Электрическая схема генератора переменного тока 220 вольт

Познакомимся со схемами бензогенераторов

Повседневная жизнь человека практически немыслима без электроэнергии, ведь вся его профессиональная деятельность, а также досуг, невозможны в принципе без этого. Отключение света в самый ненужный момент может не только надолго испортить настроение, но и повредить некоторые бытовые приборы, чувствительные к нестабильной подаче электроэнергии и скачкам напряжения сети. Чтобы себя подстраховать от таких негативных последствий, многие задумываются о приобретении бензогенератора для своего дома. Такой прибор, являющийся автономным источником электрической энергии, способен обеспечить светом практически все жилище, в зависимости от того, какой мощности устройство было приобретено. Также отличительной особенностью некоторых разновидностей бензогенератора является то, что его можно брать с собой за пределы дома, например, на природу. Чтобы более конкретно узнать о данном устройстве, следует тщательно разобрать его отличительные особенности, классификацию, а также другую информацию, которая может стать полезной при покупке.

Классификация бензогенераторов

На российском рынке существует достаточно много различных агрегатов, отличающихся друг от друга сразу по нескольким признакам. Исходя из этого, можно сформировать своеобразную классификацию бензинового генератора как вид технического устройства:

Профессиональные и бытового назначения. Агрегаты, относящиеся к первому типу, используются на крупных предприятиях промышленного назначения, где подключаются к мощной аппаратуре. Что касается бытового бензинового генератора, то такое устройство прекрасно подходит для применения в частных загородных домах, а также за его пределами.
Стационарные устройства и переносного типа. Переносной бензогенератор отличается более скромными габаритами, чтобы его можно было свободнее транспортировать за пределы дома. Естественно, это сказалось на его мощности — она, как правило, не превышает 5 кВА.
В зависимости от двигателя, т.е. 2-тактные и 4-тактные. Двухтактный движок устанавливается на бензогенераторы небольшой мощности — до 1 кВт. Начиная с 1 кВт и выше — устанавливают четырехтактный двигатель.
Однофазного (220В) и трехфазного (380В) типа. Трехфазные агрегаты стоят на порядок дороже, да и большой необходимости в них нет. Это объясняется тем, что для домашней сети необходимы однофазные устройства, которые и получили наибольшее распространение.

Исходя из показателей мощности — небольшой мощности (до 4 кВт), средней (до 15 кВт) и агрегаты высокой мощности (до 30 кВт).

Что касается мощности бензинового генератора, то есть свои нюансы:

Агрегаты, мощность которых не превышает 4 кВт, относятся к домашним устройствам. Один такой бензиновый генератор способен полностью обеспечить электроэнергией небольшой домик или склад. Специфика конструкции таких генераторов не позволяет им работать без перерыва — в среднем, продолжительность беспрерывной работы составляет порядка четырех часов. По истечении данного времени, устройство необходимо отключить, чтобы система могла охладиться.
Агрегаты, мощность которых составляет до 15 кВт, могут использоваться на строительных площадках и в офисных зданиях. Это более современная конструкция, поэтому срок беспрерывной работы такого бензинового генератора составляет порядка десяти часов.
Агрегаты мощностью до 30 кВт используются для обеспечения электричеством больших складских и торговых помещений. Как правило, заранее рассчитывается схема подключения, а также место, где будет расположен бензогенератор.

Устройство бензогенератора

Как уже было сказано ранее, в конструкции могут использоваться два вида мотора — 2-тактный и 4-тактный.

Дополнительно к двигателю, агрегат комплектуется дополнительными системами подачи топлива, смазки, а также системой подавления шума. Естественно, что в конструкции присутствует выхлопная труба, т.к. устройство работает на бензине.

Бензиновые генераторы могут быть синхронными и асинхронными. Агрегаты, относящиеся к первому типу, считаются более усовершенствованными, поэтому могут переносить более сильные скачки напряжения. Асинхронные системы используются в дешевых моделях, поэтому их конструкция более простая, чем у синхронных.

На видео рассказ про асинхронные

В системе также присутствуют контрольно-измерительные приборы, осуществляющие регулировку основных рабочих узлов. Данная функция крайне важна для стабильной работы всего бензогенератора в целом.

Представленная ниже схема наглядно демонстрирует весь агрегат, а также основные его рабочие узлы и степень их влияния на систему в целом. Стоит заметить, что узлы соединены между собой крепежными элементами, а также целостной рамной конструкцией.

Принцип работы

Данное знание позволит устранить различные неполадки, риск возникновения которых всегда присутствует в процессе эксплуатации.

Для лучшего понимания обозначим весь принцип работы поэтапно:

В соответствующий кратер топливного бака заливается топливо — бензин.
После того, как осуществлено подключение устройства в сеть, топливо поступает в двигатель по бензопроводу.
В процессе поступления топлива к двигателю, оно проходит специальный процесс очистки от всевозможных примесей.
По завершении данного процесса, топливный насос производит закачку бензина в карбюратор.

В самом карбюраторе происходит смешивание бензина до необходимой консистенции. После этого осуществляется подача кислорода в топливо. Как только достигается нужная горючесть, бензин подается на цилиндры используемого мотора.
Происходит запуск двигателя. Топливная смесь воспламеняется посредством попадания на нее искры из свечи зажигания. Как только топливо сгорело, появляется газовое образование, запускающее в действия коленвал и поршневую систему. Крутящийся момент передается роторному механизму, который и образует электрическую энергию из механической.
Роторный механизм вращается, что провоцирует образование магнитного поля, которое, в свою очередь, влияет на возникновение электромагнитного поля.
Конечным итогом всего процесса является возникновение электрической энергии.

Вообще, мощность самого бензогенератора напрямую зависит от количества витков обмотки, поэтому нужно иметь данный факт в виду.

На видео происходит разбор бензогенератора Firman и рассказ о его устройстве

Схема устройства

Безусловно, неопытному человеку довольно сложно разобраться во всевозможных схемах подключения и устройства бензиновых генераторов. Неудивительно, ведь данная информация является довольно специфической, разобраться в которой может только опытный электрик.

Однако, можно попробовать разобраться и самому во всех этих хитросплетениях. В принципе, данная статья и предназначена для этого, поэтому попытаемся доступным языком описать несколько схем бензогенератора.

Итак, первой нашего внимания заслуживает электрическая схема устройства (рассмотрим на примере модели Huter DY):

На схеме мы видим принцип работы устройства. A2 (альтернатор) раскручивается механическим образом при помощи троса, A5 (катушка зажигания) формирует искру на F1 (свеча). Подобным образом осуществляется процесс запуска бензинового двигателя агрегата. Примечательно, что в случае, если SB1 (выключатель) будет замкнут, то искра не возникнет, т.е.двигатель не запустится.

Две катушки L1 и L2 вырабатывают выходное напряжение разной мощности. В первом случае, данный показатель будет равен 220 В, а во втором — 12 В.

Уровень масла определяется по специальному индикатору — HL1, а PV1 (стрелочный прибор) определяет степень напряжения.

Стабильность работы всего агрегата формируется благодаря катушкам L3 и L4.

На видео идет рассказ об устройстве и схеме бензогенератора на примере моделей Зубр

Схема подключения к сети дома

Данная работа осуществляется с использованием трех сетей:

Общая электрическая сеть, через которую осуществляется подача всего электричества.
Сеть потребителей электричества.
Провода самого устройства.

При этом, подключение может осуществляться тремя способами:

При помощи обычного рубильника (переключателя).
С частичным использованием автоматизации.
С полной автоматизацией процесса.

Понятно, что первый способ является наиболее простым, поэтому и рассмотрим его более подробно.

Сам рубильник функционирует в трех положениях, каждое из которых отвечает за свой этап работы.

Само подключение осуществляется поэтапно:

Наиболее простой способ подключения — это в розетку домашней сети. После этого, необходимо подключить бензиновый генератор ко всем вероятным потребителям (приборам). Подключается он к разводке этих устройств.
Следите за тем, чтобы номинальный ток агрегата и сечение проводов совпадали.
Нет необходимости в проведении лишних манипуляций — достаточно лишь соединить вилку запитывающего устройства с генератором любым путем (через удлинитель или напрямую).

Переход ручки переключателя в следующую позицию обесточит весь обслуживаемый объект. Следующий поворот рубильника — и все питание переходит на альтернативный источник, т.е. бензиновый генератор.

Заключение

Именно здесь и становятся необходимыми те схемы устройства и подключения, которые были предоставлены в данной статье. Их понимание и осуществление на практике — вот залог успешной реализации данных проектов.

Как устроен генератор переменного тока — назначение и принцип действия

Люди пользуются энергией электрического тока практически во всех сферах своей деятельности. Сейчас нелегко представить жизнь без электричества, которое с помощью специального оборудования преобразуется из механической энергии. Рассмотрим подробнее, как происходит этот процесс, и как устроены современные генераторы.

Превращение механической энергии в электрическую

Любой генератор работает по принципу магнитной индукции. Самый простой генератор переменного тока можно представить, как катушку, которая вращается в магнитном поле. Также есть вариант, при котором катушка остается неподвижной, но магнитное поле только её пересекает. Именно во время этого движения и вырабатывается переменный ток. По такому принципу функционирует огромное количество генераторов во всем мире, объединенных в систему электроснабжения.

Устройство и конструкция генератора переменного тока

Стандартный электрогенератор имеет следующие компоненты:

Раму, к которой закреплен статор с электромагнитными полюсами. Изготовлена она из металла и должна выполнять защитную функцию всех элементов механизма.
Статор, к которому крепится обмотка. Изготавливается он из ферромагнитной стали.
Ротор – подвижный элемент, на сердечнике которого располагается обмотка, образующая электрический ток.
Узел коммутации, который отводит электричество с ротора. Представляет собой систему подвижных токопроводящих колец.

В зависимости от назначения, генератор имеет определенные особенности конструкции, но существуют два компонента, которыми обладает любое устройство, конвертирующее механическую энергию в электричество:

Ротор – подвижная цельная деталь из железа;
Статор – неподвижный элемент, который изготовлен из железных листов. Внутри него есть пазы, внутри которых располагается проволочная обмотка.

Для получения большей магнитной индукции, между этими элементами должно быть небольшое расстояние. По своей конструкции генераторы бывают:

С подвижным якорем и статическим магнитным полем.
С неподвижным якорем и вращающимся магнитным полем.

В настоящее время более распространено оборудование с вращающимися магнитными полями, т.к. значительно удобнее снимать электрический ток со статора, чем с ротора. Устройство генератора имеет немало сходств с конструкцией электродвигателя.

Схема генератора переменного тока

Принцип работы электрогенератора: в тот момент, когда половина обмотки находится на одном из полюсов, а другая на противоположном, ток движется по цепи от минимального до максимального значения и обратно.

Классификация и виды агрегатов

Все электрогенераторы можно распределить по критерию работы и по типу топлива, из которого и образуется электроэнергия. Все генераторы делятся на однофазные (выход напряжения 220 Вольт, частота 50 Гц) и трехфазные (380 Вольт с частотой 50 Гц), а также по принципу работы и типу топлива, которое конвертируется в электричество. Ещё генераторы могут использоваться в разных сферах, что определяет их технические характеристики.

По принципу работы

Разделяют асинхронные и синхронные генераторы переменного тока.

Асинхронный

У асинхронных электрогенераторов нет точной зависимости ЭДС от частоты вращения ротора, но здесь работает такой термин, как «скольжение S». Оно определяет эту разницу. Величина скольжения вычисляется, поэтому некоторое влияние элементов генератора в электромеханическом процессе асинхронного двигателя все же есть.

Синхронный

Такой генератор обладает физической зависимостью от вращательного движения ротора к генерируемой частоте электроэнергии. В таком устройстве ротор является электромагнитом, состоящим из сердечников, обмоток и полюсов. Статором являются катушки, которые соединены по принципу звезды, и имеющими общую точку – ноль. Именно в них вырабатывается электрический ток.
Ротор приводит в движение посторонняя сила подвижных элементов (турбин), которые двигаются синхронно. Возбуждение такого генератора переменного тока может быть, как контактным, так и бесконтактным.

По типу топлива двигателя

Удаленность от электросети с появлением генераторов больше не становится препятствием для пользования электроприборами.

Газовый генератор

В качестве топлива здесь используется газ, во время сгорания которого и вырабатывается механическая энергия, которая затем заменяется электрическим током. Преимущества использования газогенератора:

Безопасность для окружающей среды, ведь газ при сгорании не выделяет вредных элементов, копоти и токсичных продуктов распада;
Экономически это очень выгодно – сжигать дешевый газ. В сравнении с бензином, это обойдется значительно дешевле;
Подача топлива осуществляется автоматически. Бензин и дизельное топливо требуется по мере необходимости подливать, а газовый генератор обычно подключают к системе газоснабжения;
Благодаря автоматике, аппарат приходит в действие самостоятельно, но для этого он должен располагаться в теплом помещении.

Дизельный генератор

Эту категорию составляют преимущественно однофазные агрегаты мощностью 5 кВт. 220 Вольт и частота 50 Гц являются стандартными для бытовой техники, поэтому дизельный аппарат неплохо справляется со стандартной нагрузкой. Как можно догадаться, для его работы требуется дизельное топливо. Почему стоит выбрать именно дизельный электрогенератор:

Относительная дешевизна топлива;
Автоматика, позволяющая автоматически запускать генератор при прекращении подачи электрического тока;
Высокий уровень противопожарной безопасности;
В течении длительного периода времени агрегат на дизеле способен проработать без сбоев;
Внушительная долговечность – некоторые модели способны работать в общей сумме 4 года непрерывной эксплуатации.

Бензогенератор

Такие аппараты довольно востребованы как бытовое оборудование. Несмотря на то, что бензин дороже газа и дизеля, такие генераторы имеют немало сильных сторон:

Малые габариты при высокой мощности;
Просты в эксплуатации: большинство моделей можно запустить вручную, а более мощные генераторы оснащены стартером. Регулируется напряжение под определенную нагрузку при помощи специального винта;
В случае перегрузки генератора автоматически срабатывает защита;
Просты в обслуживании и ремонте;
Во время работы не издают много шума;
Можно применять и в помещении, и на улице, но следует защищать от попадания влаги.

Самодельный бензогенератор своими руками — особенности исполнения

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.

Originally posted 2018-04-18 12:20:12.

Самодельный асинхронный генератор

Для питания бытовых устройств и промышленного оборудования необходим источник электроэнергии. Выработать электрический ток возможно несколькими способами. Но наиболее перспективным и экономически выгодным, на сегодняшний день, является генерация тока электрическими машинами. Самым простым в изготовлении, дешёвым и надёжным в эксплуатации оказался асинхронный генератор, вырабатывающий львиную долю потребляемой нами электроэнергии.

Применение электрических машин этого типа продиктовано их преимуществами. Асинхронные электрогенераторы, в отличие от синхронных генераторов, обеспечивают:

более высокую степень надёжности;
длительный срок эксплуатации;
экономичность;
минимальные затраты на обслуживание.

Эти и другие свойства асинхронных генераторов заложены в их конструкции.

Устройство и принцип работы

Главными рабочими частями асинхронного генератора является ротор (подвижная деталь) и статор (неподвижный). На рисунке 1 ротор расположен справа, а статор слева. Обратите внимание на устройство ротора. На нём не видно обмоток из медной проволоки. На самом деле обмотки существуют, но они состоят из алюминиевых стержней короткозамкнутых на кольца, расположенные с двух сторон. На фото стержни видны в виде косых линий.

Конструкция короткозамкнутых обмоток образует, так называемую, «беличью клетку». Пространство внутри этой клетки заполнено стальными пластинами. Если быть точным, то алюминиевые стержни впрессовываются в пазы, проделанные в сердечнике ротора.

Рис. 1. Ротор и статор асинхронного генератора

Асинхронная машина, устройство которой описано выше, называется генератором с короткозамкнутым ротором. Тот, кто знаком с конструкцией асинхронного электродвигателя наверняка заметил схожесть в строении этих двух машин. По сути дела они ничем не отличаются, так как асинхронный генератор и короткозамкнутый электродвигатель практически идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых в генераторном режиме.

Ротор расположен на валу, который сидит на подшипниках, зажимаемых с двух сторон крышками. Вся конструкция защищена металлическим корпусом. Генераторы средней и большой мощности требуют охлаждения, поэтому на валу дополнительно устанавливается вентилятор, а сам корпус делают ребристым (см. рис. 2).

Рис. 2. Асинхронный генератор в сборе

Принцип действия

По определению, генератором является устройство, преобразующее механическую энергию в электрический ток. При этом не имеет значения, какая энергия используется для вращения ротора: ветровая, потенциальная энергия воды или же внутренняя энергия, преобразуемая турбиной либо ДВС в механическую.

В результате вращения ротора магнитные силовые линии, образованные остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора. В катушках образуется ЭДС, которая, при подсоединении активных нагрузок, приводит к образованию тока в их цепях.

При этом важно, чтобы синхронная скорость вращения вала немного (примерно на 2 – 10%) превышала синхронную частоту переменного тока (задаётся количеством полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронность (несовпадение) частоты вращения на величину скольжения ротора.

Следует заметить, что полученный таким образом ток будет небольшим. Чтобы повысить выходную мощность необходимо увеличить магнитную индукцию. Добиваются повышения КПД устройства путём подключения конденсаторов к выводам катушек статора.

На рисунке 3 изображена схема сварочного асинхронного альтернатора с конденсаторным возбуждением (левая часть схемы). Обратите внимание на то, что конденсаторы возбуждения подключены по схеме треугольника. Правая часть рисунка – собственно схема самого инверторного сварочного аппарата.

Рис. 3. Схема сварочного асинхронного генератора

Существуют и другие, более сложные схемы возбуждения, например, с применением катушек индуктивности и батареи конденсаторов. Пример такой схемы показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема устройства с индуктивностями

Отличие от синхронного генератора

Главное отличие синхронного альтернатора от асинхронного генератора в конструкции ротора. В синхронной машине ротор состоит из проволочных обмоток. Для создания магнитной индукции используется автономный источник питания (часто дополнительный маломощный генератор постоянного тока, расположенный на одной оси с ротором).

Преимущество синхронного генератора в том, что он генерирует более качественный ток и легко синхронизируется с другими альтернаторами подобного типа. Однако синхронные альтернаторы более чувствительны к перегрузкам и КЗ. Они дороже от своих асинхронных собратьев и требовательнее в обслуживании – необходимо следить за состоянием щёток.

Коэффициент гармоник или клирфактор асинхронных генераторов ниже, чем у синхронных альтернаторов. То есть они вырабатывают практически чистую электроэнергию. На таких токах устойчивее работают:

ИБП;
регулируемые зарядные устройства;
современные телевизионные приёмники.

Асинхронные генераторы обеспечивают уверенный запуск электромоторов, требующих больших пусковых токов. По этому показателю они, фактически, не уступают синхронным машинам. У них меньше реактивных нагрузок, что положительно сказывается на тепловом режиме, так как меньше энергии расходуется на реактивную мощность. У асинхронного альтернатора лучшая стабильность выходной частоты на разных скоростях вращения ротора.

Классификация

Генераторы короткозамкнутого типа получили наибольшее распространение, ввиду простоты их конструкции. Однако существуют и другие типы асинхронных машин: альтернаторы с фазным ротором и устройства, с применением постоянных магнитов, образующих цепь возбуждения.

На рисунке 5 для сравнения показаны два типа генераторов: слева на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, а справа – асинхронная машина на базе АД с фазным ротором. Даже при беглом взгляде на схематические изображения видно усложнённую конструкцию фазного ротора. Привлекает внимание наличие контактных колец (4) и механизма щёткодержателей (5). Цифрой 3 обозначены пазы для проволочной обмотки, на которую необходимо подать ток для её возбуждения.

Рис. 5. Типы асинхронных генераторов

Наличие обмоток возбуждения в роторе асинхронного генератора повышает качество генерируемого электрического тока, однако при этом теряются такие достоинства как простота и надёжность. Поэтому такие устройства используются в качестве источника автономного питания только в тех сферах, где без них трудно обойтись. Постоянные магниты в роторах применяют в основном для производства маломощных генераторов.

Область применения

Наиболее часто встречается применение генераторных установок с короткозамкнутым ротором. Они недорогие, практически не нуждаются в обслуживании. Устройства, оборудованные пусковыми конденсаторами, обладают приличными показателями КПД.

Асинхронные альтернаторы часто используют в качестве автономного или резервного источника питания. С ними работают переносные бензиновые генераторы, их используют для мощных мобильных и стационарных дизельных генераторов.

Альтернаторы с трёхфазной обмоткой уверенно запускают трехфазный электродвигатель, поэтому часто используются в промышленных энергоустановках. Они также могут питать оборудование в однофазных сетях. Двухфазный режим позволяет экономить топливо ДВС, так как незадействованные обмотки находятся в режиме холостого хода.

Сфера применения довольно обширная:

транспортная промышленность;
сельское хозяйство;
бытовая сфера;
медицинские учреждения;

Асинхронные альтернаторы удобны для сооружения локальных ветровых и гидравлических электростанций.

Асинхронный генератор своими руками

Оговоримся сразу: речь пойдёт не об изготовлении генератора с нуля, а о переделывании асинхронного двигателя в альтернатор. Некоторые умельцы используют готовый статор от мотора и экспериментируют с ротором. Идея состоит в том, чтобы с помощью неодимовых магнитов сделать полюса ротора. Примерно так может выглядеть заготовка с наклеенными магнитиками (см. рис. 6):

Рис. 6. Заготовка с наклеенными магнитами

Вы наклеиваете магниты на специально выточенную заготовку, посаженную на валу электродвигателя, соблюдая их полярность и угол сдвига. Для этого потребуется не менее 128 магнитиков.

Готовую конструкцию необходимо подогнать к статору и при этом обеспечить минимальный зазор между зубцами и магнитными полюсами изготовленного ротора. Поскольку магнитики плоские, придётся их шлифовать или обтачивать, при этом постоянно охлаждая конструкцию, так как неодим теряет свои магнитные свойства при высокой температуре. Если вы сделаете всё правильно – генератор заработает.

Проблема состоит в том, что в кустарных условиях очень сложно изготовить идеальный ротор. Но если у вас есть токарный станок и вы готовы потратить несколько недель на подгонку и доработки – можете поэкспериментировать.

Я предлагаю более практичный вариант – превращение асинхронного двигателя в генератор (смотрите видео ниже). Для этого вам понадобится электромотор с подходящей мощностью и приемлемой частотой вращения ротора. Мощность двигателя должна быть минимум на 50% выше от требуемой мощности альтернатора. Если такой электромотор есть в вашем распоряжении – приступайте к переработке. В противном случае лучше купить готовый генератор.

Для переработки вам потребуется 3 конденсатора марки КБГ-МН, МБГО, МБГТ (можно брать другие марки, но не электролитические). Конденсаторы подбирайте на напряжение не менее 600 В (для трёхфазного двигателя). Реактивная мощность генератора Q связанная с емкостью конденсатора следующей зависимостью: Q = 0,314·U 2 ·C·10 -6 .

При увеличении нагрузки возрастает реактивная мощность, а значит, для поддержания стабильного напряжения U необходимо увеличивать ёмкость конденсаторов, добавляя новые ёмкости путём коммутации.

Видео: делаем асинхронный генератор из однофазного двигателя – Часть 1
https://www.youtube.com/watch?v=ZQO5S9F72CQ

Часть 2
https://www.youtube.com/watch?v=nDCdADUZghs

Часть 3
https://www.youtube.com/watch?v=6M_w1b2xyM8

Часть 4
https://www.youtube.com/watch?v=CONHg7p-IYE

Часть 5
https://www.youtube.com/watch?v=z2YSqVh1vM8

Часть 6
https://www.youtube.com/watch?v=FNU83kOeSbA

Для упрощения подбора конденсаторов воспользуйтесь таблицей:

Мощность альтернатора (кВт-А)	Ёмкость конденсатора (мкФ) на холостом ходу	Ёмкость конденсатора (мкФ) при средней нагрузке	Ёмкость конденсатора (мкФ) при полной нагрузке
2	28	36	60
3,5	45	56	100
5	60	75	138

На практике, обычно выбирают среднее значение, предполагая, что нагрузка не будет максимальной.

Подобрав параметры конденсаторов, подключите их к выводам обмоток статора так, как показано на схеме (рис. 7). Генератор готов.

Рис. 7. Схема подключения конденсаторов

Советы по эксплуатации

Асинхронный генератор не требует особого ухода. Его обслуживание заключается в контроле состояния подшипников. На номинальных режимах устройство способно работать годами без вмешательства оператора.

Слабое звено – конденсаторы. Они могут выходить из строя, особенно тогда, когда их номиналы неправильно подобраны.

При работе генератор нагревается. Если вы часто подключаете повышенные нагрузки – следите за температурой устройства или позаботьтесь о дополнительном охлаждении.

Особенности и подключение однофазных генераторов

Устройство и принцип работы
Плюсы и минусы
Схема подключения

Проблемы с наличием централизованного электроснабжения и его стабильной подачей ставят перед собственниками домов и многими потребителями вопрос, как обеспечить непрерывную подачи энергии. Зачастую проблема решается установкой автономного источника питания, часто используют однофазные генераторы. Это силовое устройство бытового класса. Их отличает простая конструкция, удобство эксплуатации, невысокая стоимость, совместимость с однофазными электроприборами. Принцип работы таких генераторов основан на преобразовании в электричество кинетических видов энергии, используя принцип электромагнитной индукции.

Устройство и принцип работы

Основная часть генераторов работает на механизме вращающегося поля. Токопроводящая рамка совершает вращательные движения в магнитном поле катушки, между парой магнитов с противоположными полюсами, что приводит к возникновению электродвижущей силы. Индуцирование тока происходит в момент пересечения проводниками магнитных линий силового поля. Рамка меняет свою ориентацию по отношению к полюсам магнита, что ведет к изменению направления электрического тока. Он вырабатывается генератором до тех пор, пока проводник вращается источником механической энергии.

Устройство однофазных генераторов содержит в своей схеме несколько элементов:

индукторная вращающаяся часть;

неподвижная якорная часть;

скользящая щеточная часть;

кольца контактного типа.

Выработанная генератором электроэнергия по сети поступает к различным типам оборудования. Происходит перераспределение по объектам полученного питания. Схемы устройства для оптимального переключения снабжаются перекидным рубильником и блокираторами.

Рубильники имеют разные технические параметры. Перекидной рубильник в трехфазной сети должен устанавливаться одновременно с блоком питания, имеющим высокий показатель напряжения. Перекидные рубильники производятся в двух вариантах:

двухполюсной.

Первая модель состоит из одного модуля, включает медные проводники для подключения. Двухполюсная разновидность рубильника используется в электрических схемах. Они совместимы с разнофазными сетями, конденсаторами открытого типа. Перекидные рубильники подключают исходя из типа электрических сетей.

Однофазная сеть допускает подключение только двухполюсного прибора, функционирующего с блоком питания. При двухфазной сети эксплуатация генератора в сети дома осуществляется с переходным типом прибора. При такой схеме используются выключатели расширительного типа.

Плюсы и минусы

Основные достоинства генераторов, вырабатывающих электрическую энергию для использования на разных объектах:

простота управления и состава элементов;
компактный вес устройства;
надежность конструкции;
отсутствие гистерезисных потерь и вихревых потоков;
нет фазовой погрешности;
постоянные магниты не требуют установки дополнительного энергетического источника;
способность работы в сложных условиях;
эффективная производительность.

К недостаткам можно отнести:

недостаточная мощность;
необходимость контроля;
проведение частого технического обслуживания.

Схема подключения

Для ввода в эксплуатацию однофазного генератора необходимо придерживаться нескольких правил, особенно если устройство подключается к жилому дому своими руками.

Рекомендуется использовать в работе только целостные кабели, предусмотреть заземление, избегать продолжительных перегрузок сети, строго придерживаться правил безопасности.

Генератор в процессе установки необходимо защищать от влаги. При монтаже следует устранить выхлопы газа путем их отвода. При максимальных нагрузках можно использовать резервный источник. Для уменьшения затрат необходимо подбирать корректную схему монтажа. Обычно электрогенератор устанавливается после счетчика. Если существует нестабильная подача электрической энергии, нужно выбирать наиболее простые схемы.

Присоединение к распределительному автомату, если рядом есть рабочая заземленная розетка, будет оптимальным вариантом. Наличие трехпозиционного стационарного переключателя позволит подключить электрооборудование и не отсоединять провода от его зажимов. Ток по цепи может проходить от различных веток, при этом подключение нагрузки возможно лишь к одной. В целях исключения контактов проводов рекомендуется установить нейтральное положение. Однофазный генератор обладает собственным нолем, поэтому переключатель должен быть соответствующим.

При самостоятельном подключении нужно учитывать показатель мощности, типы потребителей энергии и двигателя. Однофазный генератор рекомендован для подсоединения приборов, которые рассчитаны на производительность от сети 220 вольт. Генерируемая таким устройством энергия в 10-15 киловатт позволит максимально покрыть потребности электроснабжения стандартного загородного дома. При этом вычисляется нужная мощность установки и общее домовое потребление электроэнергии при пиковой нагрузке.

Далее смотрите видеоурок о том, как подключить генератор к сети.

Устройство генератора переменного тока

Для того чтобы обеспечить максимально комфортное существование человек разработал и изобрел огромное множество различных технологических устройств и сложных систем. Но одним из самых эффективных и действенных аппаратов, позволяющих использовать электричество стал генератор переменного тока. Ознакомиться с типами и видами УЗО можно здесь.

На фото изображены генераторы переменного тока

Из чего состоит?

Сегодня выделяют два основных вида конструкции:

Устройства с неподвижной частью – статором и вращающимся элементом – магнитным полюсом. Элементы данного типа широко используются среди населения, потому как наличие неподвижной обмотки избавило пользователя от необходимости снимать лишнюю электрическую нагрузку.
Электрическое устройство с якорем вращательного типа и неподвижным магнитным полюсом.

Выходит, что конструкция генератора сводится к наличию двух основных частей: подвижной и неподвижной, а также к элементам, которые служат связующим звеном между ними (щетки и провода).

Принцип работы

Принцип работы генератора переменного тока автомобиля:

вращающая часть ротора или привода механизма номинально принимается за электрический магнит. Именно он и будет передавать создаваемое магнитное поле на «тело» статора. Это внешний элемент устройства, который состоит из катушек с подведенными к ним проводами.
напряжение передается через кольца и коллекторные щитки. Кольца выполнены из меди и вращаются единовременно с ротором и коленвалом. В ходе движения к поверхности колец прижимаются щетки. Следовательно, ток будет передаваться от неподвижной части к подвижной части системы.

Технические характеристики

При покупке генератора переменного тока необходимо делать акцент на следующие технические характеристики:

Электрическая мощность;
Рабочее напряжение;
Количество оборотов вращающейся части генератора;
Коэффициент полезной мощности;
Сила тока.

Эти величины являются основными техническими характеристиками переменного тока.

Сегодня на территории Российской Федерации реализуют продажу различных видов сертифицированных и не прошедших лицензирование генераторов переменного тока. Обзор бытовых галогенных ламп и как выбрать здесь: https://howelektrik.ru/osveshhenie/lampy/galogenovye/bytovye-galogenovye-lampyobzor-i-kak-vybrat.html. Самыми популярными из этих устройств являются следующие:

На фото двигатель Стирлинга с линейным генератором переменного тока

Самодельный генератор переменного тока на фото

Переносной генератор переменного тока на фото

Устройство

Чтобы использовать генератор переменного тока правильно, необходимо ознакомиться с его схемой.

На рисунке представлена схема генератора переменного тока

Также стоит отметить, что бытовые генераторы переменного тока применяются еще и в автотранспортных средствах. Но в данном случае необходимо помнить о том, что элемент, накапливающий энергии не должен быть разряжен полностью, потому как в будущем это может оказать негативное влияние на его технические возможности. Читайте обзор видов и производителей диммеров.

Как возбудить генератор?

Чтобы возбудить генератор переменного электрического тока требуется подать на него соответствующее напряжение, которое приведет к возникновению магнитного поля. Следует помнить о том, что устройства этого вида нередко выходят из строя. Перед запуском необходимо проверить целостность обмотки возбуждения.

Генератор переменного тока ремонт

Для ремонта генератора необходима знать его устройство и принцип работы

Стоимость бытовых генераторов переменного тока

Купить необходимое бытовое оборудование этого типа можно только в специализированных торговых точках. Стоимость генератора переменного тока, предназначенного для бытового использования, варьируется в промежутке от 35 000 рулей до 70 000 рублей. Цена устройства зависит от технических характеристик и от производителя.

Где купить генератор переменного тока?

Где купить в Москве:

ООО «Аралекс» г.Москва, Ярославское шоссе, дом 2 Контактный телефон: +7 (903) 678-56-50;
ООО «Эксперт Москва», г.Москва, проезд.Остаповский, д.3, стр 8 Контактный телефон: +7 (929) 573-03-64, +7 (903) 180-39-20;
TSK Promgroup, г. Москва, ул.Верейская, 17. Бизнес-центр Верейская плаза 2, Контактный телефон: +7 (495) 580-69-38 доб. 100, +7 (926) 363-62-49.

Где купить в Санкт-Петербурге:

Интернет-магазин ВКорзине.ру, г. Санкт-Петербург аллея Поликарпова д.2 Контактный телефон:8 (812) 426-11-27;
ООО Интермет Санкт-Петербург, Складская улица д.4 Контактный телефон: +7 (812) 747-74-44;
Торговая компания Литэнерго, г.Санкт-Петербург,ул. Литовская, д. 10, офис 1310 Контактный телефон:8 (812) 596-39-79.

Видео

Смотрите на видео как ремонтировать генератор переменного тока:

Перед покупкой любого оборудования, предназначенного для работы с электричеством, необходимо узнать о представителя магазина о наличии всех необходимых сертификатов качества, и протестировать устройство на работоспособность.