узловые элементы представлены:

• бензиновым двигателем внутреннего сгорания, двух- или четырехтактным;
• генератором и инвертором;
• блоком электромодуляции;
• пусковым стартером.

• подачи топлива;
• шумоизоляции;
• подачи смазки;
• выхлопа газов.

В более простых и дешевых вариантах используются асинхронные генераторы. Но более надежны синхронные, способные выдерживать высокие скачки напряжения. Оптимальным выбором может быть автомобильный генератор с уже имеющимся в нем преобразователем напряжения. Его можно регулировать и с помощью системного блока от старого компьютера.

Основные комплектующие самодельного бензогенератора можно подобрать из старых технических средств или подсобных материалов:

• можно взять двигатель из газонокосилки или транспортного средства;
• основой сделать старую резиновую автопокрышку;
• корпус — от вышедшей из строя стиральной машины;
• 5-литровая пластиковая емкость послужит топливным баком.

На панели управления находятся:

• вольтметр;
• клеммы заземления;
• розетки для потребителей энергии.

Альтернативные источники энергии

Ветряные и солнечные генераторы своими руками это уже более требовательный к материальным затратам и условиям использования вариант. Подойдет для дач и домов в труднодоступной местности.

Также нужно учесть, что установка ветряков большой мощности требует специальных сертификатов и согласований в ответственных органах.

Дороговизна покупки или самостоятельного изготовления устройств работающих на альтернативной энергии частично нивелируется низкой себестоимостью эксплуатации — ведь источник энергии абсолютно бесплатен.

И если солнечную батарею проблематично изготовить самому, то ветряк это не самое сложное устройство, которое можно сделать при помощи обычных подшипников, листов жести и сварочного аппарата.

Проблемой может стать разве что расположение в лесной местности или среди гористого ландшафта со слабым ветром.

Подключение к сети абсолютно аналогично топливным системам, а на соответствующих форумах можно подглядеть фото электрогенераторов ручной работы, приспособленных для использования с ветряными установками.

1 Область использования

Для обогрева устройства этого вида используются повсеместно. Вырабатывать электричество из дров удобно в случаях:

1. 1. Частых сбоев в центральной системе электроснабжения.
2. 2. Отключения электричества при аварии.
3. 3. При использовании оборудования малой мощности. Генератор будет выполнять функцию постоянного источника питания.

Стать полноценной заменой электрогенератора это устройство не сможет. Но его вполне допустимо использовать в качестве агрегата для домашнего хозяйства при обслуживании бытовых устройств. Отличным вариантом эта установка послужит для дачи, рыбалки или другого вида отдыха на природе. Везде, где нет централизованной системы электроснабжения, этот механизм будет незаменим.

Сделать или купить?

Желание иметь в своем пользовании электрогенератор омрачается одной неприятностью – это высокая стоимость агрегата. Как ни крути, но самые маломощные модели имеют достаточно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль о собственноручном создании генератора. Однако, сам процесс может быть затруднительным, если:

• нет навыка в работе с инструментом и схемами;
• нет опыта в создании подобных приборов;
• не имеется в наличии необходимых деталей и запчастей.

Если же все это и огромное желание присутствуют, то можно попробовать собрать генератор, руководствуясь указаниями по сборке и приложенной схемой.

Не секрет, что покупной электрогенератор будет обладать более расширенным перечнем возможностей и функций, в то время как самоделка способна подводить и давать сбои в самые неподходящие моменты. Поэтому, покупать или делать своими руками – вопрос сугубо индивидуальный, требующий ответственного подхода.

Принцип действия асинхронного электродвигателя

При подключении питающего напряжения к статору по виткам обмотки протекает ток. Он создает внутри магнитное поле. Поскольку ток переменный, то поле изменяется в соответствии с формой питающего напряжения. Расположение обмоток в пространстве выполнено так, что поле внутри него оказывается вращающимся. В обмотке ротора вращающееся поле наводит ЭДС. А раз витки обмотки накоротко замкнуты, то в них появляется ток. Он взаимодействует с полем статора, это приводит к появлению вращения вала электродвигателя.

Электродвигатель называют асинхронным, потому что поле статора и ротор вертятся с разными скоростями. Эта разница скоростей называется скольжением (S). где: n – частота магнитного поля; nr – частота вращения ротора. Чтобы регулировать скорость вала в широких пределах, асинхронные электродвигатели выполняют с фазным ротором. На таком роторе намотаны смещенные в пространстве обмотки, такие же, как и на статоре. Концы от них выведены на кольца, с помощью щеточного аппарата к ним подключаются резисторы. Чем большее сопротивление подключить к фазному ротору, тем меньше будет скорость его вращения.

Плюсы и минусы самодельного генератора

Самостоятельная сборка электрогенератора позволяет сэкономить значительные денежные средства. Кроме того, генератор, собранный собственноручно, будет иметь запланированные параметры и отвечать всем техническим требованиям.

Однако, у таких устройств имеется ряд серьезных недостатков:

Возможные частые поломки агрегата из-за невозможности герметично соединить все основные части.
Неисправность генератора, значительное снижение его продуктивности в результате неправильного подключения и неточных расчетов мощности.
В работе с самодельными устройствами требуются определенные навыки и соблюдение осторожности.

Тем не менее, самодельный генератор на 220В вполне подходит как альтернативный вариант бесперебойного электроснабжения. Даже маломощные устройства способны обеспечить работу основных приборов и оборудования, поддерживая должный уровень комфорта в частном доме или в квартире.

Принцип работы генератора

Генератор переменного тока: принцип работы

Генератор из асинхронного двигателя

АВР для генератора

Принцип работы генераторов переменного тока

Схема синхронного генератора

Конструкция двигателя Серла

Точных схем этого генератора в его первоначальном варианте, к сожалению, не сохранилось. Да и сам Джон Серл, здравствующий и поныне, никаких пояснений любопытствующим не дает. Однако принцип работы таких устройств и некоторые особенности их конструкции все же известны и существуют в свободном доступе, в том числе и в интернете.

Что же представляет собой изобретение английского исследователя? Основными элементами конструкции двигателя Серла являются:

• кольцевой магнит достаточно большого диаметра;
• С-образный электромагнит;
• магнитные цилиндрические маленькие ролики.

Последние располагаются с внешней стороны кольцевого магнита. При перемещении одного ролика начинают двигаться и все остальные. Связано это с обычным действием магнитных сил. Изготавливаться ролики могут, к примеру, из феррита. Также подходящим материалом для них считаются редкоземельные магниты и магнитная керамика.

Перемещать ролики вокруг кольцевого магнита можно с любой скоростью. Но при определенных, очень высоких ее значениях, эти элементы, по словам Серла и некоторых других исследователей, подтверждающих правдивость его опытов, начинают вращаться самостоятельно с ускорением до тех пор, пока не достигнут динамического равновесия.

По имеющейся информации, первый магнитный двигатель Джона Серла, построенный в 1952 г., был похож на большой подшипник и состоял из трех колец с установленными на периферии электромагнитами. Каждое кольцо при этом было разделено на сегменты изолирующими промежутками.

Изначально, как уже упоминалось, свои двигатели исследователь создавал сам. Так что, к примеру, запрос в поисковике «двигатель Серла/Шелтона» или любой другой подобный не даст абсолютно никаких результатов. Правда, для постройки своих генераторов этот английский исследователь использовал деньги, найденных им спонсоров. Позднее ученый набрал, конечно же, также и собственную команду.

Сборка генератора своими руками

Инструкция по сборке генераторов тока своими руками предполагает выполнение работ в несколько этапов. Они начинаются с подготовительной стадии, на которой необходимо запастись исходными заготовками и требуемым материалом.

Подготовительный этап

Двигатель мотоблока Крот

Для сборки потребуются:

• Старый электродвигатель от мотоблока или ветряка с рабочей статорной обмоткой. Также популярны варианты использования двигателей от старой стиральной машины или водяного насоса.
• Для выравнивания выходного тока желательно заранее изготовить выпрямитель (преобразователь).
• Для облегчения запуска будущего устройства и самовозбуждения его обмоток 220 Вольт потребуется высоковольтный (не менее 400-500 Вольт) конденсатор емкостью 3-7 микрофарад. Точное его значение выбирается в зависимости от планируемой мощности генератора.

Для сборки потребуются длинные куски провода в надежной изоляции, клейкая защитная лента и монтажный инструмент (бокорезы, плоскогубцы и набор отверток). Также следует запастись мощным паяльником, необходимым для восстановления контактов в нарушенных обмотках старого двигателя.

По завершении подготовки переходят к сборке, порядок которой зависит от выбранного исходного образца.

Ветряк – простейший вариант

Схема ветрогенератора своими руками

Самый простой в исполнении способ – изготовление ветряного генератора, собранного из подручных деталей и готовых модулей. От него могут работать совсем простые электрические нагрузки, мощность которых не превышает 100 Ватт (лампочка, например). Для его изготовления потребуются:

• (он будет работать в качестве генератора).
• Каретка и основная звездочка от взрослого велосипеда.
• Цепь роликовая от старого мотоцикла.
• Велосипедная рама.

У хорошего мастера все эти подручные заготовки наверняка отыщутся в гараже, из них без труда своими руками собирается электрический генератор.

Для ознакомления с этой процедурой желательно просмотреть видео, в котором подробно рассказывается о порядке изготовления ветряка.

На вал такого электродвигателя устанавливается звездочка, которая посредством роликовой цепи приводится во вращение от самодельных ветряных лопастей, закрепленных на велосипедной раме. С их помощью поступательное движение ветра преобразуется во вращательный момент. Такая конструкция способна генерировать ток в нагрузке до 6-ти Ампер при напряжении 14 Вольт.

Силовая установка на основе генератора от мотоблока

Строение генератора от мотоблока

Более сложный в исполнении вариант предполагает применение старого мотоблока, используемого в качестве привода. Функцию генератора в этой системе выполняет асинхронный двигатель с частотой вращения до 1600 об/мин и эффективной мощностью до 15 кВт. В процессе сборки его приводной механизм посредством шкивов и ремня связывается с осью мотоблока. Диаметр шкивов выбирается таким, чтобы частота вращения переделанного в генератор электродвигателя была на 15% выше паспортного значения.

Изготовление ветряка

Для создания ветряка потребуется выбрать какой-либо из вариантов конструкции, которых имеется немало. Так, существуют горизонтальные или вертикальные конструкции ротора (в данном случае термин «ротор» обозначает вращающуюся часть ветрогенератора — вал с лопастями, приводимый в движение силой ветра). Горизонтальные роторы имеют более высокую эффективность и устойчивость в производстве энергии, но нуждаются в системе наведения на поток, которая, в свою очередь, нуждается в легкости вращения на валу.

Вертикальные ветряки проще в изготовлении и не требовательны к направлению ветра. При этом, они имеют меньшую эффективность, так как ветер с одинаковой силой воздействует на обе стороны лопасти, затрудняя вращение. Для того, чтобы избежать этого недостатка, создано множество различных конструкций ротора, таких как:

• ротор Савониуса
• ротор Дарье
• ротор Ленца

Известны ортогональные конструкции (разнесенные относительно оси вращения) или геликоидные (лопасти, имеющие сложную форму, напоминающую витки спирали). Все эти конструкции имеют свои достоинства и недостатки, основным из которых является отсутствие математической модели вращения того или иного вида лопастей, делающего расчет крайне сложным и приблизительным. Поэтому действуют методом проб и ошибок — создается экспериментальная модель, выясняются ее недостатки, с учетом которых изготавливается рабочий ротор.

Наиболее простая и распространенная конструкция — ротор Савониуса, но в последнее время в сети появляется множество описаний других ветрогенераторов, созданных на базе других видов.

Устройство ротора несложно — вал на подшипниках, на верхней части которого укреплены лопасти, которые под действием ветра вращаются и передают крутящий момент на генератор. Изготовление ротора осуществляется из доступных материалов, монтаж не требует чрезмерной высоты (обычно поднимают на 3-7 м), это зависит от силы ветров в регионе. Вертикальные конструкции почти не требуют ухода или обслуживания, что облегчает эксплуатацию ветрогенератора.

2 Специфика работы и свойства

Конструкция внутри имеет один медный проводник и два полупроводника типов P и N. Напряжение на выходе из станции равняется 12 В. Если дополнить твердотопливный модуль прибором инверторного или конверторного типа, то в итоге допустимо получить 220 В.

Другой разновидностью этой установки является автоматизированная электростанция. Она относится к более производительному виду твердотопливного оборудования. Работа устройства не представляет большой сложности. Для получения электричества необходимо следовать несложным правилам:

1. 1. Положить дрова, опилки или уголь в специальный отсек и поджечь их. В результате горения произойдет нагревание стенок и основного элемента. Располагается он внутри одной из стенок прибора.
2. 2. Поддерживать оптимальную температуру в устройстве. При 100 градусах допустимо получить от станции наибольшую мощность.
3. 3. Охладить агрегат после использования. Электрогенератор позволительно выставить на ледяную поверхность или использовать холодную воду. Зимой можно просто применить снег в качестве охлаждающего вещества.

Электрогенератор своими руками: расчет мощности устройства

Изготовление любого ветряка для частного использования начинается с подготовительного этапа – расчета мощности устройства. Так, например, для работы водяного отопления нужно будет установить ветряк высотой не менее 5-6 метров. При этом, использовать для обогрева лишь энергию ветра не получиться: скорость ветра достаточно переменчива. А вот в качестве дополнительного источника, который позволит сэкономить средства, использовать ветер можно.

Чтобы самому рассчитать мощность ветрогенератора, следует определить силу воздушного потока.

Многие специалисты рекомендуют дополнительно произвести расчет мощности электрогенератора

Для этого можно воспользоваться многочисленными формулами, которые представлены в сети. Наиболее простым решением будет использование калькулятора, который рассчитывает силу ветра самостоятельно. Вам, при этом, нужно будет лишь вбить в программу нужные значения. Чаще всего это: площадь, на которую дует ветер, плотность и скорость ветра.

Кроме того, для работы понадобится электрическая схема ветряка, подробные чертежи конструкции, которые можно нарисовать на обычном листе бумаги или визуализировать при помощи компьютерной программы для трехмерного моделирования.

Роторная установка

Собрать такую ветряную электростанцию своими руками довольно просто. При этом ее мощности будет достаточно для обеспечения всех потребностей в электрической энергии на садовом участке.

Подготовительный этап

Владельцам загородных домов можно смело ориентироваться на установки мощностью около 1,5 кВт. Наиболее простым устройством станет агрегат с вертикальной осью вращения. Для его создания потребуются следующие детали и материалы:

• Генератор от автомобиля на 12 В.
• Кислотная или гелиевая аккумуляторная батарея.
• Полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 В.
• Вместительная емкость из алюминия либо нержавейки.
• Реле контроля заряда АКБ от автомобиля.
• Вольтметр.
• Провода сечением в 2,5 мм2 и 4 мм2.
• 2 хомута для монтажа генератора на мачте.

Инструкция по изготовлению

Основу будущего агрегата составит цилиндрическая емкость, например, бочка или ведро. На нее необходимо нанести разметку, разделив емкость на четыре равных части. После этого следует разрезать металл (не до конца), чтобы получились лопасти. В шкиве и днище емкости просверливаются отверстия, которые должны располагаться строго симметрично, чтобы при работе не возник дисбаланс.

После этого лопасти отгибаются с учетом направления вращения используемого генератора, чаще всего по направлению хода часовой стрелки. Также следует помнить, что угол изгиба лопастей оказывает влияние на скорость вращения пропеллера. Закрепив лопасти на шкиве, генератор с помощью хомутов монтируется на мачте.

https://youtube.com/watch?v=yJaOOqEdYWs

Основная часть работ на этом завершена, и остается лишь собрать электрическую цепь. Чтобы облегчить эту задачу, во время установки генератора на мачту стоит зарисовать схему соединений. Для подключения батареи следует использовать метровый отрезок провода сечением в 4 мм2. В свою очередь для соединения агрегата с сетью стоит воспользоваться проводником 2,5 мм2. Инвертор также подключается с помощью провода большего сечения.

Если все работы были проведены в соответствии с инструкцией, то ветряк будет хорошо работать, и при его эксплуатации проблем возникнуть не должно. При этом достоинств у роторной установки значительно больше, чем недостатков. К числу последних можно отнести лишь довольно высокую чувствительность к сильным порывам ветра.

Принцип работы

Электромагнитная индукция лежит в основе принципа работы электрогенератора.

Создаётся искусственное магнитное поле. Через него проходит проводник, создающий импульс. Импульс тем временем становится постоянным током.

Электрогенераторы в своей основе имеют два обязательных механизма — ротор и статор. Их наличие от топлива и мощности не зависит.

Ротор нужен, чтобы создать то самое электромагнитное поле. В его основе лежат магниты, которые находятся на одинаковом расстоянии от сердечника.

Статор не двигается. Это позволяет заставлять ротор двигаться, пока статор регулирует электромагнитное поле. Достигается из-за стальных блоков в его устройстве.

Ветрогенераторы своими руками на 220 в

Для того, чтобы собрать ветроуловитель нам понадобятся: генератор на 12 вольт, аккумуляторные батареи, преобразователь с 12 v на 220 в, вольтметр, медные провода, крепежи (хомуты, болты, гайки).

Чтобы ветрогенератор получился практичным и качественным, перед его изготовлением лучше дополнительно ознакомиться с подробной инструкцией

Изготовление любого ветряка предполагает наличие таких этапов как:

1. Изготовление лопастей. Лопасти вертикального ветрогенератора можно сделать из бочки. Нарезать детали можно при помощи болгарки. Винт для небольшого ветряка можно изготовить из трубы ПВХ с сечением в 160 мм.
2. Изготовление мачты. Мачта должна быть высотой не менее 6 метров. При этом, для того, чтобы крутящее усилие не сорвало мачту, ее необходимо закрепить ее на 4 растяжки. Каждую растяжку, при этом, нужно намотать на бревно, которое следует закопать глубоко в землю.
3. Установка неодимовых магнитов. Магниты наклеиваются на диск ротора. Лучше выбирать прямоугольные магниты, магнитные поля в которых сосредотачиваются по всей поверхности.
4. Намотка катушек генератора. Намотка выполняется медной нитью с диаметром не менее двух мм. При этом, мотков должно быть не более 1200.
5. Фиксация лопастей к трубе при помощи гаек.

При наличии мощных аккумуляторных батарей и инвертора, полученное устройство сможет выработать такое количество электричества, которого будет достаточно для использования бытовой техники (например, холодильника и телевизора). Отлично подойдет такой генератор для поддержания работы систем освещения, отопления и вентиляции небольшого дачного домика, теплицы.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

1. Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
2. При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
3. Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
4. Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Что это такое бестопливный генератор

Это несложное устройство создано для генерации электроэнергии без использования различных видов топлива. Работает по принципу неодимовых магнитов. В простом двигателе магнитное поле создается электрическими катушками, обычно из меди или алюминия. Эти двигатели постоянно нуждаются в электропитании для создания магнитного поля. Потери энергии колоссальны. Но бестопливный генератор не содержит катушек из таких материалов. Следовательно, потери будут минимальными. Он использует постоянное магнитное поле для создания необходимой силы для перемещения двигателя.

Чтобы найти альтернативные способы генерации электроэнергии, существует ряд альтернатив из нетрадиционных источников энергии, которые также являются возобновляемыми. Одной из таких альтернатив является выработка электроэнергии из бестопливного двигателя в изолированной системе выработки электроэнергии с низкими затратами на техническое обслуживание.

Бестопливный двигатель (как и генератор) – это двигатель, который вырабатывает электроэнергию круглосуточно без топлива (бензин, дизель, масло, газ, солнце). Приводным механизмом является двигатель постоянного тока, который приводится в действие аккумулятором (12 В или более). Батарея приводит в движение электродвигатель постоянного тока, который в свою очередь вращает генератор переменного тока для выработки электроэнергии и в то же время с помощью диода заряжает батарею.

К числу источников энергии, которые могут работать без углекислого газа, относятся ветер, волны или прилив фотоэлектрической и осмотической энергии. Но бестопливные генераторы электроэнергии по-прежнему являются наиболее надежными источниками энергии с низкими эксплуатационными расходами, которые даже в некоторых случаях превосходят солнечные батареи.

Использование недорогих традиционных источников энергии, таких как топливо, будет оставаться основным источником энергии до следующих десятилетий, несмотря на их неблагоприятное воздействие на окружающую среду.

Применение бестопливного двигателя (или генератора) для выработки электроэнергии ограничено мощностью двигателя постоянного тока и генератора переменного тока. Это подразумевает, что наличие двигателя постоянного тока и генератора большой мощности дает бестопливному двигателю свои возможности. Исследования показали, что потенциал бестопливного двигателя во всем мире более чем в пять раз превышает потенциал ветра и солнца, потому что он работает 24/7, ежедневно, в любой точке планеты.