Содержание
Генератор является устройством, который производит продукты, вырабатывающие электрическую энергию либо преобразующую ее в другую. Что собой представляет устройство, как сделать генератор, каков принцип его работы, в чем отличие от синхронного генератора? Об этом расскажем далее.
Устройство и принцип работы
Генератором называется электромашина, которая занимается преобразованием механической энергии в токовую электроэнергию. В большинстве случаев используется для этого вращательный тип магнитного поля. Состоит аппарат из реле, вращающегося индуктора, контактных колец, терминала, скользящей щетки, диодного моста, диодов, токосъемного кольца, статора, ротора, подшипников, роторного вала, шкива, крыльчатки и передней крышки. Нередко в конструкцию входит виток с электромагнитом, который осуществляет выработку энергии.
Важно отметить, что генератор бывает переменного и постоянного тока. В первом случае не образовываются вихревые токи, работать аппарат может при экстремальных условиях и обладает пониженным весом. Во втором случае генератор не нуждается в повышенном внимании и имеет большее количество ресурсов.
Бывает генератор переменного тока синхронным и асинхронным. Первый это агрегат, который работает как генератор, где количество совершаемых вращений статора равно ротору. Ротор формирует магнитное поле и создает в статоре ЭДС.
Обратите внимание! В результате создается постоянный электрический магнит. Из преимуществ отмечают высокую стабильность создаваемого напряжения, из недостатков — токовую перегрузку, поскольку при завышенной нагрузке, регулятор повышает ток в роторной обмотке.
Асинхронный аппарат состоит из короткозамкнутого ротора и точно такого же статора, как и предыдущей модели. В момент вращения ротора асинхронный генератор индуцирует электроток и магнитное поле создает синусоидальное напряжения. Поскольку он не имеет связи с ротором, то возможности в том, чтобы искусственно регулировать напряжение и ток, нет. Эти параметры изменяются под электрической нагрузкой на стартерной обмотки.
Принцип действия
Любой генератор действует по электромагнитному индуктивному закону, благодаря наводке электротока в замкнутой рамке пересечением вращающегося магнитного поля, создаваемое с помощью постоянных магнитов или обмоток. Электродвижущая сила попадает в замкнутый контур из коллектора и щеточного узла вместе с магнитным потоком, вращается ротор и вырабатывает напряжение. Благодаря подпружиненным щеткам, которые прижимаются к пластинчатым коллекторам, передается электроток к выходным клеммам. Далее он идет в сеть пользователя и распространяется по электрооборудованию.
Отличие от синхронного генератора
Синхронный бензиновый генератор не перегружается из-за переходных режимов, которые связаны с пуском под нагрузкой из потребителей подобной мощности. Он является источником реактивной мощности, в то время как асинхронный ее потребляет. Первый не боится перегрузок при поставленном режиме благодаря системе авторегулирования через связь, которая обратна току с напряжением в проводе. Второй имеет нерегулируемую искусственно силу сцепления электромагнитного роторного поля.
Обратите внимание! Важно понимать, что асинхронная разновидность более популярна благодаря простой конструкции, неприхотливости, отсутствию надобности в техническом квалифицированном обслуживании и сравнительной дешевизне. Он ставится тогда, когда: нет высоких требований к частоте с напряжением; предполагается работать агрегату в запыленном месте; нет возможности переплачивать за другую разновидность.
Область применения
Генератор переменного тока — многофункциональный аппарат, благодаря которому энергию можно передавать на большие расстояния и при этом быстро ее перераспределять. Кроме того, она превращается в световую, тепловую, механическую и другую энергию по инструкции. Прост в изготовлении. Поэтому область их применения обширна. Сегодня используются такие устройства везде: как в промышленности, так и в условиях быта. Ими оснащается мощный мотор.
К примеру, электро и ветрогенератор будет полезен в то время, когда будет отключена сеть вольт, произойдет авария на электростанции, нужна будет дополнительная энергия в двигателе.
Бензиновый и магнитный генератор, благодаря небольшому весу и компактности, можно транспортировать и использовать в сельском хозяйстве, на даче, в лесу. Он послужит оборудованием быстрого реагирования и поможет создать аварийное освещение.
Классификация прибора
Классификация прибора обширная. Сегодня он бывает асинхронным и синхронным, с неподвижным ротором или статором, однофазным, двухфазным и трехфазным, с независимым или самостоятельным возбуждением, с обмотками возбуждения или возбуждением от постоянно действующего магнита.
Обратите внимание! Стоит отметить, что на данный момент пользуются большей популярностью трехфазные модели благодаря вращающемуся круговому магнитному полю, уравновешенности системы, работы в нескольких режимах и высоких уровнях коэффициента полезного действия.
Схема сборки устройства
Собрать электро генераторы на 220 своими руками можно по аналогии с производственной моделью. Для этого могут понадобиться видеоуроки или учебные пособия. Затем нужно правильно подключать все приборы одной системы. Сделать это можно по схеме звезда или треугольник.
В первом случае электросоединение происходит для всех концов обмоток одной точки, а во втором случае предусматривается последовательный тип обмоточных генераторных соединений. Важно отметить, что эти схемы можно использовать лишь в том случае, если нагрузка фаз равномерная. Тогда тема, как сделать генератор в домашних условиях, будет актуальной.
В целом, генератором называется устройство, превращающее механическую энергию в электрическую при помощи проволочной разновидности катушки магнитного поля. По количеству фаз агрегаты бывают с одной, двумя и тремя фазами.
Сделать его сегодня можно своими руками, используя специальную схему, указанную выше.
Довольно часто встречаются проблемы с подачей электроэнергии в отдалённых от города поселениях, в том числе и на дачах. Поэтому многие владельцы начинают задумываться над альтернативными способами для домашнего пользования. Одним из таких является прибор для преобразования и накапливания электроэнергии — бензогенератор. Своими руками его сделать несложно. Ресурсы для переработки используются разные. Это может быть энергия солнца, ветра, воды и прочее. Вариант считается выгодным, кроме этого, основывается на простом принципе работы.
Сравнивая свойства моделей, сделанных своими руками с заводскими, отмечают некоторые просчёты. Но даже самый примитивный самодельный генератор способен выручить в ситуации полного отсутствия электроэнергии. И в плане стоимости сможет существенно сэкономить семейный бюджет.
Принцип работы генератора
В основе работы бензинового генератора для вырабатывания электричества положены явления электромагнитной индукции, изучаемые ещё в школьном курсе физики. Суть заключается в том, что через электромагнитное облако проходит проводник и получает импульс, который впоследствии перерабатывается в ток постоянного характера. Все операции следуют друг за другом:
Одним из составляющих генератора является двигатель. Его задача — вырабатывание электроэнергии посредством сжигания топлива, чаще всего бензина или дизтоплива.- Сжигаемое топливо вырабатывает продукты горения, то есть газ, под давлением которого начинает вращаться коленвал.
- Назначение коленчатого вала — передача импульса ведомому валу, который на выходе предоставляет некоторое количество электроэнергии.
Общая картина ясна, но необходимо понимать, что положительный результат гарантирован только в том случае, если правильно выполнены расчёты и соединения основных конструктивных частей.
Генераторы существуют разной мощности. Потребление топливных ресурсов также отличается. Но, независимо от перечисленных параметров, основополагающими являются две составляющих: ротор и статор. Якорь используется для создания электромагнитных полей, именно поэтому состоит из магнитов, равноудалённых от сердечника. Назначение статора — приведение в движение ротора и регулировка состояния электромагнитных полей.
В зависимости от того, как совершает вращение ротор, генераторы бывают синхронного и асинхронного типа. Синхронные считаются более капризными, так как восприимчивы к изменениям напряжения. Отличаются они и сложностью конструкции. Выигрышны в этом отношении асинхронные электрогенераторы. Они имеют довольно солидный перечень технических характеристик.
Сборка бензогенератора своими руками
Для создания электрогенераторов на 220 своими руками дома с целью использования в бытовых условиях, необходимо выполнить ряд мероприятий. Для начала составляется схема и уже согласно ей определяются с деталями и порядком сборки.
Перечень основных деталей
Для сборки электрогенератора на 220 В своими руками необходимо заранее подобрать все основные детали, из которых он состоит.
Очень редко можно встретить генератор на 220 вольт без двигателя. Его можно собрать самостоятельно. Но в этом случае на весь процесс уйдёт достаточно много времени. Для сокращения процедуры изготовления генератора двигатель можно заимствовать у вышедшего из строя оборудования. Оптимальными вариантами являются движки от стиральных машин, насосных станций, мотоблоков, бензопилы. Для более мощных можно снять автомобильный двигатель.- Электростартер. Желательно использовать деталь в готовом виде, которая имеет обмотку.
- Электропровода и изолирующая лента.
- Для достижения стабильности подачи электроэнергии необходимо использовать трансформаторные или выпрямительные конструкции. Актуально это в тех случаях, когда в результате получают электроэнергию с разной мощностью. С помощью трансформатора можно увеличить или уменьшить мощность.
Принцип сборки
После того как все составляющие найдены и подготовлены, приступают непосредственно к сборке самодельного генератора переменного тока 220 В. Принцип состоит из нескольких этапов.
Первоначально необходимо произвести расчёт мощности самодельной электростанции. Для этого двигатель подключают к электросети и определяют количество вращений. Поможет выполнить подсчёты специальный прибор, называемый тахометром. Полученный результат необходимо повысить на 10%, которые отводятся на компенсацию нагрузки. Она сможет предотвратить перегрев движка в процессе функционирования.- На следующем этапе подбирают конденсаторы. При этом обязательно нужно учитывать мощность, на которую рассчитан генератор. В этом процессе могут помочь специальные таблицы, которые есть во всех нормативных документах, СНиПах и ГОСТах.
- Важный момент — заземление. Поскольку дело имеют с электричеством, то его отсутствие может привести к травматической ситуации. Кроме того, без заземления сроки функционирования прибора значительно сокращаются.
Самодельные генераторы переменного тока 220 В собрать довольно просто. Подготовленные детали соединяют между собой в такой последовательности: к двигателю подключают конденсаторы, как указано в схеме. Обращают внимание на тот факт, что ёмкость каждого последующего конденсатора такая же, как у предыдущего.
Самодельные генераторы на 220 В вполне справляются с обеспечением питания таких бытовых электроприборов, как болгарки, сварочного аппарата, электропилы и прочих.
Нюансы в использовании
Рассмотренный вариант очень прост как в сборке, так и в использовании, но имеет определённые недочёты:
Необходим постоянный контроль за температурой движка, так как нельзя давать ему перегреваться.- Длительность работы незначительна: чем больше работает генератор, тем меньше становиться его мощность. Поэтому периодически дают возможность самодельной электростанции отдохнуть. Оптимальная температура двигателя составляет 40−45 градусов.
- Отсутствие автоматики будет требовать в процессе работы присутствие пользователя. Необходимо будет снимать разные показатели и контролировать процесс.
Электрогенераторы могут работать не только на бензине. Для них подойдёт любой энергоресурс, к примеру, дрова или ветряной вариант. Но мощность таких приборов незначительна, да и самих ресурсов понадобится довольно много, что становится затратным.
Плюсы и минусы самодельных генераторов
Бесспорно, генератор, собранный в заводских условиях, существенно выигрывает перед самодельными. Но, тем не менее, стоит поговорить о том, какие положительные и отрицательные стороны отмечают у приборов, изготовленных в домашних условиях.
К плюсам самодельных генераторов переменного тока 220 В относят:
Высокое мнение о себе-любимом, что для многих очень важно.- Аппаратом, сконструированным самостоятельно, не только пользуются, но и гордятся.
- Финансовый вопрос стоит не на последнем месте — экономия налицо.
- Возможность сделать электрогенератор согласно заявленным требованиям.
Кроме всех перечисленных достижений, присутствуют и негативные факторы, которые не смогут обеспечить бесперебойную работу генератора. Причиной этому могут быть частые поломки, спровоцированные такими моментами:
- невозможность обустройства герметичных соединений между деталями;
- неверный расчёт потребляемой мощности может вывести из строя генератор или понизить его производительность;
- отсутствие определённого опыта.
Для начинающих можно попробовать свои силы, изготавливая самодельный бензогенератор на 12 вольт. Принцип устройства аналогичный.
Как видим, электрогенераторы на 220 своими руками — неплохая альтернатива обычному электроснабжению. Он станет палочкой-выручалочкой при аварийном отсутствии электричества, поможет сэкономить, если необходимо выполнять строительные работы с помощью электроприборов. Если отсутствуют малейшие понятия обращения с электричеством, то не стоит рисковать и приступать к конструированию генератора самостоятельно без помощи специалистов.
Я решил сделать сам бензогенератор из асинхронного двигателя. У меня в наличии был ДВС и электродвигатель. Из имеющихся в наличии расходов – расточка шкива у токаря.
Материалы, которые использовались:
– электродвигатель мощностью 7.5 кВт;
– бензиновый двигатель (китайский) P175FB на 7.8 лс;
– шкивы, имеющие диаметр 160 мм и 80 мм;
– ремень;
– конденсаторы пусковые, расчетом 175 Мкф на одну фазу (на деле я подключал 210 Мкф);
– пара колес;
– уголок металлический;
– лист металла.
Схема: конденсаторы подключены только на одну фазу.
Остаточное намагничивание ротора возбуждает эдс в обмотках статора. ЭДС в свою очередь заряжают конденсаторы, в следствии чего происходит возбуждение генератора.
Конечные испытание довели: при оборотах ДВС
3000, напряжение по фазам 250В, 240В, 215В.
Далее я немного скинул обороты и подключил нагрузку на фазу, где «висели» конденсаторы, УШМ 840 Вт – произошло без проблем, УШМ 2 кВт — работает, но может быть и такое, что он встанет колом при нагрузке, электропила на 1.8кВт работает как по маслу, ведь я пилил вдоль волокон пень.
Если 3х фазный двигатель предположить в режиме генератора – он выдаст 6000 ватт. Значит, на одной его фазе будет 2000 Вт. То есть для того, чтобы все три фазы выдали мощность на одну – понадобится трансформатор. Именно поэтому работу над самоделкой нужно продолжить.
