Перейти на главную страницу справочника.

Самодельный генератор.

Периодически сталкиваюсь с такой ситуацией, заказчик просит перемотать статор электродвигателя из которого он собирается сделать генератор на постоянных магнитах. Чаще всего с такой просьбой обращаются самодельщики ветряных электростанций. На вопрос о характеристиках самодельного генератора ответа у заказчика нет, а двигатель доставленный в перемотку невозможно перемотать на требуемые обороты.

На этой странице справочника расскажу как правильно выбрать асинхронный электродвигатель для переделки его в генератор на постоянных магнитах.

1. Определение основных параметров самодельного генератора.

Выбор количества оборотов обмотки самодельного генератора.

Для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе обороты обмотки самодельного генератора должны совпадать с оборотами дизельного или бензинового двигателя при максимальном крутящем моменте, обычно 1500 или 3000 об/мин. Если обороты обмотки генератора не совпадают с оборотами дизельного или бензинового двигателя, частота тока будет отличаться от 50 Гц. и многие бытовые приборы подключенные к Вашей электростанции работать не смогут или вообще выйдут из строя.

Для ветряной электростанции, чем меньше обороты обмотки самодельного генератора, тем лучше. Напряжение и частота тока в ветряных электростанциях благодаря непостоянству скорости ветра изменяется в больших пределах.
Выбор напряжения самодельного генератора.

Если электростанция будет использоваться как аварийный источник питания в частном доме, то обмотку самодельного генератора лучше выполнить однофазной 230 вольт.

В ветряной электростанции для зарядки аккумуляторов 12 вольт напряжение обмотки 16 вольт при минимальных оборотах, а для зарядки аккумуляторов 24 вольта напряжение обмотки генератора 28 вольт при минимальных оборотах.
Определение требуемой мощности самодельного генератора.

Для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе. Посчитайте общую мощность всех электроприборов которые могут быть одновременно подключены к сети, но помните что мощность генератора должна быть на 30% меньше мощности дизельного или бензинового двигателя. При расчете общей нагрузки асинхронного генератора, мощность индуктивных приборов (электродвигателей, стиральных машин, холодильников) увеличивайте в 4 раза.
Выбор типа генератора, асинхронный или синхронный на постоянных магнитах.

Для аварийного источника питания в частном доме лучше отдать предпочтение асинхронному генератору, так как качество напряжения будет близким к стандартному. Самый простой асинхронный генератор получится из конденсаторного однофазного асинхронного электродвигателя. В самодельном генераторе на постоянных магнитах качество напряжения будет зависеть от формы магнитов.

В генераторах для ветряных электростанций работающих на зарядку аккумуляторов требований к качеству сети вообще никаких. Поэтому делайте трёхфазный генератор на постоянных магнитах.

2. Выбор асинхронного электродвигателя для электростанции на дизельном или бензиновым двигателе.

Для электростанций на дизельном или бензиновым двигателе очень просто найти подходящий асинхронный электродвигатель для изготовления генератора, причем не важно собираетесь использовать электродвигатель как асинхронный генератор или как синхронный с постоянными магнитами. Основными параметрами при покупки или перемотке электродвигателя являются: обороты, мощность и в зависимости от Вашего решения трёхфазный или однофазный род тока.

3. Выбор асинхронного электродвигателя для ветряной электростанции.

Для ветряной электростанции найти подходящий асинхронный электродвигатель сложно. Низкооборотные электродвигатели выпускаются только для специального оборудования, а в единых сериях минимальные обороты электродвигателей 750 или 600. Поэтому Вам придется обращаться в ближайшую мастерскую по ремонту асинхронных электродвигателей и заказывать пересчет и перемотку имеющегося у Вас электродвигателя. Прежде чем обращаться к обмотчику, нужно проверить электродвигатель на возможность перемотки на низшую скорость вращения. Посчитайте количество пазов статора электродвигателя и по таблице №1 определите на какую наименьшую скорость вращения можно пересчитать обмотку Вашего электродвигателя.

Таблица №1
соотношения пазов статора к минимально возможным оборотам асинхронного электродвигателя.

Количество пазов статора.	24	36	48	54	60	72
Минимально возможные обороты трёхфазного двигателя	375	250	187,5	166,6	150	125
Минимально возможные обороты однофазного двигателя	500	333	250	333	200	166,6

Минимально возможные обороты асинхронного электродвигателя с другим количеством пазов Вы сможете определить на главной странице этого справочника.

По таблице № 1 видно, что чем больше пазов статора тем на меньшую скорость вращения можно пересчитать его обмотку. При пересчете асинхронного электродвигателя на меньшее число оборотов, мощность электродвигателя уменьшается.

Если нет возможности обратиться к обмотчикам, возьмите трёхфазный электродвигатель 750 или 600 об/мин с напряжением 380 вольт и так как реальные обороты ветряка будут намного меньше, то и напряжение на выводах обмотки тоже уменьшится. Максимальный ток в обмотке на всех режимах работы не должен превышать указанного на табличке электродвигателя.

4. Количество магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

Количество магнитов, которые Вам потребуется установить на роторе равно количеству полюсов обмотки 2p и нет разницы однофазный или трёхфазный генератор Вы собираете.

Таблица №2.

2p (количество магнитов ротора)	2	4	6	8	10	12
об. мин. f=50Гц	3000	1500	1000	750	600	500

2p (количество магнитов ротора)	14	16	18	20	22	24
об. мин. f=50Гц	428	375	333	300	272	250

2p (количество магнитов ротора)	26	28	30	32	34	36
об. мин. f=50Гц	230	214	200	187,5	176,4	166,6

2p (количество магнитов ротора)	38	40	42	44	46	48
об. мин. f=50Гц	157,8	150	142,8	136,3	130,4	125

5. Форма магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

В электростанциях на дизельном или бензиновым двигателе магнит (полюсной наконечник) ротора однофазных и трехфазных генераторов выполняют полукруглыми. Обратите внимание, что края магнита имеют больший воздушный зазор чем центр. Воздушный зазор у краев магнита в 1,5 раза больше чем в центре.

В генераторах для ветряных электростанций работающих на зарядку аккумуляторов требований к качеству сети нет. Поэтому магнит (полюсной наконечник) выполняют прямоугольной формы.

6. Размеры магнитов ротора для самодельного синхронного генератора.

Длина магнита равна длине сердечника статора.

Расчет ширины одного полюса, где Di - внутренний диаметр статора, 2p - число полюсов обмотки (по таблице № 2), τ - полюсное деление.

Чтобы узнать сколько пазов перекрывает один полюс воспользуйтесь следующей формулой, где τ - количество пазов на полюсное деление, Z1 - количество пазов статора, 2p - число полюсов.

Ширина магнита зависит от коэффициента полюсного перекрытия α :

1 - Для двухполюсных генераторов предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия: α=0,5 - 0,6.
2 - Для четырех и более полюсов генератора предварительное значение коэффициента полюсного перекрытия: α=0,65 - 0,85.

7. Марка магнитов для самодельного синхронного генератора.

В первую очередь на что нужно обратить внимание при покупке магнитов это максимальная рабочая температура, превышение которой грозит размагничиванием. Для правильного выбора максимальной температуры магнитов учитываются: температура воздуха, нагрев генератора от прямых солнечных лучей и нагрев обмотки.

Таблица параметров магнита для ветряного генератора.
Информация предоставлена руководителем организации производящей постоянные магниты.

Рекомендуемые характеристики магнита	Наименование характеристик магнита
NdFeB	Материал магнита (Неодим-железо-бор)
N38H	Код материала
Эпоксидный лак	Антикоррозийное покрытие
Br ≥ 1,21 Tл	Остаточная магнитная индукция
Hcb ≥ 899 kA/м	Коэрцитивная сила по намагниченности
Hcj ≥ 1353 kA/м	Коэрцитивная сила по индукции
(BH)max ≥ 287 kДж/м3	Максимальная магнитная энергия
Tw ≤ 120 C	Рабочая температура

Намагничивание в зависимости от формы магнита.

8. Подключение однофазного самодельного генератора к нагрузке.

Схема подключения к потребителю асинхронного однофазного генератора такая же как у подключения однофазного электродвигателя к сети, но в генераторном режиме используется только рабочий конденсатор.

Подключение к потребителю синхронного однофазного генератора.

20.07.2012 г.

Перейти на главную страницу справочника.