Asynchrónny generátor: zariadenie a princíp činnosti

Asynchrónny generátor Je to zariadenie, prostredníctvom ktorého je možné zásobovať elektrinou priemyselné zariadenia, ako aj domáce spotrebiče. Tento typ jednotiek sa vyznačuje jednoduchou obsluhou a pohodlným dizajnom.

Generátor má jednoduchú štruktúru. Hlavné prvky zariadenia sú:

• rotor;
• stator.

Prvým je pohyblivá časť a druhý prvok si počas prevádzky zachováva svoju polohu. V jednotke nie je okamžite možné všimnúť si vinutia drôtu, na výrobu ktorého sa zvyčajne používa meď. Existujú však vinutia, len sú vyrobené z hliníkových tyčí a majú vylepšené vlastnosti.

Vnútorný priestor vyplnené oceľovými platňami a samotné hliníkové tyče sú vtlačené do drážok vytvorených v jadre pohyblivého prvku. Rotor je umiestnený na hriadeli generátora a sám stojí na špeciálnych ložiskách. Fixáciu prvkov jednotky zabezpečujú dva kryty, ktoré upínajú hriadeľ na oboch stranách. Telo je vyrobené z kovového materiálu. Niektoré modely sú navyše vybavené ventilátorom na chladenie zariadenia počas prevádzky a na puzdre sú rebrá.

Výhoda generátorov je možnosť ich použitia v sieti s napätím 220 V aj s vyššími sadzbami. Pre správne pripojenie jednotky je potrebné zvoliť vhodný obvod.

Hlavnou úlohou generátora je vyrábať elektrickú energiu pomocou mechanickej energie:

• vietor;
• hydraulické;
• vnútorné, prevedené na mechanické.

Keď sa rotor začne otáčať, v jeho obryse sa vytvoria magnetické siločiary. Prechádzajú cez vinutia poskytnuté v statore, čo vedie k elektromotorickej sile. Je to ona, ktorá je zodpovedná za vzhľad prúdu v obvodoch. Stáva sa to v dôsledku pripojenia aktívnych záťaží k zariadeniu.

Dôležitým bodom, ktorý je potrebné zvážiť pre bezproblémovú prevádzku, je pri sledovaní rýchlosti otáčania hriadeľa... Musí byť väčšia ako frekvencia, pri ktorej sa generuje striedavý prúd. Posledný indikátor je nastavený pólmi statora. Jednoducho povedané, v procese výroby elektriny je potrebné zabezpečiť nesúlad frekvencií. Mali by zaostávať veľkosťou preklzu rotora.

Keď sa hriadeľ otáča pod vplyvom vonkajšieho impulzu získaného v dôsledku použitia mechanickej energie a zvyškového magnetizmu, vzniká vlastné EMF zariadenia. Výsledkom je, že obe polia - mobilné a stacionárne - dynamicky na seba vzájomne pôsobiť.

Prúd získaný v AG má malé hodnoty. Ak chcete zvýšiť výstupný výkon, budete potrebovať zvýšenie magnetickej indukcie.

Asynchrónne generátory sú populárne a medzi výhody takýchto staníc patria:

• odolnosť proti preťaženiu a skratu;
• jednoduchá konštrukcia;
• malé percento nelineárneho skreslenia;
• stabilný výkon vďaka nízkej hodnote jasného faktora;
• stabilizácia výstupného napätia.

Pri pripojení generátor vyžaruje malé množstvo reaktívne teplo, preto jeho konštrukcia nevyžaduje inštaláciu ďalších chladiacich zariadení. To umožňuje spoľahlivo utesniť vnútornú dutinu jednotky a chrániť ju pred vlhkosťou, nečistotami alebo prachom.

Vďaka svojim výhodám sa generátory aktívne využívajú ako zdroje elektrickej energie v nasledujúcich oblastiach a oblastiach:

• doprava;
• priemyselný;
• domáci;
• poľnohospodársky.

Tiež sa nachádzajú výkonné jednotky autoservisy. Navyše ich zjednodušený dizajn umožňuje použitie zariadení ako zdrojov elektrickej energie. Sú k nim pripojené prístroje na zváranie, a tiež s ich pomocou organizujú prísun potravy dôležitým zdravotníckych zariadení.

Energiu si tak môžu zabezpečiť aj dediny a farmy vzdialené od centrálnych sietí.

Hlavným rozdielom medzi asynchrónnym generátorom a synchrónnym generátorom je modifikácia konštrukcia rotora... V druhom uskutočnení rotor používa vinutia drôtu. Na organizáciu rotačného pohybu hriadeľa a vytvorenie magnetickej indukcie jednotka využíva autonómny zdroj energie, ktorým je často generátor s nižším výkonom. Je umiestnený rovnobežne s osou, na ktorej je umiestnený rotor.

Výhodou synchrónneho generátora je generovanie čistej elektrickej energie. Zariadenie sa navyše ľahko synchronizuje s inými podobnými strojmi a to je tiež rozdiel.

Jediná nevýhoda zvážte náchylnosť na preťaženie a skrat. Okrem toho je potrebné poznamenať, že rozdiel medzi týmito dvoma typmi zariadení spočíva v cena. Synchrónne jednotky sú drahšie ako asynchrónne jednotky.

Pokiaľ ide o jasný faktor, asynchrónne jednotky majú oveľa nižšiu rýchlosť. Preto možno tvrdiť, že tento typ zariadenia generuje čistý elektrický prúd bez akéhokoľvek znečistenia. Vďaka pôsobeniu takéhoto stroja je možné zabezpečiť spoľahlivejšiu prevádzku:

• UPS;
• nabíjačky;
• televíznych prijímačov novej generácie.

Štart asynchrónnych modelov je rýchly, vyžaduje si však zvýšenie štartovacích prúdov, ktoré spúšťajú rotáciu hriadeľa. Výhodou je, že v priebehu prac konštrukcia je vystavená menšiemu reaktívnemu zaťaženiu, vďaka čomu bolo možné zlepšiť ukazovatele tepelného režimu. Okrem toho je prevádzka asynchrónnych generátorov stabilnejšia bez ohľadu na rýchlosť otáčania pohyblivého prvku.

Existuje niekoľko klasifikácií asynchrónnych generátorov. Môžu sa líšiť v nasledujúcich faktoroch.

• Typ rotora - otočná časť konštrukcie. Dnes vyrábané jednotky tohto typu majú vo svojej konštrukcii fázový alebo klietkový rotor. Prvý je vybavený indukčným vinutím, čo je izolovaný drôt. S jeho pomocou je možné vytvárať dynamické magnetické pole. Druhou možnosťou je jedna konštrukcia, ktorá má valcový tvar. Vo vnútri sú kolíky vybavené dvomi poistnými krúžkami.
• Počet pracovných fáz. Znamená to výstupné alebo statorové vinutie umiestnené vo vnútri zariadenia. Zároveň môže mať víkend jednu alebo tri fázy. Tento indikátor určuje účel generátora. Prvá možnosť je k dispozícii na prevádzku pri napätí 220 V, druhá - 380 V.
• Schéma zapojenia... Existuje niekoľko spôsobov, ako organizovať prevádzku trojfázového generátora. Cievky je možné pripojiť k zariadeniu pomocou spojenia hviezda alebo trojuholník. Môžu byť umiestnené aj na póloch stacionárneho prvku - statora.

Dnes rôzne variácie asynchrónneho motora... Pre pripojenie môže byť jednofázový alebo trojfázový. Môže byť vybavený niekoľkými vinutiami alebo modernizáciou konštrukcie rotora. V každom prípade však schémy zapojenia zariadenia zostávajú nezmenené.

Medzi bežné schémy patria nasledujúce.

• "Hviezda". V tomto prípade je potrebné odobrať konce statorových vinutí a spojiť ich v jednom bode. Metóda je vhodná hlavne pre trojfázové generátory, ktoré musia byť pripojené na trojfázové vedenie pri vyššom napätí.

• "Trojuholník". Je to dôsledok prvej možnosti, iba spojenie prebieha postupne. V dôsledku toho sa ukazuje, že koniec prvého vinutia je spojený so začiatkom druhého, koniec druhého - so začiatkom tretieho atď. Výhodou tejto metódy je možnosť generovania maximálneho výkonu počas prevádzky jednotky.

• "Hviezda-trojuholník". Táto metóda zahŕňa výhody predchádzajúcich dvoch. Poskytuje mäkký štart a vysoký výkon. Na pripojenie budete musieť použiť časové relé.

Každý generátor je pripojený k systému cez určitá schéma, ktorá určuje spôsob výroby elektriny. Ktorákoľvek z týchto metód znamená racionálne umiestnenie drôtov vinutia stacionárneho prvku medzi pólmi jeho jadra, iba v tomto prípade sa spojenie týchto drôtov vykonáva rôznymi spôsobmi.

Na začiatok stojí za to si to ujasniť nebude fungovať vytvorenie asynchrónnej mobilnej stanice od začiatku... Najviac, čo sa dá urobiť, je vyrobiť rotor bez úprav alebo modernizovať motor asynchrónneho typu na alternatívnu konštrukciu.

Na vykonanie prác na modernizácii rotora stačí zásobiť sa hotovými výrobkami stator z motora a vykonajte sériu experimentov. Hlavnou myšlienkou zostavenia domáceho generátora je použitie neodýmových magnetov. S ich pomocou bude možné poskytnúť rotoru potrebný počet pólov na výrobu elektrickej energie.

Prilepením magnetov na obrobok, ktorý sa musí najskôr nasadiť na hriadeľ, a dodržaním polarity a uhla posunu bude možné dosiahnuť požadovaný výsledok. Budete potrebovať veľa magnetov, minimálne množstvo je 128 kusov. Dokončený dizajn rotora je prispôsobený statoru. Pri vykonávaní tohto postupu je potrebné zabezpečiť medzeru medzi zubami a magnetickými pólmi rotora. Mal by byť minimálny.

V tomto procese je dôležité pravidelne chladiť štruktúru.aby sa zabránilo deformácii a strate magnetických vlastností. Ak je všetko vykonané správne, generátor bude fungovať správne.

V procese vytvárania asynchrónneho generátora môže vzniknúť len jeden problém. Je ťažké urobiť ideálny dizajn rotora doma., preto, ak existuje príležitosť použiť sústruh, potom je lepšie to nezanedbávať. Veľa času zaberie aj montáž a prepracovanie dielov.

Ďalšou možnosťou, ako získať generátor, je konverzia indukčného motora používaného v automobiloch... Okrem toho by ste si mali kúpiť elektromagnet, ktorého výkon bude spĺňať požiadavky na budúce vybavenie. Stojí za zmienku, že pri hľadaní motora musíte počítať s tým, že jeho výkon je polovičný oproti hodnote, ktorú chcete dosiahnuť v generátore.

Ak chcete získať požadovaný dizajn a organizovať jeho efektívnu prevádzku, budete si musieť kúpiť 3 modely kondenzátorov... Každý prvok musí byť schopný odolať napätiu 600 V.

Reaktívny výkon generátora asynchrónneho typu súvisí s kapacitou kondenzátora, preto ho možno vypočítať pomocou vzorca. Treba poznamenať, že so zvyšujúcim sa zaťažením sa zvyšuje výkon generátora. Aby sa teda dosiahlo stabilné napätie v sieti, bude potrebné zvýšiť kapacitu kondenzátorov.

Pozrite si nasledujúce video o princípe činnosti asynchrónneho generátora.