Самодельная мобильная электростанция (генератор) (схемы и чертежи)

Самодельный генератор для дома

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.


Самодельный малогабаритный электрогенератор. Как сделать походный электрогенератор.

Схема простейшего выпрямителя с фильтром.

С появлением и широким распространением портативных и достаточно экономичных электронных приборов типа мобильный телефон, GPS-навигатор, рации и радиостанции, карманный или портативный компьютер, цифровой фотоаппарат и т.п., возникла и обострилась проблема обеспечения их электропитанием. Если вы отлучаетесь от электросети на 1-2 дня или рядом с вами автомобиль, такого вопроса не возникает – всегда можно взять с собой 1-2 комплекта запасных аккумуляторов или батарей, а так же подзарядиться от бортовой сети автомобиля.

А как быть тем, кто например уходит в поход на неделю или постоянно живет на даче, не имеющей централизованного электроснабжения?

Ну тем, кто находится на одном месте несколько проще – они могут установить либо солнечную батарею либо простейший ветроэлектрогенератор, даже самодельный. А вот тем, кто находится в движении (идет пешком, плывет на байдарке, едет на велосипеде – такой вариант не подойдет.

В этом случае им поможет зарядить аккумуляторы своих телефонов. раций, навигаторов и компьютеров простейший самодельный электрогенератор. Такой генератор может вырабатывать напряжение практически в любых условиях. Разумеется, мощность его невелика (хотя зависит от размеров и конструкции), но он может вполне обеспечить практически постоянную подзарядку аккумуляторов.

Немного теории: Вам наверняка известно из школьных уроков физики, что если перемещать проводник в магнитном поле (поперек его магнитных линий), то в проводнике наводится ЭДС – элекродвижущая сила. Она вызывает разность потенциалов на концах проводника, что и порождает движение электронов, т.е. электрический ток.

Настоящие электрогенераторы по такому принципу и построены. Они имеют постоянные магниты или специальные электрические катушки, которые создают магнитное поле. В этом поле движутся (обычно вращаются) другие катушки, в которых и возникает ЭДС.

В нашем случае электрогенератор должен быть максимально компактным, легким, удароустойчивым. Поэтому он состоит собственно из катушки, на которую намотан медный провод. Внутри катушки свободно перемещается постоянный магнит.

Торцы внутренней трубки катушки заглушены, что бы магнит не выпал. Если мы будем трясти такой «электрогенератор», магнит внутри катушки будет перемещаться, а в проводе будет наводиться ЭДС. Т.е. катушка будет вырабатывать электроток.

И напряжение и полярность его будет меняться достаточно хаотично, поэтому что бы с его помощью заряжать аккумулятор потребуется сделать простой выпрямитель – диодный мост. Тогда при любом колебании магнита в катушке на выходе выпрямителя будет вырабатываться импульс тока нужной для зарядки полярности.

Теперь о том, как заставить магнит колебаться в катушке.

Разумеется – самый простой способ – это просто махать катушкой, как шейкером. Как это делает бармен при приготовлении коктейлей. Но такой способ и трудоемок (хотя и самый эффективный) и руки занимает. Нам же интересно, что зарядка происходила автоматически, почти без нашего участия.

Те, кто постарше, возможно помнят интермедию Аркадия Райкина, в которой он говорит:

– Вот балерина крутится! Привяжи к ноге динаму. Пусть она ток вырабатывает и дает в недоразвитые районы!

Вот в нашем случае это оказывается самым действенным приводом!

Допустим, вы сделали такой генератор размером со спичечный коробок. (Кстати, его мощности вполне хватит, что бы за день зарядить ваш, и не только ваш, сотовый телефон). Тогда, приделав к нему ремешок от часов и разместив на руке вы и станете такой «балериной с динамой». Пока вы идете и размахиваете рукой, магнит колышется внутри катушки и катушка вырабатывает ток!

Генератор помощнее можно разместить на ноге и даже на обеих. Тогда электроэнергии хватит и на светодиодный фонарик!

Если вы плывете на байдарке, можно прикрепить его к веслу – оно как раз совершает колебательные движения. И т.д.

Можно разработать всевозможные конструкции. Например – с дебалансом, используя криволинейную форму катушки, с маятником, где магнит пролетает вдоль катушки. Можно сделать кривошипно-шатунный механизм, который будет приводиться в движение ветром или водой, и т.д.

Если вам не удалось достать магнит линейной формы, воспользуйтесь кольцевым, от динамика. Только в этом случае катушка будет перемещаться внутри магнита или придется сделать диаметр генератора побольше.

В одной из статей был описан привод с помощью другого магнита, укрепленного на велосипедном колесе. Когда этот магнит приближался к магниту генератора (а они были повернуты друг к другу одноименными полюсами), то магнит генератора отталкивался от другого и совершал колебательное движение.

Читайте также:  Свободная энергия своими руками. Вечный фонарь от Акулы (схема, видео)

Конструкция генератора, как видите, чрезвычайно проста и вы может изготовить его для себя за пару часов. Но несмотря на это, КПД такого генератора очень высок, так как все проводники пересекают практически все магнитные линии.

Генератор не боится влаги, не требует смазки, имеет минимум движущихся частей и при тщательном изготовлении может работать хоть под водой будучи залитым ею. Он не боится грязи (достаточно обернуть его полиэтиленом), дождя, пыли, работает при любых температурах.

Для обеспечения лучших условий для колебания магнита в катушке, можно использовать уже описанный выше принцип – установить 2 магнита одноименными полюсами друг к другу. Можно использовать очень мягкую пружину. Вобщем, все зависит от конструкции генератора и его назначения. А остальное – в ваших руках.

Грамотно делаем электрогенератор своими руками

Желание сделать свое жилище полностью автономным присуще каждому владельцу загородного коттеджа и даже маленькой дачи. Но если с водой и канализацией особых проблем не возникает, то централизованные электрические сети часто подбрасывают неприятные моменты. Поэтому многие стараются обзавестись автономными мини-электростанциями, которые смогли бы поддерживать работу бытовой технике при аварии в сети.

Но такое оборудование стоит очень дорого и не каждому по средствам. Как поступить в такой ситуации? Можно купить один агрегат на несколько домов в складчину, но тогда он должен иметь большую мощность, а, значит, и высокую цену. Есть более дешевый вариант – собрать электрогенератор своими руками, используя для этого подручные средства. Каждый ли сможет сделать такое устройство? Попытаемся выяснить, проанализировав информацию в сети.

Что представляют собой генераторы и где применяются

Автономная электростанция – это оборудование способное производить электричество за счет сжигания топлива. Они бывают как одно-, так и трехфазными. Причем последние отличаются возможностью работы с различными нагрузками.

Они находят применение в качестве резервного и в некоторых случаях постоянного источника электроснабжения и предназначены для эксплуатации:

  • На дачах и в коттеджах;
  • Выставочных и торговых павильонах;
  • Строительных площадках;
  • Оздоровительных лагерях;
  • Небольших поселках.

Виды и их особенности применения

Технологическое оборудование этого класса классифицируется по следующим параметрам:

  1. Сфере иcпользования;
  2. Типу сжигаемого топлива;
  3. Числу фаз;
  4. Мощности.

Начнем рассмотрение с области применения. В зависимости от этого фактора генераторы подразделяются на бытовые и профессиональные, хотя простой электрогенератор можно собрать и своими руками. Первые обычно выполнены в виде компактного силового агрегата и имеют мощность от 0,7 до 25 кВт. Они укомплектовываются двигателем внутреннего сгорания, работающем на бензине или дизельном топливе и оснащенном системой воздушного охлаждения. Такие устройства применяются в качестве резервных источников энергии для бытовых приборов и электроинструмента, как и электрогенератор с самозапиткой собранный своими руками.

Они отличаются небольшим весом и низким уровнем шума, поэтому находят широкое применение в частных домовладениях. Эксплуатация и обслуживание таких агрегатов не представляет сложности и справиться с ней сможет каждый, как и собрать электрический генератор своими руками.

Смотрим видео, немного о генераторах их видах и приемуществах:

Профессиональное оборудование рассчитано на работу в качестве постоянного источника энергоснабжения. Обычно такие генераторы используются в медицинских учреждениях и административных зданиях, а также в строительной отрасли при проведении аварийных и других работ. Агрегаты этого класса имеют значительный вес и не отличаются тихой работой, что значительно усложняет их транспортировку и выбор места для установки. Но в то же время они обладают более высоким моторесурсом и надежностью при эксплуатации в экстремальных условиях. К достоинствам таких электрогенераторов стоит отнести и экономное расходование топлива.

Мощность промышленных силовых установок может превышать 100 кВт, что позволяет использовать их в качестве резервных источников питания для электрооборудования крупных предприятий. Недостатком этих агрегатов является сложное техническое обслуживание.

Следующий параметр, используемый при классификации – тип топлива:

Первые имеют небольшой диапазон мощностей, но в то же время отличаются мобильностью и простотой в применении, как и электрогенератор используемый для дома, сделанный своими руками. Они используются в качестве резервных источников, так как обладают небольшим моторесурсом и высокой стоимость получаемой энергии.

Дизельные агрегаты имеют широкий диапазон мощностей и могут использоваться для электроснабжения общественных учреждений и даже небольших поселков. Однако они не отличаются компактными размерами и тихой работой, поэтому должны быть установлены на укрепленном фундаменте в отдельном помещении.

Газовые электрогенераторы применяются в основном на промышленных объектах. Они отличаются высокой экологичностью и дешевизной вырабатываемой энергии.

Различаются силовые установки и по количеству фаз на:

Первые подходят для приборов с однофазным питанием в соответствующих сетях. Вторые могут служить источником энергии для различных приборов и устанавливаются в домах с трехфазной разводкой сети.

Устройство и принцип работы

Машина, способная преобразовать механическую энергию в электрическую называется силовой установкой. Ее принцип действия основан на хорошо знакомом каждому с курса школьной физики явлении электромагнитной индукции.

В нем говорится, что в проводнике, перемещающемся в магнитном поле и пересекающем силовые линии образуется ЭДС. Поэтому он может рассматриваться в качестве источника электроэнергии.

Но так как этот способ не совсем удобен для практического применения, то в генераторах его несколько изменили, используя вращательное движение проводника. В теоретическом плане силовые установки представляют собой систему электромагнитов и проводников. Но в конструктивном они состоят из двигателей внутреннего сгорания и генераторов.

Схема силовой установки, собранной своими руками

Многие, стараясь сэкономить средства, стараются насколько это возможно создавать самодельное оборудование, например, генератор. То, что этот прибор необходим в каждом доме объяснять никому не нужно, но промышленная модель стоит дорого.

Чтобы получить аналогичное оборудование в более дешевом варианте придется собирать его самому. Существуют различные схемы электрогенераторов, собранных своими руками: от самых простых – ветряков, до более сложных – выполненных на основе двигателей внутреннего сгорания. Рассмотрим некоторые из них.

Ветряк – простой вариант

Собрать такой агрегат можно из подручных материалов. Он может использоваться, как в походе, так и на даче и относится к бестопливным электрогенераторам собранным своими руками. Для него потребуются:

  • Электродвигатель постоянного тока (ему будет отводиться роль генератора);
  • Кареточные узел и ведомая звездочка со взрослого велосипеда;
  • Роликовая цепь от мотоцикла;
  • Дюралюминий толщиной 2 мм.

Все это не требует больших затрат, а возможно и вообще найдет бесплатно у вас в гараже. Как сделать электрогенератор своими силами вы сможете посмотреть на видео ниже. Сборка также не требует особых знаний. На вал электродвигателя устанавливается цепная звездочка.

Смотрим видео, подробная инструкция по сборке:

При этом генератор электрического тока, собранный своими руками может быть прикреплен к велосипедной раме. Лопасти ветряка делаются немного загнутыми и по длине до 80 см. Даже при небольшом ветре такое устройство способно давать то от 4 до 6 ампер и напряжение 14 В. В качестве генератора для ветряка может быть взят даже двигатель со старого сканера. Это самый простой электрогенератор, который можно собрать своими руками.

Силовая установка на основе старого генератора от мотоблока

Прежде, чем искать схему самодельного устройства решите, какой вариант для вас будет самым доступным. Возможно вы сможете найти генератор от старого мотоблока и на его основе соберете устройство, которое сможет обеспечить питание электролампы, размещенные в нескольких помещениях.

В качестве генератора для такой установки подойдет асинхронный двигатель серии АИР с частотой вращения до 1600 об/мин и мощностью до 15 кВт. Его связывают при помощи шкивов и приводного ремня с мотором, снятым с мотоблока. Диаметр шкивов должен быть таким, чтобы частота вращения электродвигателя, используемого как генератор была на 15% выше паспортного значения.

Смотрим видео, подробно о данных работах:

Обмотки двигателя должны быть соединены звездой, причем параллельно каждой их паре включается конденсатор. В итоге получается треугольник. Но чтобы обеспечить работу генератора необходимо, чтобы все генераторы имели одинаковую емкость.

Причем этот показатель зависит от мощности генератора. Для возможности использования трех фаз для питания однофазного прибору используют трансформатор.

Более подробные схемы электрогенератора своими руками, как самого простого ветряка, так и сложных моделей можно найти в сети. Если у вас есть желание и возможность собрать электрогенератор для дачи своими силами, то он поможет чувствовать себя комфортно в походе или на даче. Для обеспечения энергией более сложного оборудования все же лучше приобретать промышленные модели, отличающиеся высокой надежностью и экономичностью.

Автономная электростанция своими руками

И свет стал. Во всяком случае, так говорится в Ветхом Завете. На деле же снабдить электричеством дачный домик далеко не просто. Когда еще подведут к участку линию электропередач! Вот и приходится как-то выходить из положения: одни обзаводятся свечами да керосиновыми лампами, другие покупают японские бензогенераторы с приводом от двигателя внутреннего сгорания.

Впрочем, я думаю, читателям моего сайта об альтернативных источниках энергии сделать такую автономную электростанцию своими руками не слишком сложно. Тем более, что практически все комплектующие для такого аппарата найти можно. В качестве силового агрегата вполне подойдет двигатель типа Д-8 — такими моторами комплектовались легкие мопеды (мы в детстве называли их «дырчиками»). Д-8 имеет мощность около 1 л.с. (0,736 кВт) при частоте вращения 4500 об/мин и работает на смеси моторного масла с бензином А-76.

Электрогенератор для нашей автономной электростанции — «жигулевский», типа Г-221, по стечению обстоятельств его характеристики неплохо сочетаются с параметрами двигателя Д-8: при частоте вращения 5000 об/мин и напряжении 14 В ток отдачи генератора составляет 42 А и, соответственно, его электрическая мощность — 0,588 кВт. Так что, если учесть механические и электрические потери, два этих преобразователя энергии идеально подходят друг для друга.

Читайте также:  Бесплатная электроэнергия для заряда мобильных телефонов своими руками

Самодельную автономную электростанцию полезно оснастить автомобильным аккумулятором емкостью 50-60 А*ч, который даст возможность пользоваться электроэнергией, например, ночью, когда вращать двигатель нерационально. Вообще, наличие аккумулятора позволяет запускать генератор и заряжать аккумулятор в удобное для всех время, когда шум работающего двигателя никому не мешает.

Понадобится еще устройство, стабилизирующее напряжение и обеспечивающее подзарядку аккумулятора. Проще всего воспользоваться для этого электронным выпрямителем-стабилизатором типа БПВ-14-10, который применяется на ижевских мотоциклах. Этот блок выпрямляет переменный трехфазный ток, вырабатываемый генератором, стабилизирует напряжение при токе до 10 А, обеспечивает зарядку аккумулятора и переключение питания потребителей от аккумулятора на генератор и обратно при изменении частоты вращения генератора или мощности нагрузки.

Можно, конечно, оснастить генератор электронным преобразователем постоянного тока в переменный напряжением 220 В и частотой 50 Гц, однако коэффициент полезного действия такого устройства не слишком велик. Да и к тому же сейчас в продаже помимо электроламп есть немало 12-вольтных бытовых приборов посложнее — телевизоров, магнитол, пылесосов, электродрелей, насосов, компрессоров и т.п.

Двигатель Д-8 оснащен рядом агрегатов, необходимых для его работы в паре с мопедом и совершенно бесполезных с электрогенератором. Поэтому имеет смысл демонтировать механизм сцепления вместе с крышкой, ведущую звездочку и ведущую моторную шестерню. Вместо шестерни на оси коленчатого вала штатным винтом закреплена ведущая часть самодельной муфты сцепления. Эта муфта представляет собой точеный из алюминиевого сплава корпус с тремя ввинченными в него стальными пальцами, на которые надета резиновая втулка с шестью отверстиями. В свободные три отверстия входят пальцы ведомой части муфты — шкива привода генератора, на котором и закреплены эти три пальца.

Понадобится топливный бак, а также мотоциклетный топливный кран с фильтром-отстойником. Можно воспользоваться баком от любого мопеда, однако форма его не слишком удобна для стационарного агрегата, поэтому имеет смысл сделать самодельную емкость, врезав в подходящую пластиковую или, лучше, алюминиевую канистру объемом 2,5-5 л топливный кран.

Двигатель Д-8 рассчитан на охлаждение набегающим потоком воздуха, поэтому придется организовать принудительное воздушное охлаждение. Для этого из листового алюминия толщиной 2,5 мм нужно изготовить четырехлопастную крыльчатку вентилятора. Привод крыльчатки — с помощью клиноременной передачи, причем клиновой ремень перебрасывается через штатный шкив генератора и самодельный шкив, выточенный из дюралюминия.

Шкив (он же — ступица вентилятора) вращается на подшипниках № 200, осью для них служит выточенная из стального прутка консоль. Последняя пристыкована к головке цилиндра двигателя и крепится двумя гайками — теми, что фиксируют головку цилиндра. Нужно только спилить на головке пару центральных ребер охлаждения, ввернуть в цилиндр две новые удлиненные шпильки, а при монтаже развернуть головку цилиндра на 90°, чтобы ребра располагались по потоку воздуха, идущего от вентилятора. Для организации воздушного потока в стенку корпуса вставлено направляющее сопло — часть пластикового ведра.

Основой мини-электростанции является металлический короб с каркасом из стальных труб квадратного сечения и обшивкой из листовой стали толщиной около 1 мм. К одной из поперечин основания каркаса приварены передняя и задняя опоры двигателя — V-образно расположенные трубы диаметром 30 мм (вполне подойдут трубы от старой рамы дорожного велосипеда), усиленные косынками из листовой стали толщиной 2 мм — к ним с помощью штатных хомутов крепится двигатель. При этом нужно обеспечить наклон цилиндра двигателя «вперед» от вертикали на 15°.

Операцию эту удобнее всего производить по месту. Для этого на двигателе штатными хомутами закрепляются две трубчатые заготовки, подгоняются к поперечине и фиксируются несколькими сварочными точками. После контроля правильности установки опоры привариваются окончательно и усиливаются косынками.

Электрогенератор Г-221 крепится на основании каркаса практически так же, как и на двигателе автомобиля. Нужно только приварить к раме ушки и стойку. Фиксация генератора при этом обеспечивается парой гаек с шайбами и длинной шпилькой, проходящей через ушки и штатные кронштейны генератора, а также гайкой, соединяющей стойку со шпилькой штатного натяжного устройства.

Двигатель оснащен самодельным глушителем, представляющим собой полый цилиндр с приваренными к нему крышками, в котором располагается перфорированная труба. Полость цилиндра заполнена так называемой путанкой — тонкой проволокой или, лучше, тонкой сливной стальной (еще лучше нержавеющей) стружкой. Сбоку к цилиндру приварен выпускной патрубок с накидной гайкой — часть штатной выхлопной системы двигателя Д-8.

Как известно, двухтактные (особенно маломощные) моторы не отличаются высокой стабильностью в работе. Если зафиксировать дроссельную заслонку карбюратора в выбранном для работы положении, то через некоторое время частота вращения коленвала двигателя может произвольно измениться. Поэтому мотор оснащен простейшим регулятором оборотов, управляющим дросселем карбюратора с помощью тяги и системы рычагов с приводом от энергии отработавших газов. При произвольном увеличении частоты вращения коленвала заслонка на выхлопной трубе отклоняется, опуская при этом дроссель карбюратора и уменьшая тем самым обороты двигателя.

Доработка карбюратора для этого минимальна: нужно отвернуть крышку колодца дросселя, извлечь из него возвратную пружину, завернуть в дроссель вместо резьбового переходника троса «газа» жесткую тягу и установить крышку колодца. При сборке на выступающий из крышки конец тяги надевается пружина, затем шайба, после чего тяга стыкуется с рычагом привода и подвижное соединение фиксируется гайкой. Длину тяги привода, представляющей собой своего рода тандер, можно менять с целью регулировки оборотов мотора.

Запуск двигателя осуществляется ручным стартером, состоящим из ручной дрели, в патрон которой заправлена вилка со скошенными зубьями. Вилка вводится в направляющее сопло и состыковывается с вентилятором, после чего вращением дрели за рукоятку и осуществляется пуск двигателя.

Компоновка самодельной автономной электростанции:

  1. горловина бензобака;
  2. бензобак;
  3. вентилятор принудительного воздушного охлаждения;
  4. каркас короба мини-электростанции;
  5. двигатель Д-8;
  6. лента крепления бензобака;
  7. бензокран-отстойник;
  8. маховик вентиля бензокрана;
  9. обшивка короба;
  10. опоры двигателя;
  11. ушко крепления генератора;
  12. генератор автомобильный Г-221;
  13. стойка крепления генератора;
  14. аккумулятор автомобильный (12 В, 60 А*ч);
  15. муфта соединительная;
  16. сопло направляющее;
  17. труба глушителя.

Силовой агрегат самодельной автономной электростанции:

  1. хомут вентилятора охлаждения двигателя;
  2. лопасть вентилятора;
  3. рычаг-кулиса управления дроссельной заслонкой карбюратора;
  4. тяга-тандер;
  5. вилка фиксации рычага-пробки;
  6. рычаг-пробка;
  7. труба выхлопная;
  8. корпус глушителя;
  9. карбюратор двигателя;
  10. хомуты крепления двигателя;
  11. опоры крепления двигателя;
  12. ухо крепления генератора;
  13. генератор Г-221;
  14. стойка крепления генератора;
  15. поперечина основания каркаса;
  16. гайка крепления двигателя;
  17. гайка крепления генератора;
  18. ремень клиповой привода вентилятора;
  19. консоль вентилятора;
  20. гайка крепления консоли и головки двигателя;
  21. двигатель Д-8;
  22. муфта соединительная, упругая;
  23. крыльчатка-шкив генератора;
  24. втулка дистанционная;
  25. втулка-шкив вентилятора;
  26. крышка втулки;
  27. винт М5;
  28. кольцо стопорное;
  29. подшипник № 200 (2 шт.);
  30. кольцо резиновое соединительной муфты;
  31. палец ведущей части соединительной муфты;
  32. винт крепления ведущей части муфты;
  33. шпонка сегментная;
  34. часть муфты, ведущая;
  35. гайка крепления крыльчатки-шкива генератора;
  36. палец ведомой части соединительной муфты с гайкой и пружинной шайбой;
  37. заполнение глушителя;
  38. патрубок выпускной;
  39. кронштейн рычага-кулисы;
  40. тяга.

Принципиальная электрическая схема автономной электростанции сделанной своими руками:

  1. генератор автомобильный Г-221;
  2. выпрямитель-регулятор БПВ-14-10;
  3. аккумулятор (12 В, 60 А*ч);
  4. предохранитель;
  5. потребители.

Буквами на схеме обозначены: С1, С2 и С3 — фазы статорной обмотки генератора; M1 и М2 — обмотка возбуждения генератора; X1 -«минусовый» вывод обмотки возбуждения; Х2 — «минусовый» вывод аккумулятора; Х3 — «плюсовый» вывод на контрольную лампу; Х4, Х5 и Х7 — фазы статорной обмотки генератора; Х8 — «плюсовый» вывод аккумулятора.

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).

Читайте также:  Инструкция для желающих потрогать ферро-резонанс "своими руками"

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

Генератор из асинхронного двигателя: схема, таблица, инструкция, как сделать своими руками + фото от мастера!

В настоящее время хорошо известен способ превращения электрической энергии во вращательное движение. Для этого человечество изобрело электродвигатели. Они имеют множество разновидностей, начиная от двигателей постоянного тока и заканчивая асинхронными двигателями переменного тока, но суть этого преобразования одна — электричество преобразуется во вращательное движение.

И без электричества человечество слабо представляет себе собственное существование. Поэтому в местах где нет электричества или существуют его серьезные перебои необходимость генераторов в сегодняшнем мире жизненно необходима.

Причем если существует бесплатный источник вращения, то ли вода или ветер, то такой генератор превращается в мини электростанцию. Так как стоимость электричества создаваемого бензиновым или дизельным генератором достаточно велика.

Краткое содержимое статьи:

Зачем нужны асинхронные генераторы?

Если рассмотреть фото асинхронных генераторов, то легко заметить что с первого взгляда практически невозможно отличить их от обыкновенных двигателей.

Суть в том, что это практически одни и те же электрические машины используемые в другом направлении и имеющие разные схемы подключения. Поэтому достаточно просто переделать одну такую машину в другую.

Эта статья поможет разобраться в том как это осуществить на практике. В современном мире множество генераторов и большинство из них асинхронные. Так как значительным преимуществом таких электрических машин является их простота, надежность и легкость в наладке системы.

Типы асинхронных генераторов

Если рассмотреть виды асинхронных генераторов, то их все можно разделить на две категории по виду электроэнергии которые они вырабатывают. Это однофазные и трех фазные.

По способу возбуждения генератора существуют модели с внешним источником возбуждения, для этого нужен дополнительный источник энергии и генераторы с самовозбуждением, которые могут работать совершенно автономно.

Именно такие генераторы можно применять для мини электростанций.

Устройство асинхронных генераторов

При рассмотрении устройства асинхронных генераторов, необходимо обратить особое внимание на основные элементы электрической машины без которых он не сможет существовать, а именно:

  • Ротор генератора — это элемент вращения, на котором наводится электродвижущаяся сила. Именно вал ротора и является тем элементом, который приводится в движение. Обычно обладает короткозамкнутыми обмотками.
  • Статор или статарная обмотка неподвижный элемент крепящийся к корпусу генератора и внутри которого находится ротор. Именно в этой обмотке индуцируется рабочее напряжение генератора.
  • Корпус генератора.
  • Подшипники, удерживающие ротор в рабочем положении.
  • Элементы безопасности такие как, термореле, коротко замыкатель и щетки регулятора.

Как функционирует генератор

Принцип работы асинхронных генераторов изучался еще в средней школе. При вращении ротора на нем наводится ЭДС создающая вращающееся магнитное поле. Это вращающееся магнитное поле вырабатывает в катушке статора электромагнитную индукцию, которая и снимается с генератора.

Важнейшим недостатком таких генераторов является невозможность регулировки получаемого в результате генерации напряжения.

Поэтому чаще всего такое напряжение подается на полупроводниковый выпрямительный мост и превращается в постоянное. Удобное для дальнейшего применения.

Как сделать генератор своими руками

Инструкция как сделать асинхронный генератор достаточно проста. Для этого достаточно найти рабочий асинхронный электродвигатель.

Ссылка на основную публикацию