Как сделать электрогенератор своими руками, разбираем подробно
Постоянное и бесперебойное обеспечение электричества в доме – залог приятного и комфортного времяпровождения в любую пору года. Чтобы организовать автономное питание загородного участка, нам придется прибегнуть к мобильным установкам – электрогенераторам, которые в последние годы особенно популярны ввиду большого ассортимента самых разных мощностей.
Сфера применения
Многие интересуются, как сделать электрогенератор для дачного участка? Об этом мы и расскажем ниже. Применим в большинстве случаев асинхронный генератор переменного тока, который будет производить энергию для работы электроприборов. В асинхронном генераторе скорость вращения роторов, чем в синхронном и КПД будет выше.
Впрочем, силовые установки нашли свое применение в более широком кругу, как отличное средство для добычи энергии, а именно:
- Их применяют на ветровых электростанциях.
- Обеспечивают автономную поддержку электричества в доме наравне с миниатюрной ГЭС.
Включается агрегат с помощью входящего напряжения. Зачастую для запуска устройство подключают к питанию, но это не совсем логическое и рациональное решение для мини-станции, которая сама должна вырабатывать электричество, а не потреблять его для запуска. Поэтому в последние годы активно производятся генераторы с самовозбуждением или последовательным переключением конденсаторов.
Как работает электрогенератор
Асинхронный генератор электроэнергии производит ресурс, если скорость вращения мотора быстрее синхронного. Самый обычный генератор работает на параметрах от 1500 оборотов.
Он производит энергию, если ротор при старте быстрее работает, нежели синхронная скорость. Разница между этими показателями называется скольжение и высчитывается в процентном соотношении относительно синхронной скорости. Однако, скорость статора еще выше, чем частота вращения ротора. За счет этого образуется поток заряженных частиц, меняющих полярности.
Смотрим видео, принцип работы:
При возбуждении подключенное устройство электрогенератора берет контроль над синхронной скоростью, самостоятельно управляя скольжением. Выходящая из статора энергия проходит по ротору, однако, активное питание уже переместилось в катушки статора.
Основной принцип работы электрогенератора сводится к преобразованию механической энергии в электрическую. Чтобы запустить ротор для выработки энергии, необходим сильный крутящий момент. Самым адекватным вариантом, по словам электриков, является «вечный ход вхолостую», который поддерживает одну скорость вращения в течение времени работы генератора.
Почему используется асинхронный генератор
В отличие от синхронного генератора, асинхронный имеет огромное количество достоинств и преимуществ. Основным фактором выбора асинхронного варианта стал низкий клирфактор. Высокий показатель клирфактора характеризует количественное наличие высших гармоник в выходном напряжении. Они вызывают бесполезный нагрев мотора и неравномерность вращения. Синхронные генераторы имеют величину клирфактора на уровне 5-15%, в асинхронных он не превышает 2%. Их этого следует, что асинхронный генератор энергии вырабатывает только полезную энергию.
Немного о асинхронном генераторе и его подключении:
Не менее весомым преимуществом данного вида электрогенератора является полное отсутствие вращающихся обмоток и электронных деталей, чувствительных к повреждениям и внешним факторам. Следовательно, данный вид аппаратов не подвержен активному износу и прослужит дольше.
Как сделать генератор своими руками
Устройство асинхронный генератор переменного тока
Приобретение асинхронного электрогенератора – достаточно недешёвое удовольствие для среднестатистического жителя нашей страны. Поэтому многие умельцы прибегают к решению вопроса о самостоятельной сборке аппарата. Принцип работы, как и конструкции – достаточно прост. При наличии всех инструментов сборка не займет более 1-2 часов.
Согласно вышеопределенному принципу действия электрогенератора, следует настроить все оборудование так, чтобы вращения были быстрее, нежели обороты двигателя. Чтобы это сделать, следует подключить двигатель в сеть и завести его. Для вычисления количества оборотов в минуту используйте тахометр или тахогенератор.
Определив значение скорости вращения двигателя, прибавьте к нему 10%. Если скорость вращения 1500 оборотов в минуту, тогда генератор должен работать на 1650 оборотах.
Теперь нужно переделать асинхронный генератор «под себя», используя конденсаторы необходимых емкостей. Для определения типа и емкости используйте следующую табличку:
Таблица емкости ДЛ
Надеемся, как собрать электрогенератор своими руками уже понятно, но обратите внимание: емкость конденсаторов не должна быть очень завышенной, в противном случае генератор, работающий на дизельном топливе, будет сильно греться.
Установите конденсаторы согласно расчету. Установка требует достаточного количества внимания. Убедитесь в хорошей изоляции, при необходимости используйте специальные покрытия.
На базе двигателя процесс сборки генератора завершен. Теперь его уже можно использовать как необходимый источник энергии. Помните, что в случае, когда устройство имеет короткозамкнутый ротор и производит достаточно серьезное напряжение, которое превышает 220 вольт, необходимо установить понижающий трансформатор, который стабилизирует напряжение на требуемом уровне. Помните, чтобы все приборы в доме работали, должен быть строгий контроль самодельного электрогенератора на 220 вольт по напряжению.
Смотрим видео, этапы работ:
Подобные генераторы очень хорошо показывают себя при необходимости питания лампочек, модемов и прочих мелких приборов со стабильным активным напряжением. При определенных знаниях можно подключить электрогенератор к электропечке или обогревателю.
Готовый к эксплуатации генератор следует установить так, чтобы на него не влияли осадки и окружающая среда. Позаботьтесь о дополнительном кожухе, который защитит установку от неблагоприятных условий.
Советы по эксплуатации
Практически каждый асинхронный генератор, будь это бесщеточный, электрический, бензиновый или дизельный генератор, он считается прибором с достаточно высоким уровнем опасности. Обращайтесь с таким оборудованием очень аккуратно и держите всегда защищённым от внешнего погодного и механического воздействия или изготовьте для него кожух.
Смотрим видео, дельные советы специалиста:
Любой автономный агрегат следует оснащать специальными измерительными приборами, которые будут фиксировать и отображать данные об эффективности работы. Для этого можно использовать тахометр, вольтметр и частотомер.
- Оборудуйте генератор кнопкой включения и выключения по возможности. Для запуска можно использовать ручной старт.
- Некоторые электрогенераторы требуется заземлять перед использованием, внимательно оцените территорию и выберите место для установки.
- При преобразовании механической энергии в электроэнергию, иногда коэффициент полезного действия может падать до 30%.
- Следите за температурой асинхронного генератора и его тепловым режимом.
Итоги
Несмотря на свою простоту реализации, самодельные электрогенераторы – это очень кропотливая работа, требующая полной сосредоточенности на конструкции и правильному подключению. Целесообразна сборка с финансовой точки зрения только, если у вас уже имеется работоспособный и ненужный двигатель. В ином случае вы отдадите за основной элемент установки больше половины ее стоимости, и общие траты могут существенно превысить рыночную стоимость генератора.
Теперь вы знаете, как сделать электрогенератор и если твердо решили создать его, надеемся, вы получили ответы на все интересующие вопросы перед началом сборки и теперь с полным багажом знаний можете приступать к работе.
В заключение хотелось предложить вам сборку замечательного изобретения одного студента-инженера. Это слабенький, генератор, который может вас спасти в трудную минуту без траты денежных средств даже на топливо.
устройство и принцип работы, схема для сборки
На чтение 6 мин Просмотров 1.4к. Опубликовано Обновлено
Электрический генератор – это устройство, предназначенное для получения электроэнергии, расходуемой на конкретные цели. Самодельный аппарат способен выполнять функцию источника лишь при соблюдении определенных условий. Собрать его полностью «с нуля» дома вряд ли удастся. Единственный способ изготовить электрогенератор своими руками – использовать для этих целей другие, работающие по тому же принципу механизмы. Больше всего подходит старый двигатель от мотоблока или ветряной установки. Работы по сборке потребуют больших затрат сил и средств, а также наличия определенного опыта. Если полной уверенности в удаче нет – лучше всего приобрести хоть и дорогое, но эффективно работающее фирменное изделие.
Устройство и принцип работы
Генератор постоянного токаПеред тем как изготовить электрогенератор своими руками в чисто домашних условиях потребуется ознакомиться с его конструкцией и разобраться, как он работает. Основой такого устройства является многосекционная обмотка, располагающаяся на неподвижном статоре. Внутри помещается подвижный якорь (ротор), в конструкции которого предусмотрен постоянный магнит. Эта часть генератора посредством специального приводного механизма связана с движителем, приводимым во вращение от ветряка или бензинового двигателя. В качестве привода допускается использовать альтернативные энергоресурсы (вода или тепло, образуемое при сгорании дров, например).
Порядок работы:
- при вращении ротора его магнитные линии пересекают э/м поле статорных катушек;
- благодаря этому, согласно закону индукции Фарадея, в них наводится ЭДС соответствующей величины;
- к катушкам статора подключается нагрузка, переменный ток в которой меняется по синусоиде.
В зависимости от числа обмоток статора и схемы включения можно получить однофазный 220 Вольт или трехфазный (380 Вольт) самодельный генератор.
Этот принцип действия распространяется на все образцы электрических машин без исключения (независимо от типа привода).
Эффективно работающий генератор электрического тока, своими руками изготовленный из подсобных деталей, способен решить целый ряд бытовых проблем. Самодельные изделия традиционно используются для выработки электрической энергии, достаточной для питания домашней электросети. Помимо этого от агрегата может работать не очень мощное сварочное оборудование или водяной насос для полива грядок на даче. Изготовленное в виде ветряного генератора изделие допускается эксплуатировать на даче и в походе.
Сборка генератора своими руками
Инструкция по сборке генераторов тока своими руками предполагает выполнение работ в несколько этапов. Они начинаются с подготовительной стадии, на которой необходимо запастись исходными заготовками и требуемым материалом.
Подготовительный этап
Двигатель мотоблока КротДля сборки потребуются:
- Старый электродвигатель от мотоблока или ветряка с рабочей статорной обмоткой. Также популярны варианты использования двигателей от старой стиральной машины или водяного насоса.
- Для выравнивания выходного тока желательно заранее изготовить выпрямитель (преобразователь).
- Для облегчения запуска будущего устройства и самовозбуждения его обмоток 220 Вольт потребуется высоковольтный (не менее 400-500 Вольт) конденсатор емкостью 3-7 микрофарад. Точное его значение выбирается в зависимости от планируемой мощности генератора.
Для сборки потребуются длинные куски провода в надежной изоляции, клейкая защитная лента и монтажный инструмент (бокорезы, плоскогубцы и набор отверток). Также следует запастись мощным паяльником, необходимым для восстановления контактов в нарушенных обмотках старого двигателя.
Следует заранее побеспокоиться о заземлении корпуса будущего изделия, вырабатывающего напряжение опасной для человека величины.
По завершении подготовки переходят к сборке, порядок которой зависит от выбранного исходного образца.
Ветряк – простейший вариант
Схема ветрогенератора своими рукамиСамый простой в исполнении способ – изготовление ветряного генератора, собранного из подручных деталей и готовых модулей. От него могут работать совсем простые электрические нагрузки, мощность которых не превышает 100 Ватт (лампочка, например). Для его изготовления потребуются:
- (он будет работать в качестве генератора).
- Каретка и основная звездочка от взрослого велосипеда.
- Цепь роликовая от старого мотоцикла.
- Велосипедная рама.
У хорошего мастера все эти подручные заготовки наверняка отыщутся в гараже, из них без труда своими руками собирается электрический генератор.
Для ознакомления с этой процедурой желательно просмотреть видео, в котором подробно рассказывается о порядке изготовления ветряка.
На вал такого электродвигателя устанавливается звездочка, которая посредством роликовой цепи приводится во вращение от самодельных ветряных лопастей, закрепленных на велосипедной раме. С их помощью поступательное движение ветра преобразуется во вращательный момент. Такая конструкция способна генерировать ток в нагрузке до 6-ти Ампер при напряжении 14 Вольт.
Силовая установка на основе генератора от мотоблока
Строение генератора от мотоблокаБолее сложный в исполнении вариант предполагает применение старого мотоблока, используемого в качестве привода. Функцию генератора в этой системе выполняет асинхронный двигатель с частотой вращения до 1600 об/мин и эффективной мощностью до 15 кВт. В процессе сборки его приводной механизм посредством шкивов и ремня связывается с осью мотоблока. Диаметр шкивов выбирается таким, чтобы частота вращения переделанного в генератор электродвигателя была на 15% выше паспортного значения.
Достоинства и недостатки
В отличие от заводских самодельные бензиновые генераторы, изготовленные в домашних условиях, обычно имеют большие габариты и весК достоинствам собранного ручным способом изделия следует отнести:
- Возможность не зависеть от перебоев в работе питающих подстанций, получая необходимый минимум электричества самостоятельно.
- Генератор-самоделка настраивается на рабочие параметры, соответствующие конкретным запросам пользователя.
- Его изготовление вместо покупного изделия позволит сэкономить значительные суммы (особенно – в ситуации с асинхронными машинами на 380 Вольт).
Недостатком самостоятельного изготовления считаются возможные сложности со сборкой конкретного типа изделия и необходимость расходования средств на энергоносители (горючее, например).
Советы по эксплуатации
Перед тем как сделать бытовой генератор электричества, нужно ознакомиться с правилами его эксплуатации. Их суть состоит в следующем:
- Перед запуском устройства все нагрузки отключаются, чтобы он поработал вхолостую.
- Проверяется наличие масла в рабочем отсеке генератора – его уровень должен быть выше установленной отметки;
- Устройство остается включенным примерно на 5 минут, после чего допускается подключать нагрузку.
В соответствии с правилами эксплуатации и ухода за такими генераторами, самым подходящим режимом работы считается использование его мощности на 70% от предельного значения. При соблюдении этого требования оборудование не будет перегреваться и легко справится с расчетной нагрузкой.
Самодельные генераторы на физических принципах
Приветствую всех любителей помастерить, предлагаю к рассмотрению инструкцию по изготовлению небольшой гидроэлектростанции. Генератор автор изготовил из трансформаторов от микроволновки, а в качестве
Читать далееОчень давно умные головы изобрели паровые машины, котлы которых частенько приносили неприятности окружающим, они взрывались. К тому же эти двигатели имеют сложную конструкцию и требуют особого
Читать далееКто из вас, уважаемые читатели не мечтал о халяве? Чтобы в доме было электричество, им можно было пользоваться, а квитанции не приходили. Для этого некоторые наши товарищи, идут в ногу со временем,
Читать далееПриветствую, радиолюбители-самоделкины! Необходимость в небольших автономных источниках электричества сейчас кажется неактуальной — ведь полная электрификация страны закончилась ещё давно, розетки
Читать далееПривет всем! Сегодня в статье я попытаюсь вам подробнейшим способом описать изготовление полезной самоделки. А именно сегодня мы подробно рассмотрим, как сделать компактную динамо-машину для зарядки
Читать далееВ СССР для питания велофары устанавливали динамо. Для того чтобы, при движении велосипеда, лампочка в фаре светилась, нужно было металлическое колесо, установленное на динамо, прижать к шине
Читать далееПриветствую, Самоделкины! Наступила зима, похолодало и этому старенькому аккумулятору уже не под силу завести двигатель автомобиля. Скорее всего аккумулятор потерял значительную часть своей емкости,
Читать далееЗдравствуйте, уважаемые читатели! Из ниже приведенной статьи вы узнаете, как построить своими руками велогенератор. На базе велосипеда можно создать генератор, с помощью которого можно запитывать
Читать далееЗдравствуйте, уважаемые посетители сайта «В гостях у Самоделкина». В этой статье представлен вариант изготовления генератора для лодочного мотора Tohatsu M5 (5 л.с.). В спецификации к мотору (среди
Читать далееПриветствую любителей помастерить, предлагаю к рассмотрению автономный источник питания, от которого можно зарядить мобильный телефон, ноутбук и прочую технику, а также можно организовать систему
Читать далееА нужно, для переделки бензинового автомобиля в электрический, всего то немного, заменить двигатель ДВС на электро. Как справился с этой задачей мастер-самодельщик, мы и узнаем из этой статьи.
Читать далееПриветствую любителей помастерить, сегодня мы рассмотрим, как изготовить бензиновый электрогенератор. Такую самоделку можно использовать на даче, в селе, на природе и других подобных местах.
Читать далееЕсли у вас есть загородный дом или вы часто выбираетесь за пределы города отдыхать, вам просто необходима такая вещица, как бензиновый генератор. С помощью него можно легко зарядить ноутбук,
Читать далееГенератор своими руками на 220 вольт. Теперь отключения света не страшны / Хабр
Я покажу как собрать простой, но достаточно мощный, генератор на 220 вольт.
Потребуется:
— коллекторный мотор, можно другой на 12 вольт
— насадка на ось мотора — патрон от дрели
— бесперебойник UPS или инвертор с 12 на 220
— диод на 10 ампер: Д214, Д242, Д215, Д232, КД203 и т. д.
— провода
— велосипед
— и желательно аккумулятор на 12 вольт
Сборка:
— закрепляем велосипед так, что бы заднее колесо крутилось свободно, вывешиваем его
— прикручиваем патрон на ось мотора
— крепим мотор так, что бы патрон плотно прижимался к колесу, можно подтянуть его пружиной
— подключаем мотор к аккумулятору: минусовой провод мотора к минусу аккумулятора, плюсовой провод мотора к аноду диода, катод диода к плюсу аккумулятора
— аккумулятор соединяем с бесперебойником или с инвертором
Всё! К бесперебойнику можно подключать потребители на 220 вольт и пользоваться электричеством! Как только аккумулятор разрядится, достаточно будет покрутить педали и примерно через час аккумулятор зарядится.
Где взять детали?
— мотор можно купить в автомобильном магазине: мотор вентилятора охлаждения. Стоит не дорого. А если хочешь почти даром, тогда его можно скрутить на пункте приёма металла, из старого авто.
— бесперебойник от персонального ПК, можно старый с негожим внутренним аккумулятором. Или инвертор 12 — 220, продаётся в автомобильных магазинах.
— диод на 10 ампер, например: Д305, Д214, Д242, Д243, Д245, Д215, Д232,
Д246, Д203, Д233, КД210, КД203 и т. д. Продаётся в магазинах радио запчастей. Или можно его выкрутить из старой техники.
Мой опыт:
Несколько месяцев я пользовался этим генератором и он показал довольно не плохие результаты! Зарядный ток аккумулятора был примерно 10 ампер и зависел от того как крутить педали. Если крутить не спеша, получалось 5 ампер, если крутить максимально быстро, то 20 ампер. Средняя мощность генератора — 120 ватт. В основном пользовался потребителями малой мощности:
— 3 Вт — зарядка телефона
— 5 Вт — радио приёмник
— 7 Вт — зарядка и пользование планшетом
— 10 Вт — зарядное фотоаппарата, фонарика и видеокамеры
— 12 Вт — энергосберегающая лампочка
— 30 Вт — музыкальный центр
— 40 Вт — ноутбук
— 70 Вт — телевизор (включал редко)
Мне хватало заряда почти на день, после чего я в течении часа крутил педали и вновь можно было пользоваться электричеством.
Если кто знает другие методы добычи электричества в домашних условиях делитесь в комментариях.
Ветрогенератор своими руками для частного дома
«Нам электричество сделать всё сумеет …» — так пели студенты электротехнических ВУЗов середины прошлого века. В этой юмористической «оде» электричеству отведено много фантастики, но сегодня мы можем с уверенностью сказать, что современный человек без электричества просто пропал бы. Если свечи и могли бы нам заменить «лампочку Ильича», то как быть со всем остальным?
К настоящему времени человеком открыты разные способы получения электрического тока:
- гальванические элементы, в которых химическая энергия преобразуется в электрическую;
- термогенераторы, в которых в электричество преобразуется тепловая энергия;
- солнечные батареи, где в электроэнергию преобразуется солнечная энергия.
Каждый из таких источников имеет свои достоинства и недостатки. Однако преимущественное распространение получили генераторы, в которых механическая энергия преобразуется в энергию переменного электрического тока. Это так называемые индукционные генераторы, действие которых основано на явлении электромагнитной индукции.
Немного истории и теории
Вспомним немного школьный курс физики, из которого нам известно, что явление электромагнитной индукции было открыто в 1831 году английским физиком Майклом Фарадеем. А заключается оно в следующем: при всяком изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур, в этом контуре возникает электрический ток.
То есть в простейшем виде такой генератор выглядит как рамка, помещенная в поле постоянного магнита, вращающаяся под действием механической силы. Однако такой тип генератора переменного тока с неподвижной магнитной системой (индуктором) и вращающимися витками проводника (якорем) применяется очень редко. Связано это с тем, что для отведения тока от движущейся катушки требуются подвижные контакты, а при токе высокого напряжения в таких контактах будет иметь место сильное искрение. Поэтому в подавляющем большинстве индукционных генераторов переменного тока обмотку (якорь), в которой наводится ток, делают неподвижной и называют статором, а вращают магнитную систему (индуктор), который называют ротором. В мощных генераторах магнитное поле создают обычно с помощью электромагнита, питаемого от источника постоянного тока — возбудителя.
Однако с появлением магнитов из сплава неодим-железо-бор, которые по своим характеристикам значительно превосходят другие виды постоянных магнитов, появилась возможность изготавливать ротор генератора на основе постоянных магнитов. Неодимовые магниты, разработанные в 70–80-е годы прошлого века, отличаются высокими и стабильными магнитными свойствами при малых размерах.
Теперь несколько слов о механической энергии, которую генератор преобразует в электричество. Для вращения ротора генератора используются энергия воды (гидрогенераторы), энергия пара (парогенераторы). Существуют генераторы, работающие от дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. Забота же об окружающей среде и об экономии собственных средств заставила человека вспомнить о таком «неутомимом работнике» как ветер. С незапамятных времен люди использовали энергию ветра для движения кораблей и для превращения зерна в муку. Современные ветряные двигатели для электрогенераторов ведут свою родословную именно от ветряных мельниц. Соединив ветряной двигатель (ветряк) с электрогенератором, изготовленным с применением современных магнитов, получим ветрогенератор на неодимовых магнитах — экологически безопасный и экономичный источник электрической энергии.
Чем хорош ветрогенератор
Сегодня даже заядлый скептик не будет оспаривать пользу этого вида источников переменного тока.
Конечно, величины напряжения, мощности и тока, полученных от генератора для ветряка, сделанного своими руками не позволят запитать все электроприборы в достаточно большом загородном доме. Но вот снабдить электричеством небольшой дачный домик, особенно если он расположен далеко от электрической сети, вполне рациональное решение. И даже если только часть потребляемой электроэнергии для дома вы получите от ветряка, то в перспективе экономия будет ощутимой.
Кроме того, сделать генератор для ветряка — это интересная творческая работа, выполнив которую вы по праву сможете гордиться собой.
Из чего состоят ветрогенераторы и какие они бывают?
Обязательными элементами такого ветрогенератора на магнитах являются:
1) Мачта, на которой установлены ветровое колесо и генератор. Ее высота выбирается исходя их конкретных природных условий и потребностей человека.
2) Двигатель для ветряка — ветровое колесо с лопастями, которое преобразует движение ветра во вращательное движение вала ротора генератора.
3) Генератор, вырабатывающий переменный электрически ток, величина которого зависит и от параметров статора и ротора генератора, и от скорости вращения ветрового колеса, дающего движение ротору.
Кроме того в состав системы могут входить ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих управление работой системы и улучшающие качество получаемого тока: контроллер, аккумуляторные батареи, преобразователи, стабилизаторы.
В зависимости от направления оси вращения различают два типа ветрогенераторов — вертикальные и горизонтальные.
Горизонтальные (пропеллерные) имеют больший КПД, но они более сложны по конструкции, так как включают систему, ориентирующую пропеллер по ветру. Изготовление таких ветрогенераторов сложнее, а работают они только при достаточно больших скоростях ветра. Кроме того, ветряки с горизонтальной осью вращения требуют достаточно большого пространства, а модели с вертикальной осью вращения значительно компактнее.
Вертикальные ветряки проще по конструкции, дешевле, но их КПД ниже.
Но обратимся к сердцу любого ветряка — электрогенератору переменного тока, ротор которого выполнен на неодимовых магнитах.
Как собрать генератор на магнитах
Собираем ротор
Ротор такого магнитного ветрогенератора конструктивно представляет собой сборку из двух стальных дисков, расположенных параллельно друг другу. Диски жестко скреплены между собой через распорную втулку и установлены на валу, вращение которого обеспечивает турбина ветряка. Можно рекомендовать сделать ротор из автомобильной ступицы в сборе с тормозными дисками. Это надежная и хорошо сбалансированная основа для ротора. Дешевле будет взять б/у ступицу. В этом случае ее необходимо разобрать, тщательно почистить, проверить и смазать подшипники. Можно диски для ротора изготовить самостоятельно из низкоуглеродистой стали. Конечно, можно взять и другой материал, но следует учесть, что при использовании немагнитного материала эффективность генератора значительно снижается.
По периметру каждого диска располагаются магниты. Какие магниты нужны для ветрогенератора? Можно взять дисковые, прямоугольные, но наилучший эффект дают неодимовые магниты-сектора. Их размер и количество могут быть разными в зависимости от вашей цели и возможностей. Однако число пар полюсов магнитов должно быть четным, причем для однофазного генератора их должно быть столько же, сколько и катушек в статоре, а для трехфазного — четыре или две пары на три катушки. Магниты по периметру диска устанавливаются с чередованием полюсов: N–S–N–S…. Для этого предварительно следует изготовить шаблон, где точно обозначить место каждого магнита.
Размеры дисков ротора рассчитываются, исходя из размеров магнитов и их количества. Толщина диска для ротора должна быть порядка толщины магнита.
Магниты приклеиваются к диску суперклеем, а затем диск заливается эпоксидной смолой. Чтобы избежать ее стекания по внутренней и наружной окружности диска делаются бортики из скотча, пластилина или другого подручного материала. Перед тем, как залить диск эпоксидкой рекомендуем пометить на каждом диске по магниту, полюса которых направлены встречно, чтобы затем не перепутать при сборке. При сборке генератора следует следить за тем, чтобы магниты на дисках ротора располагались точно напротив и были направлены противоположными полюсами друг к другу. Схематический чертеж ротора ветряка с распределением магнитных силовых линий представлен на рис. 1.
Рис. 1
Изготовление статора ветрогенератора
Теперь сформированное магнитное поле нужно преобразовать в электричество. Для этого служит статор — неподвижная обмотка из медного провода, расположенная так, чтобы силовые магнитные линии, образуемые магнитами ротора, при его вращении пересекали провода обмотки.
Статор генератора располагается в зазоре между дисками ротора. Состоит он из неподвижных плоских катушек без сердечников. В каждой катушке при пересечении силовыми линиями магнитного поля возникает ЭДС индукции, переменная по величине и направлению. Величина напряжения, значит, и эффективность ветрогенератора, зависят от скорости вращения ротора, от количества витков в каждой катушке, от числа самих катушек и диаметра медного провода, используемого для их изготовления.
Генератор может быть однофазным или трехфазным. Первый проще, но второй предпочтительнее по двум причинам. Во-первых, в ветряке с трехфазной схемой генератора отсутствуют вибрации, которыми в нагруженном состоянии грешит однофазный. Кроме того, трехфазный генератор эффективнее однофазного более чем в 1,5 раза.
Расчет числа и параметров катушек для ротора ведется исходя из числа магнитов, их ширины, выбранного соотношения 4/3, или 2/3 и диаметра провода.
Если для обмотки взять тонкий провод, то катушки статора можно намотать с большим количеством витков, напряжение на выходе генератора будет более высоким, но его нагрузочная способность ниже. При использовании более толстого провода с меньшим сопротивлением в зазоре для статора поместятся обмотки с меньшим числом витков, в результате выходное напряжение будет ниже, но выше нагрузочная способность. Форма катушек определяется формой магнитов, а оптимальной толщиной статора считается величина, равная толщине магнитов. Число витков каждой катушки получается делением общего числа витков обмотки на число катушек, а общее число витков обмотки статора определяется, исходя из ЭДС, величины магнитной индукции, средней скорости вращения ротора.
Намотав катушки, их раскладывают на предварительно подготовленном шаблоне с размеченными секторами, соединяют между собой в зависимости от выбранной схемы. В однофазном варианте все катушки соединяются между собой последовательно. При этом нужно учесть, что токи в соседних катушках будут иметь противоположные направления, поэтому соединяются начало с началом соседней, а конец с концом следующей. Провода от начала первой и конца последней катушек выводятся наружу. При трехфазном варианте между собой соединяются каждая третья катушка. Провода каждой фазы выводятся наружу и впоследствии соединяются звездой или треугольником. Схемы соединения обмоток генератора представлены на рис. 2.
Рис. 2
Для прочности под катушки и на них кладется стеклоткань, и вся конструкция заливается эпоксидной смолой. После ее застывания сверлятся отверстия для крепежных болтов.
Оба диска ротора устанавливаются на валу с двух сторон от статора на расчетном расстоянии, на передний диск ротора крепится ветроприемное устройство.
Заглянем в будущее
Человеческая мысль не стоит на месте и самые распространенные сегодня горизонтальные ветрогенераторы постепенно уступают свое место вертикальным. Связано это с появлением технологии магнитной левитации, или так называемых ветрогенераторов на магнитной подушке. В такой конструкции лопасти крыльев при малых габаритах максимально используют энергию ветра, то есть КПД тут будет значительно выше.
Первенство в применении этой технологии принадлежит китайцам, но сейчас во многих странах мира инженеры работают над созданием мощных ветрогенераторов с магнитной левитацией, позволяющих осуществить переход к источникам возобновляемой энергии в промышленном масштабе.
Термоэлектрический генератор своими руками: видео, фото, инструкция
Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!
Кратко о принципе действия
Чтобы в дальнейшем Вы понимали, для чего нужны те или иные запчасти при сборке самодельного термоэлектрического генератора, сначала поговорим об устройстве элемента Пельтье и о том, как он работает. Данный модуль состоит из последовательно соединенных полупроводников – pn переходов, находящихся между керамическими пластинами, как показано на картинке ниже.
Когда через такую цепь проходит электрический ток, происходит так называемый эффект Пельтье — одна сторона модуля нагревается, а вторая – охлаждается. Для чего это нам нужно? Все очень просто, данный эффект работает и в обратном направлении: если одну сторону пластины нагреть, а второю охладить, то можно получить электроэнергию небольшого напряжения и силы тока. Огромное преимущество данного метода в том, что можно использовать любой источник тепла, будь то костер, или горячая кружка с кипятком, остывающая плита и так далее. Для охлаждения можно применять воздух или для более мощных вариантов – обыкновенную воду, которая обязательно найдется даже в условиях похода. Далее переходим к мастер-классам, которые наглядно покажут из чего и как сделать термоэлектрический генератор своими руками.
Мастер-класс по сборке
У нас есть очень подробная и в то же время простая инструкция по сборке самодельного генератора электроэнергии на базе мини-печи и элемента Пельтье. Она пригодится каждому путешественнику в походе. Для начала Вам необходимо подготовить следующие материалы:
- Непосредственно сам элемент Пельтье с параметрами: максимальный ток 10 А, напряжение 15 Вольт, размеры 40*40*3,4 мм. Маркировка – TEC 1-12710.
- Старый нерабочий блок питания от компьютера (с него нужен только металлический корпус).
- Стабилизатор напряжения, со следующими техническими характеристиками: входное напряжение 1-5 Вольт, на выходе – 5 Вольт. В данной инструкции по сборке термоэлектрического генератора используется модуль с USB выходом, что упростит и сделает безопасным процесс подзарядки современного телефона либо планшета. Эту деталь можно приобрести в магазине радиокомпонентов или в интернете.
- Радиатор. Можно взять от процессора сразу с кулером (вентилятором), как показано на фото.
- Термопаста, продается в компьютерном магазине.
Подготовив все материалы, можно переходить к изготовлению устройства своими руками. Итак, чтобы Вам было понятнее, как самому сделать генератор, предоставляем пошаговый мастер-класс с картинками и подробным объяснением:
- Разберите старый блок питания и оставьте только корпус. Он будет использоваться, как место розжига огня (так называемая печь). Будьте внимательны, даже на старых блоках питания в высоковольтной части на конденсаторах может остаться опасное для жизни напряжение. Поэтому перед работой оденьте диэлектрические перчатки, убедитесь в отсутствии потенциала на конденсаторе, для уверенности замкните его контакты, и будьте предельно осторожны во время разборки!
- На радиатор нанесите термопасту тонким, однородным слоем и прислоните элемент Пельтье. Устанавливать нужно маркировкой к радиатору, это будет холодная сторона. Если Вы перепутаете стороны местами, в дальнейшем нужно будет поменять полярность проводов, чтобы термоэлектрический генератор работал правильно и не испортил преобразователь. Вместо термопасты вы можете использовать специальный теплопроводный клей, это будет даже лучше: не придется дополнительно крепить радиатор к корпусу.
- К обратной стороне модуля прислоните корпус блока питания, как показано на фото ниже.
- Прикрепите радиатор к корпусу с помощью металлической проволоки.
- К выводам элемента припаяйте стабилизатор напряжения с выходом USB. Кстати, для этого можно сделать паяльник сделать своими руками.
- Аккуратно поместите 5-вольтовый преобразователь в радиаторе и переходите к испытаниям самодельного термоэлектрического генератора. Не забудьте заизолировать преобразователь с помощью изоленты.
Работает термоэлектрический генератор следующим образом: внутрь печи Вы засыпаете дрова, мелкие щепки, поджигаете их и ждете несколько минут, пока одна из сторон термоэлемента не нагреется. Параллельно можно вскипятить воду на решетке. Для подзарядки телефона нужно, чтобы разница между температурами разных сторон была около 100оС. Если охлаждающая часть (радиатор) будет нагреваться, его нужно будет остужать – аккуратно поливать водой, поставить на него кружку с жидкостью, льдом и т.д. Лучше крепить радиатор так, чтобы его ребра были расположены вертикально, это улучшает отдачу тепла воздуху.
А вот и видео, на котором наглядно показывается, как работает самодельный электрогенератор на дровах:
Генерация электричества из огня
Также можно установить на холодную сторону устройства вентилятор от компьютера, что несколько изменит его конструкцию. Давайте рассмотрим этот вариант по подробнее:
В этом случае кулер будет затрачивать небольшую долю мощности генераторной установки, но в итоге система будет работать с более высоким КПД. Помимо телефонной зарядки модуль Пельтье можно использовать в качестве источника электроэнергии для фонарика, что не менее полезный вариант применения генератора. Еще одна особенность данной конструкции — это способность регулировать высоту над огнем. Для этого автор использует деталь от CD-ROMа (на одном из фото хорошо видно, как самому можно изготовить конструкцию).
Если сделать термоэлектрический генератор своими руками по такой методике, на выходе у Вас может быть до 8 Вольт напряжения, поэтому для подзарядки телефона, нужно подключить понижающий преобразователь, который сделает на выходе стабильные 5 В.
Ну и последний вариант самодельного источника электроэнергии для дома может быть представлен такой схемой: элемент между двух алюминиевых «кирпичиков», медная трубка (водяное охлаждение) и конфорка. Как результат – эффективный генератор, позволяющий получить бесплатное электричество в домашних условиях! Например, при остывании конфорки, когда ей никто не пользуется. Или очень часто люди используют печь для обогрева, так вот часть этой энергии может пойти на зарядку вашего гаджета.
Оригинальная идея – горячая вода, как источник тепла
Второй эксперимент с водой
Вот мы и предоставили три простых варианта самодельного аппарата, который можно собрать из подручных средств. Теперь Вы знаете как сделать термоэлектрический генератор своими руками, на чем основан принцип работы элемента Пельтье и для чего его можно использовать!
Будет интересным к прочтению:
6 конструкций с пошаговой инструкцией
В наше время генераторы все чаще используются в быту. Рост такой популярности связан с развитием их конструкции. Современные устройства компактные, экономичные и производительные. Есть много разных моделей, отличающихся мощностью, током, уровнем мобильности и приводом.
В этой статье:
Водяной генератор на 220 В: как сделать в домашних условиях?
Для отопления частных домов применяют разные методы. Они отличаются друг от друга передачей тепла и видом энергоносителя. В процессе использования водяного отопления применяются разные виды котлов в зависимости от типа топлива:
- Твердотопливные — в этом случае применяют для работы твердое топливо.
- Электрические — в таких котлах тепло преобразуется с помощью преобразования электричества.
- Газовые — в таких котлах теплоотдача происходит в момент сгорания газа.
Водяной генератор представляет собой емкость с водой, в которой находятся электроды для преобразования воды в кислород и водород. Чтобы сделать самостоятельно водяной генератор, потребуются:
- лист нержавеющей стали;
- пластина из оргстекла;
- трубки из резины для подвода воды и отвода газа;
- листы резины;
- источник напряжения, который должен обеспечивать поступление тока в 5–8 А.
Чтобы собрать водяной генератор, необходимо:
- Сначала нарезать нержавеющие пластины на прямоугольные листы.
- Уголки на них срезать, чтобы в дальнейшем стянуть устройство болтами.
- В каждой пластине просверлить отверстие в 5 мм на расстоянии 3 см от низа пластины для поступления и отвода воды.
- Кроме того, к пластинам следует припаять провод, чтобы присоединить его к источнику питания.
Прежде чем собрать генератор из резины, сначала нарезают кольца с диаметром 200 × 190 мм. Готовят две пластины из оргстекла с размерами 200 × 200 мм, при этом нужно заранее просверлить в них отверстия по всем сторонам под болты М8.
Собирать водяной генератор начинают так: сначала кладут первую пластину, затем резиновое кольцо, промазанное герметиком, и так далее по такой же схеме. После этого всю конструкцию стягивают болтами и пластинами из оргстекла.
В последних нужно просверлить отверстия: в одной пластине внизу, чтобы проходила жидкость, в другой — наверху для отвода газа. Туда следует вставить штуцер. На эти штуцера нужно одеть полихлорвиниловые трубки.
Справка! Чтобы газ не попал обратно в газогенератор, на пути от него к горелке нужно установить водяной затвор.
Из достоинств данного вида отопления выделяют следующие:
- экологический тип отопления, ведь при сгорании водорода в кислороде появляется вода в виде пара, при этом нет выбросов вредных веществ в атмосферу;
- можно не переделывая подключить генератор к уже существующей системе водяного отопления;
- установка работает без шума, поэтому ей не требуется какое-то специальное помещение.
К недостаткам водяного генератора относятся:
- Водород имеет большую температуру горения, поэтому простой котел может быстро сломаться.
- Во время работы с газом Брауна необходимо быть осторожным, так как он взрывоопасный.
- При работе водяного генератора необходимо применение дистиллированной воды.
Домашний агрегат, работающий на дровах
Самостоятельная сборка такой модели не представляет трудностей. При его создании необходимо купить или изъять из старого холодильника элемент Пельтье. Он представляет собой тонкостенный пластинчатый квадрат. Одна его панель производится из меди, а другая из никеля.
На них закрепляются контактные зажимы, которые подключаются к сети. Работа такого генератора заключается в том, что в момент прохождения тока сквозь металлические поверхности одна его сторона нагревается, а вторая остывает.
Во время работы генератора на твердом топливе используется обратный способ действия: одна пластина нагревается благодаря сжиганию дров, а другая охлаждается кулером и радиатором, подключенным к агрегату. В этот момент между деталями образуется электрический ток, который и нужно было получить.
Кроме элемента Пельте в процессе сборки генератора потребуются:
- металлический лист для корпуса;
- деталь, которая стабилизирует напряжение;
- кулер и радиатор;
- теплопроводящая паста;
- прибор для установки заклепок;
- ножницы по металлу;
- клепки, дрель и паяльник.
Справка: после подготовки всех необходимых инструментов и материалов можно приступать к сборке механизма. В продаже бывают готовые наборы электроинструментов.
Для начала нужно изготовить металлический корпус в форме цилиндра. Отверстия для поступления воздуха нужно устроить снизу, а сверху установить подставку с емкостью под воду.
Радиатор термопастой закрепляется с холодной стороны. С другого края закрепляется основной нагревательный элемент. При сборке еще потребуется стабилизатор электричества с USB-разъемом. Данное приспособление создаст напряжение и позволит готовить еду и заряжать разные электроприборы. Стабилизирующую часть нужно изолировать и спаять с основным элементом с учетом полюсов.
При подробном рассмотрении данного устройства есть один большой изъян — высокая цена для многих туристов и дачников. Но при частом применении стоимость оправдывается экономией на топливе. Дрова стоят дешевле в отличие от дизельного топлива и бензина.
Кроме этого, при работе такого электрогенератора в помещении нужно установить дымоход. Он выбрасывает в атмосферу продукты сгорания. Но, несмотря на эти недостатки, прибор на дровах имеет и достоинства:
- способен отопить дом до 50 метров кубических;
- может использоваться как плита для приготовления еды;
- у прибора небольшие размеры, поэтому его можно установить в небольших помещениях;
- продолжительный срок службы;
- небольшой вес;
- отсутствие шума при работе;
- экономность в применении топлива.
Из электродвигателя
Для преобразования электромотора в функционирующий генератор необходимо использовать неполярные конденсаторные батареи, поэтому электролитические конденсаторы лучше не применять.
В моторе подключить конденсатор можно по двум схемам:
- «Звезда» — с ее помощью можно провести генерацию при наименьшем количестве оборотов, но с низким напряжением на выходе.
- «Треугольник» — работает на больших оборотах, поэтому вырабатывает больше напряжения.
Мнение эксперта
Иван Зайцев
Специалист по освещению, консультант в отделе строительных материалов крупной сети магазинов
Задать вопрос экспертуМожно создать свое устройство из однофазного мотора при условии, что оно будет оборудовано ротором. Для запуска разработки нужно использовать фазосдвигающий конденсатор. Однофазный для переделки не подойдет.
Создать генератор просто, главное, иметь под рукой все необходимые компоненты в виде:
- асинхронного мотора;
- тахометра;
- емкости под конденсатор;
- самого конденсатора;
- набор инструментов.
В процессе сборки потребуется выполнить следующие действия:
- Для начала нужно подсоединить электродвигатель к сети и завести его. Далее тахометром определить скорость его вращения.
- Узнав скорость, нужно к полученному значению надбавить еще 10 %.
- Далее нужно выбрать емкость под конденсаторы.
Важно! Если емкость будет большая, то генератор быстро нагреется. Нужно подобрать такие, которые обеспечат необходимую скорость вращения.
Генератор с короткозамкнутым ротором создает высокое напряжение, поэтому если нужен показатель в 220 В, то потребуется установка понижающего трансформатора.
Основное преимущество данного аппарата состоит в том, что имеющиеся конденсаторы не требуют обслуживания, ведь вся энергия ротора передается от магнитного поля ротора и тока, вырабатываемого в процессе работы генератора.
Но есть и некоторые недостатки:
- В процессе работы нет возможности обеспечения промышленных параметров электрического тока, который вырабатывается генератором.
- Высокая чувствительность даже к небольшим перепадам рабочих нагрузок.
- При высоких нагрузках на генератор происходит нехватка электричества, после чего подзарядка становится невозможной, и генератор перестает работать.
Самодельный из магнитов
Магнитный генератор немного отличается от предыдущего. К примеру, ему не нужна установка компенсаторных батарей. Магнитное поле, которое создает электричество в обмотке статора, образуется благодаря неодимовым магнитам.
Как же создать такой тип генератора:
- Нужно открутить имеющиеся крышки двигателя.
- Вытащить ротор.
- Ротор нужно проточить, при этом снять верхний слой необходимой толщины. Самостоятельно сделать такую процедуру без токарного оборудования сложно.
- Сделать шаблон для круглых магнитов на листе бумаги. Подбирать необходимый размер нужно в зависимости от размеров ротора. Далее закрепить созданный шаблон на ротор и установить магниты полюсами и под углом в 20 градусов к оси ротора.
- Должно получиться четыре группы полос с расстоянием в два диаметра магнита, а между ними в группе один диаметр. За счет такого расположения ротор не станет залипать к статору.
- После установки всех магнитов нужно залить ротор эпоксидной смолой. Когда она высохнет, следует покрыть цилиндрическую часть стекловолокном и опять смолой. Благодаря такому креплению магниты крепко зафиксируются.
- При просушке ротора его можно поставить на место и прикрутить две крышки двигателя.
Многие специалисты полагают, что для обеспечения электричеством загородного дома достаточно будет маятника с осью длиной 6 м.
В этом случае электромагниты будут толкать неодимовые магниты с силой больше 100 кг. Достоинства данного устройства заключаются в том, что оно не зависит от солнца и ветра. Кроме того, генератор не нуждается в дорогостоящих аккумуляторах как другие генераторы энергии.
Но во время его использования не исключены и некоторые проблемы:
- в процессе движения маятника в обратную сторону может поменяться полярность магнитов;
- в момент зависания маятника в верхней точке может образоваться эффект пульсации в сети.
Внимание! С ферритовыми магнитами данный проект реализовать не удастся из-за их технических характеристик.
Бензиновая модификация
Есть две конструкции бензинового генератора, изготовленного своими руками на базе двигателя от триммера и генератора от машины.
Для сборки первого генератора потребуются:
- бензиновый двигатель от триммера, желательно 4-тактный;
- рабочий автомобильный генератор;
- аккумулятор 12 В, необязательно мощный, он будет использоваться только для запуска; без него генератор не сможет вырабатывать электричество, так как на коллектор нужно будет подать начальное напряжение для первого возбуждения.
Устройство с прямой подачей простое и незамысловатое. Единственный сложный этап — подготовка вала под сверлильный патрон.
- Сначала вал обрезают и точат на станке, а затем нарезают резьбу под патрон.
- Затем навинчивают патрон, в который зажимают вал электрогенератора.
- Дальше все крепится на деревянную поставку.
- Теперь нужно запустить бензиновый движок и подключить генератор к аккумулятору. Вольтмер с лампочкой проверит его работу.
Второй способ сборки генератора чем-то похож на первый, только для процесса вращения применяется ремень. На вал триммера крепится шкив, и все соединяется ремнем. Далее все крепится на деревянное основание. Запускается триммер, и проверяется работа устройства.
Что касается достоинств бензиновых устройств, то их немало:
- Сфера использования устройства практически не ограничена. Его используют для электроснабжения загородного дома, дачного участка, при аварийном отключении электричества в больницах, аптеках и торговых точках.
- Бензиновое устройство имеет небольшие размеры и вес. Его малогабаритность обеспечивает мобильность: удобно брать с собой и перевозить в багажнике.
- Низкий уровень шума отличает бензиновые устройства от дизельных или газовых.
- Бензиновые генераторы экономичны в плане расхода топлива, его можно купить на любой заправке.
К недостаткам данного типа генераторов относятся:
- Основной минус заключается в высокой цене. Газ и дизель обходятся дешевле. Поэтому частое использование подобного устройства невыгодно в финансовом плане.
- Обладает низкой продолжительностью непрерывной работы, которая не превышает 8 часов. Но этого времени достаточно для энергоснабжения или проведения работ на участке.
Вертикальный ветряной генератор электрического тока
Сделать своими руками ветряное устройство с вертикальной осью вращения несложно. Достаточно купить обязательные составляющие детали, собрать их правильно и установить агрегат на выбранное место.
Для изготовления ветряного устройства потребуются следующие материалы:
- Осевая мачта — несущая конструкция в виде пирамиды, имеющая высоту 5 метров. На ней закрепляются генератор и лопасти.
- Лопасти ловят потоки ветра.
- Статор включает в себя фазы из катушек.
- Ротор является подвижной частью ветряка.
- Контроллер замедляет работу устройства, когда тот развивает большую мощность.
- Инвертер выдает переменный ток, а аккумулятор накапливает энергию.
Для изготовления лопастей потребуется качественный пластик. Подойдут даже пластиковые трубы. В этом случае к каждой стороне трубы закрепляются жестяные фрагменты.
Для ротора потребуются два ферритовых диска, диаметр которых 32 см. Для статора следует сделать девять катушек с 60 витками меди.
Форму для катушек нужно сделать из фанеры и выложить стекловолокном.
Собирать ветряной генератор нужно следующим образом:
- сверху в роторе проделать отверстие для шпилек.
- В статоре проделать отверстия для закрепления к подставке.
- Уложить нижний диск ротора на подставку магнитами наверх.
- Здесь же установить статор и закрепить шпильками в пластину.
- Накрыть конструкцию еще одним диском.
- С помощью вращения шпилек следует добиться равномерного сближения верхнего и нижнего дисков, после чего шпильки с пластиной аккуратно убрать.
- Закрепить генератор гайками.
- Готовое устройство прикрутить к осевой мачте.
Электричество запускается в последнюю очередь: энергия от устройства попадает на контроллер, далее собирается на аккумуляторе и превращается в переменный ток инвертором.
Вертикальный генератор превращает ветер в энергетический ресурс. Для хорошей работы ему не нужны дополнительные устройства, которые определяют направление ветра.
Для его обслуживания не требуются приспособления, обеспечивающие безопасное проведение ремонтных работ.
Полезное! Минимальное количество движущихся деталей делают такую установку надежной и устойчивой.
Аппарат работает без шума, не мешает соседям и хозяевам, не образует вредные выбросы в атмосферу и надежно служит долгие годы.
Полезное видео
Посмотрите интересный видео ролик про асинхронный электрогенератор на магнитах:
Как генератор вырабатывает электричество? Статья о том, как работают генераторы
Генераторы— это полезные устройства, которые подают электроэнергию во время отключения электроэнергии и предотвращают прерывание повседневной деятельности или прерывание бизнес-операций. Генераторы доступны в различных электрических и физических конфигурациях для использования в различных приложениях. В следующих разделах мы рассмотрим, как работает генератор, основные компоненты генератора и как генератор работает в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.
Как работает генератор?Электрический генератор — это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.
Важно понимать, что генератор на самом деле не «создает» электрическую энергию. Вместо этого он использует подводимую к нему механическую энергию, чтобы заставить движение электрических зарядов, присутствующих в проводе его обмоток, через внешнюю электрическую цепь.Этот поток электрических зарядов составляет выходной электрический ток, подаваемый генератором. Этот механизм можно понять, рассматривая генератор как аналог водяного насоса, который вызывает поток воды, но фактически не «создает» воду, текущую через него.
Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем в 1831-32 гг. Фарадей обнаружил, что вышеупомянутый поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, такого как провод, содержащий электрические заряды, в магнитном поле.Это движение создает разность напряжений между двумя концами провода или электрического проводника, что, в свою очередь, вызывает протекание электрических зарядов, генерируя электрический ток.
Основные компоненты генератораОсновные компоненты электрогенератора можно в общих чертах классифицировать следующим образом:
- Двигатель
- Генератор
- Топливная система
- Регулятор напряжения
- Системы охлаждения и выхлопа
- Система смазки
- Зарядное устройство
- Панель управления
- Основной узел / рама
Двигатель является источником подводимой механической энергии к генератору. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может выдать генератор. При оценке двигателя вашего генератора необходимо учитывать несколько факторов. Для получения полных рабочих характеристик двигателя и графиков технического обслуживания необходимо проконсультироваться с производителем двигателя.
(a) Тип используемого топлива — двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном виде) или природный газ. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, в то время как более крупные двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двойной подаче дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме.
(b) Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) по сравнению с двигателями без OHV — двигатели с верхним расположением клапанов отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не на двигателе. блокировать.Двигатели OHV имеют ряд преимуществ перед другими двигателями, такими как:
• Компактная конструкция
• Более простой рабочий механизм
• Прочность
• Удобство эксплуатации
• Низкий уровень шума при работе
• Низкий уровень выбросов
Однако OHV-двигатели также дороже других двигателей.
(c) Чугунная гильза (CIS) в цилиндре двигателя — CIS — это накладка в цилиндре двигателя.Это снижает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей OHV оснащены системой CIS, но очень важно проверить наличие этой особенности в двигателе генератора. CIS — это не дорогая функция, но она играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам нужно использовать генератор часто или в течение длительного времени.
Генератор Генератор переменного тока, также известный как «генераторная головка», представляет собой часть генератора, вырабатывающую электрическую мощность за счет механического входа, подаваемого двигателем.Он содержит набор неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество.
(а) Статор — это стационарный компонент. Он содержит набор электрических проводников, намотанных катушками на железный сердечник.
(b) Ротор / Якорь — это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле одним из следующих трех способов:
(i) Индукционным способом — они известны как бесщеточные генераторы переменного тока и обычно используются в больших генераторах.
(ii) Постоянными магнитами — это обычное дело в небольших генераторах переменного тока.
(iii) Использование возбудителя. Возбудитель представляет собой небольшой источник постоянного тока (DC), который питает ротор через совокупность токопроводящих контактных колец и щеток.
Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмотками статора. Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.
При оценке генератора переменного тока необходимо учитывать следующие факторы:
(a) Металлический корпус по сравнению с пластиковым корпусом — цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора.Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к обнажению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и, что более важно, опасно для пользователя.
(b) Шариковые подшипники по сравнению с игольчатыми подшипниками. Шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.
(c) Бесщеточная конструкция — генератор, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания, а также производит более чистую мощность.
Топливная системаТопливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем от 6 до 8 часов.В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью опорной рамы генератора или устанавливается наверху рамы генератора. Для коммерческого использования может потребоваться установка внешнего топливного бака. Все подобные установки должны быть одобрены Управлением городского планирования. Щелкните следующую ссылку для получения дополнительных сведений о топливных баках для генераторов.
Общие характеристики топливной системы включают следующее:
(a) Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю — линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо от двигателя в бак.
(b) Вентиляционная труба для топливного бака — Топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и опорожнения бака. При заправке топливного бака убедитесь, что металл-металл соприкасается с заправочной форсункой и топливным баком, чтобы избежать искр.
(c) Переливное соединение от топливного бака к сливной трубе — это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака не вызывал разлив жидкости на генераторную установку.
(d) Топливный насос — перекачивает топливо из основного накопительного бака в дневной.Топливный насос обычно работает от электричества.
(e) Топливный водоотделитель / топливный фильтр — он отделяет воду и посторонние вещества от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.
(f) Топливная форсунка — распыляет жидкое топливо и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.
Регулятор напряжения
Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора.Механизм описан ниже для каждого компонента, который участвует в циклическом процессе регулирования напряжения.
(1) Регулятор напряжения: преобразование переменного напряжения в постоянный ток — регулятор напряжения принимает небольшую часть выходного переменного напряжения генератора и преобразует его в постоянный ток. Затем регулятор напряжения подает этот постоянный ток на набор вторичных обмоток статора, известных как обмотки возбудителя.
(2) Обмотки возбудителя: преобразование постоянного тока в переменный — обмотки возбудителя теперь работают аналогично первичным обмоткам статора и генерируют небольшой переменный ток.Обмотки возбудителя подключены к блокам, известным как вращающиеся выпрямители.
(3) Вращающиеся выпрямители: преобразование переменного тока в постоянный — они выпрямляют переменный ток, генерируемый обмотками возбудителя, и преобразуют его в постоянный ток. Этот постоянный ток подается на ротор / якорь для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора / якоря.
(4) Ротор / якорь: преобразование постоянного тока в переменное напряжение — ротор / якорь теперь индуцирует большее переменное напряжение на обмотках статора, которое генератор теперь производит как большее выходное переменное напряжение.
Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет выдавать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, ровно столько, чтобы поддерживать выходную мощность генератора на полном рабочем уровне.
Когда вы добавляете нагрузку к генератору, его выходное напряжение немного падает.Это вызывает действие регулятора напряжения, и начинается вышеуказанный цикл. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не достигнет своей первоначальной полной рабочей мощности.
Система охлаждения и выпуска
(а) Система охлаждения
Продолжительное использование генератора вызывает нагрев различных его компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, выделяемого в процессе.
Неочищенная / пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью более 2250 кВт и выше.Водород иногда используется в качестве хладагента для обмоток статора больших генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит деминерализованную воду в качестве хладагента. Вот почему очень большие генераторы и малые электростанции часто имеют рядом с собой большие градирни. Для всех других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генераторе и работают как основная система охлаждения.
Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости в генераторе. Систему охлаждения и насос неочищенной воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать на открытом и вентилируемом месте с достаточным притоком свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы со всех сторон генератора оставалось минимум 3 фута, чтобы обеспечить свободный поток охлаждающего воздуха.
(б) Выхлопная система
Выхлопные газы, выделяемые генератором, такие же, как выхлопные газы любого другого дизельного или газового двигателя, и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов. Этот момент невозможно переоценить, поскольку отравление угарным газом остается одной из наиболее частых причин смерти в пострадавших от урагана районах, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не становится слишком поздно.
Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть отдельно стоящими и не должны поддерживаться двигателем генератора. Выхлопные трубы обычно прикрепляются к двигателю с помощью гибких соединителей, чтобы минимизировать вибрации и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Выхлопная труба заканчивается снаружи и ведет от дверей, окон и других отверстий в дом или здание. Вы должны убедиться, что выхлопная система вашего генератора не подключена к выхлопной системе любого другого оборудования.Вам также следует проконсультироваться с местными городскими постановлениями, чтобы определить, нужно ли для эксплуатации вашего генератора получать разрешение от местных властей, чтобы убедиться, что вы соблюдаете местное законодательство и защитите себя от штрафов и других санкций.
Смазочная система
Поскольку генератор состоит из движущихся частей в своем двигателе, он требует смазки для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе.Уровень смазочного масла следует проверять каждые 8 часов работы генератора. Вы также должны проверять отсутствие утечек смазки и менять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.
Зарядное устройство
Генератор st e работает от батареи. Зарядное устройство поддерживает заряд аккумуляторной батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если напряжение холостого хода очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным.Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства устанавливается на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением напряжения холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство аккумулятора имеет изолированный выход постоянного напряжения, который мешает нормальному функционированию генератора.
Панель управления
Это пользовательский интерфейс генератора, в котором находятся электрические розетки и элементы управления. В следующей статье представлены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.
(a) Электрический запуск и отключение — панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически отключают агрегат, когда он больше не нужен.
(b) Манометры двигателя. Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет автоматически отключать генератор, когда любой из них превышает соответствующие пороговые уровни.
(c) Датчики генератора. На панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.
(d) Другие элементы управления — переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.
Основной узел / рамаВсе генераторы, переносные или стационарные, имеют индивидуальные корпуса, которые обеспечивают структурную опору основания. Рама также позволяет заземлить генерируемые элементы в целях безопасности.
Как работают генераторы | Электрогенераторы
Какие части электрического генератора?
Генератор состоит из девяти частей, и все они играют роль в передаче энергии туда, где она больше всего нужна.Части генератора:
- Двигатель. Двигатель подает энергию на генератор. Мощность двигателя определяет, сколько электроэнергии может обеспечить генератор.
- Генератор . Здесь происходит преобразование механической энергии в электрическую. Генератор, также называемый «genhead», содержит как движущиеся, так и неподвижные части, которые работают вместе, создавая электромагнитное поле и движение электронов, которые генерируют электричество.
- Топливная система . Топливная система позволяет генератору производить необходимую энергию. Система включает топливный бак, топливный насос, трубопровод, соединяющий бак с двигателем, и возвратный трубопровод. Топливный фильтр удаляет мусор до того, как он попадет в двигатель, а форсунка нагнетает топливо в камеру сгорания.
- Регулятор напряжения . Этот компонент помогает контролировать напряжение вырабатываемой электроэнергии.Это также помогает преобразовать электричество из переменного тока в постоянный, если это необходимо.
- Системы охлаждения и выхлопа . Генераторы выделяют много тепла. Система охлаждения предотвращает перегрев машины. Выхлопная система направляет и удаляет дымовую форму во время работы.
- Система смазки . Внутри генератора много маленьких движущихся частей. Очень важно смазать их соответствующим образом моторным маслом, чтобы обеспечить бесперебойную работу и защитить их от чрезмерного износа.Уровни смазки следует проверять регулярно, каждые 8 часов работы.
- Зарядное устройство . Батареи используются для запуска генератора. Зарядное устройство для батареи — это полностью автоматический компонент, который обеспечивает готовность батареи к работе в случае необходимости, подавая на нее постоянное низкое напряжение.
- Панель управления . Панель управления контролирует все аспекты работы генератора от скорости запуска и работы до выходов.Современные устройства даже способны определять падение или отключение электроэнергии и могут автоматически запускать или выключать генератор.
- Основной узел / рама . Это корпус генератора. Это та часть, которую мы видим; структура, которая держит все это на месте.
Какое топливо нужно для электрогенераторов?
Современные электрические генераторы доступны во многих вариантах заправки топливом. Дизель-генераторы — самые популярные промышленные генераторы на рынке.К бытовым генераторам чаще всего относятся: генераторы природного газа или генераторы пропана, в то время как портативные генераторы меньшего размера обычно работают на бензине, дизельном топливе или пропане. Некоторые генераторы могут работать на двух видах топлива и работают как на бензине, так и на дизельном топливе.
Топливные баки генератора
Топливная система обеспечивает генератор необходимым сырьем для выработки электроэнергии, инициируя процесс внутреннего сгорания. Без топлива не может происходить горение, и генератор не может преобразовывать механическую энергию в электрическую.Топливо для генератора необходимо хранить на месте, чтобы генератор можно было сразу же запустить в работу, когда это необходимо.
В зависимости от типа генератора и его применения, топливные баки могут быть установлены на раме генератора или могут быть внешними баками, расположенными далеко от самого генератора. Как правило, чем больше генератор и чем дольше он должен работать, тем больше топливный бак. Топливо для генератора хранится в баках разной емкости, в зависимости от предполагаемого использования генератора и требуемой мощности.Танки можно размещать над землей, под землей или под базой. Резервуары вспомогательной базы предназначены для хранения менее 1000 галлонов топлива и расположены над землей, но ниже основания генераторной установки.
Надземные и подземные резервуары для хранения топлива генератора — лучший выбор для нужд большой емкости. Подземные резервуары для хранения более дороги в установке, но они, как правило, служат дольше, поскольку защищены от непогоды. У обоих типов резервуаров для хранения топлива есть свои плюсы и минусы, но вы не будете одиноки в принятии решения.Топливные баки генераторов и топливные системы генераторов должны соответствовать нескольким требованиям и допускам, прежде чем их можно будет установить, независимо от того, предназначена ли установка для жилого или коммерческого использования.
Основной кодекс, регулирующий топливные баки генератора в Соединенных Штатах, — это Кодексы и стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA), в частности разделы NFPA 30 и NFPA 37. Таким образом, все запросы на топливный бак генератора должны подаваться в Государственную пожарную службу. Маршалла для утверждения.
Чтобы определить минимальную требуемую емкость топливного бака, вам нужно подумать о том, как вы собираетесь использовать генератор.В случае кратковременных или редких отключений электроэнергии может быть приемлемым резервный генератор с меньшим резервуаром для хранения, однако вам нужно будет наполнять резервуар чаще, чем вам нужно будет пополнять резервуары большего размера. Резервуары большего размера могут потребоваться, если вы планируете снабжать энергией крупный коммерческий объект основным генератором или если вы подвержены длительным и частым перебоям в подаче электроэнергии.
Поставщик генератора может помочь вам определить оптимальный размер топливного бака, чтобы у вас было достаточно топлива, когда оно вам понадобится.Еще одна вещь, о которой следует помнить как при покупке генератора, так и при выборе топливного бака для генератора, — это стоимость и доступность топлива в вашем регионе. Перед покупкой генератора рекомендуется поговорить с местными поставщиками топлива, чтобы получить лучшее представление о стоимости и логистике, связанных с получением топлива для генератора.
Выхлопные системы и средства контроля выбросов генератора
Поскольку машины, работающие на ископаемом топливе и работающие непрерывно, даже если это время работы нестабильно, генераторы должны быть оснащены компонентами для их охлаждения и фильтрации выбросов.Системы охлаждения и вентиляции генератора уменьшают и отводят тепло различными способами:
- Вода. Для охлаждения компонентов генератора можно использовать воду. Этот тип системы охлаждения обычно ограничен конкретными ситуациями или очень большими установками мощностью 2250 кВт и выше.
- Водород. Водород — очень эффективный хладагент, который используется для поглощения тепла, выделяемого работающим генератором. Тепло передается теплообменнику и вторичному охлаждающему контуру, которые часто расположены в больших местных градирнях.
- Радиаторы и вентиляторы. Генераторы меньшего размера охлаждаются за счет комбинации стандартного радиатора и вентилятора.
Пары, выделяемые генераторами, аналогичны выхлопным газам других бензиновых или дизельных двигателей. В их состав входят токсичные химические вещества, такие как углекислый газ, который необходимо отфильтровать и удалить из выбросов. Выхлопная система генератора справляется с этой задачей.
Выхлопные трубы подсоединены к двигателю, где они направляют дым вверх, наружу и от генератора и установки.Труба выходит за пределы здания, в котором находится генератор, и должна заканчиваться далеко от дверей, окон и других зон забора воздуха.
Помимо выхлопных систем, некоторые генераторы подлежат федеральному контролю за выбросами. Контролируемые выбросы генератора: оксид азота (NOx), углеводороды, оксид углерода (CO) и твердые частицы.
В целом аварийные генераторы и генераторы, которые работают менее 100 часов в год, не подпадают под федеральные требования по выбросам от генераторов, однако постоянно установленные основные генераторы и резервные генераторы подчиняются федеральным требованиям по выбросам в соответствии с тремя правилами EPA:
- Национальный стандарт выбросов опасных загрязнителей воздуха (NESHAP) — для поршневых двигателей внутреннего сгорания (RICE). 40 Свод федеральных правил, часть 63, подраздел ZZZZ. Также известно как правило RICE.
- New Source Performance Standards (NSPS) — Стандарты производительности для стационарных двигателей с искровым зажиганием . 40 CFR, часть 60, подраздел JJJJ. Также известно как правило NSPS с искровым зажиганием.
- Стандарты характеристик стационарных двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия . 40 Свода федеральных правил, часть 60, подраздел IIII. Также известно как правило сжатия зажигания NSPS.
Хорошая новость заключается в том, что многие новые генераторные установки уже соответствуют стандартам выбросов от генераторов благодаря производственным усовершенствованиям. Старые генераторы могут быть заменены на устаревшие, что делает их освобожденными от федеральных правил и подчиняется только государственным и местным стандартам выбросов. Требования к контролю выбросов различаются в зависимости от производителя, размера генератора и даты производства, поэтому лучший способ определить ваши требования к выбросам — поговорить с продавцом или производителем генератора.
Для более глубокого изучения нормативов выбросов, прочтите этот официальный документ Cummins «Влияние норм уровня 4 на выбросы в электроэнергетике».
Панель управления генератора и автоматический переключатель резерва (АВР)
Одним из важнейших компонентов современных генераторов является панель управления генератором. Панель управления — это мозг генератора, а также пользовательский интерфейс генератора; точка, в которой вы будете получать доступ и управлять работой генератора.
Многие панели управления оснащены автоматическим переключателем резерва (АВР), который постоянно контролирует поступающую мощность. Когда уровень мощности падает или полностью отключается, ATS сигнализирует панели управления о запуске генератора.Аналогичным образом, когда поступающее питание восстанавливается, ATS сигнализирует панели управления о необходимости выключить генератор и повторно подключается к электросети.
В дополнение к круглосуточному мониторингу панель управления генератором предоставляет обширную информацию для менеджеров сайта:
- Манометры двигателя предоставляют важную информацию об уровнях масла и жидкости, напряжении аккумуляторной батареи, частоте вращения двигателя и часах работы. Во многих генераторах панель даже автоматически отключает двигатель, когда обнаруживает проблему с уровнями жидкости или другими аспектами работы генератора.
- Генераторные датчики предоставляют ценную информацию о выходном токе, напряжении и рабочей частоте.
Какой вид обслуживания требует генератор?
Генераторыпредставляют собой двигатели и требуют регулярного технического обслуживания двигателя для обеспечения надлежащей работы. Поскольку многие генераторы используются для обеспечения резервного питания в случае аварийных ситуаций, операторам крайне важно проводить регулярные проверки и проверки своих генераторов, чтобы гарантировать, что машина будет работать по мере необходимости, когда это необходимо.
Самая лучшая программа обслуживания генератора — та, которую рекомендует производитель, но, как минимум, все планы обслуживания генератора должны включать регулярное и текущее:
- Осмотр и снятие изношенных деталей.
- Проверка уровней жидкости, включая охлаждающую жидкость и топливо.
- Осмотр и чистка аккумуляторной батареи.
- Проведение теста банка нагрузки на генераторе и автоматическом переключателе.
- Проверка панели управления на точность показаний и индикаторов.
- Замена воздушного и топливного фильтров.
- Осмотр системы охлаждения.
- Смазка деталей по мере необходимости.
Обязательно ведите журнал обслуживания для ведения записей. Включите все показания, уровни жидкости и т. Д., А также дату и показания счетчика моточасов генератора. Эти записи можно сравнить с будущими записями и использовать для помощи в обнаружении отклонений или изменений в работе, которые могут указать вам на скрытые проблемы, которые могут стать серьезными проблемами, если их не проверить.
Генераторымогут прослужить десятилетия при правильном обслуживании. Эти простые небольшие вложения со временем окупятся за счет экономии на дорогостоящем ремонте или даже полной замене генератора. Если техническое обслуживание генератора не является делом, которым вы можете управлять самостоятельно, многие дилеры генераторов предлагают контракты на техническое обслуживание или могут порекомендовать квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию, которые помогут вам поддерживать генератор в отличном состоянии год за годом. Это время и деньги, потраченные не зря, если они могут поддерживать ваш бизнес в рабочем состоянии при отключении электроэнергии.
Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр
Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр ссылка на 6 самодельный электрогенератор стр.Очень простой генератор, описанный ниже, является примитивным, но показывает основные операции. Он был намеренно оставлен как можно более простым, чтобы иметь максимальные возможности для использования в творческих проектах и изобретениях. Поэтому он может лечь в основу более сложного устройства, как будет показано ниже.
Генератор состоит из катушки с проволокой (около 1000 витков), намотанной на последние 3 см или около того большого гвоздя. Когда вращающийся магнит помещается рядом с устройством, он индуцирует напряжение в катушке, которое затем может быть использовано для зажигания лампочки (или, еще лучше, светодиода, подробности см. На конце) — таким образом, можно просто продемонстрировать генерацию электричества.
Схема простого генератора
Шаг 1
Сделайте два картонных круга диаметром около 3 см (толщиной 1-2 мм).В середине кружков аккуратно проткните дырочку. Найдите большой (10-15 см длиной, 6 мм шириной) чистый (неноржавый) гвоздь с большой шляпкой. Проденьте один из кружочков на гвоздь и продвиньте его прямо к голове.
Шаг 2
Закройте последние 3-4 см ногтя одним слоем изоляционной ленты (шляпку ногтя не закрывайте). Наденьте второй круг на гвоздь, но только до изоляционной ленты. Добавьте еще ленту на другую сторону круга, чтобы закрепить круг на месте.Теперь у вас должна быть готовая «катушка», на которую можно наматывать катушку.
Шаг 3
Возьмите немного тонкой изолированной медной проволоки (скажем, 25 м или около того 30SWG, примерно 0,3 мм в диаметре), оставьте около 20-30 см свободными и начните наматывать витки на изолированную часть гвоздя между двумя кругами. Сделайте 1000-1500 оборотов (точное количество не имеет большого значения и будет зависеть от того, насколько аккуратно вы сможете их надеть, прежде чем они выйдут за ограничивающие картонные круги).Оставьте на конце еще 20-30 см и перережьте проволоку. Заклейте всю сборку изолентой, чтобы проволока не развязывалась.
Шаг 4
Возьмите свободные концы проводов и соскоблите изоляцию. Подключите их к лампочке или к светодиоду. Поднесите магнит ближе к головке гвоздя и, удерживая его на расстоянии примерно 5 мм от головки, быстро перемещайте магнит из стороны в сторону. Лампочка или светодиод загорится, показывая выработку электричества !!
КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР
Генератор работает за счет магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке с проволокой.Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере увеличения количества витков провода на катушке, размера катушки и силы магнитного поля. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить / индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, перемещая магнит или перемещая катушку — эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.Железный гвоздь также важен в нашем простом генераторе, поскольку он имеет тенденцию концентрировать магнитное поле.Когда катушка наматывается на гвоздь, она имеет тенденцию втягивать больше магнитного потока в область катушки, что повышает общую эффективность устройства и увеличивает создаваемое напряжение.
Тип провода в катушке также важен. Например, толстый провод означает меньшие потери мощности, но недостаток в том, что катушка станет очень большой, когда потребуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти компромисс между размером магнита, катушки и провода.
переменного или постоянного тока
Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и — и + каждый раз, когда магнит совершает полный оборот. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, не беспокоясь о том, в какую сторону должны идти соединения (поскольку они все равно эффективно реверсируют все время). Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи.Вы можете весело провести время, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете услышать переменное электричество — но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi динамики своих родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. Д.
ГЕНЕРАТОР ДОПОЛНИТЕЛЬНО
На фотографии ниже показан простой генератор с ручным коленчатым валом, который я построил, в котором использовались два таких генератора гвоздей, соединенные вместе (чтобы дать вдвое большую мощность). Таким образом, одновременно используются как северная, так и южная сторона магнита. Необходимо правильно выполнить проводку между катушками, иначе напряжение исчезнет, и вы не получите никакой энергии от генератора! Катушки подключаются одна за другой, а не одна через другую (т. Е.последовательная цепь, а не параллельная). Использовалась простая деревянная зубчатая передача, чтобы вы могли с комфортом вырабатывать электричество, не поворачивая ручку слишком быстро.Простой генератор с двумя гвоздями и рукояткой
Крупный план генератора
ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор
ЛАМПОЧКИ КАКОГО ТИПА СЛЕДУЕТ ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Может показаться здравым смыслом использовать лампочку с как можно более низким напряжением в этом типе генератора, но на самом деле лампа с более высоким напряжением часто работает лучше.Например, лампочка на 1,5 В (напряжение) часто требует 0,25 А (ампер — электрический ток), а лампочка на 6 В может потреблять всего 0,05 А. Этот простой генератор может подавать только относительно небольшой ток (скажем, 0,05-0,1 А), поэтому лампы с более высоким напряжением, как правило, работают лучше. Кстати, светодиод (светоизлучающий диод) очень хорошо работает в этой конструкции, потому что они потребляют очень небольшой ток (около 0,01 А). Светодиоды можно купить у Tandys или Maplins (подойдет практически любой) или выбросить из старого радио или игрушки, в которой они есть.
Щелкните здесь для получения информации о светодиодах
КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
В общем, чем сильнее магнит, тем лучше. Eclipse производит всевозможные магниты, и их можно купить в большинстве хозяйственных магазинов. В описанном выше генераторе «кривошипная рукоятка» использовался магнит E825 Eclipse. Стоит попробовать другие типы магнитов, но вам, возможно, придется разработать другие способы вращения магнитов, чтобы убедиться, что магнитное поле изменяется правильным образом по отношению к катушке.Хорошие генераторы можно сделать из кнопок, планок, часовых туфель и цилиндрических магнитов — это просто ваше воображение!
ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
Картон от крупяного ящика например
Железный гвоздь с головкой (диаметр 1/4 дюйма (6 мм), длина ~ 6 дюймов (15 см))
Катушка (прибл. 25 м) эмалированной медной проволоки (30 SWG или диаметр ~ 0,3 мм)
E825 Магнит кнопки Eclipse
Лампа фонаря (6 В, 0,06 А) и патрон, а еще лучше — светодиод
Ручная дрель (стандартный тип ящика для инструментов)
Большинство этих деталей можно приобрести в магазине DIY или в электронных магазинах, таких как Tandy или Maplins.
Книг и статей:
Продвинутая физика, Том Дункан, 4-е изд., Джон Мюррей, ISBN 0 7195 5199 4
хороший раздел по генераторам и электричеству.
Идеи для дальнейшей работы:
1) попробуйте варьировать количество оборотов. Всегда ли верно, что напряжение растет с количеством витков для этого простого генератора? Что произойдет, если катушка станет настолько большой, что ее пятна перестанут приближаться к гвоздю?
2) Вы можете найти лучшую оправку для утюга, чем гвоздь?
3) как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания вращающегося магнита, например?энергия ветра, энергия волн (например, см. раздел «Строительство собственной ветряной мельницы»)
goto «построить свою собственную ветряную мельницу»
4) Можете ли вы встроить подвижный переключатель, чтобы напряжение было постоянным (DC) вместо переменного (AC) — это называется коммутатором
5) Можете ли вы использовать катушку для гвоздей (без магнита) в качестве «поисковая» катушка для обнаружения магнитных полей? Попробуйте поставить катушку с гвоздем рядом с динамиком, проигрывающим загруженную музыку, светодиод мигает вместе с музыкой?
ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам с питанием от сети с этим устройством
НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ — ЭТО УБИВАЕТ
Информация о сайте:
Подробная информация о магните, использованном в этом проекте:
www.magnets2buy.com/acatalog/Buttons.html
ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор
ссылка на страницу 6 генов
ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ
Д-р Джонатан Хэйр, Университет Сассекса,
Брайтон, Восточный Суссекс. BN1 9QJ
домой | дневник | что на | Резюме CSC | последние новости
Как работают генераторы и динамо-машины
Как работают генераторы и динамо-машины — объясните это РекламаКриса Вудфорда.Последнее изменение: 10 августа 2020 г.
Нефть может быть любимым топливом в мире, но ненадолго. В современных домах в основном используется электричество. и скоро большинство из нас тоже станет водить электромобили. Электричество очень удобно. Вы можете производить его самыми разными способами, используя все, от угля и нефти до ветра и волн. Вы можете сделать это в в одном месте и используйте его на другом конце света, если хотите. И, как только вы его изготовите, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя.Что делает электрический возможная мощность — и действительно практичная — это превосходный электромагнитный устройство, называемое электрогенератором: разновидность электродвигателя. работа в обратном направлении, которая преобразует обычную энергию в электричество. Давайте подробнее рассмотрим генераторы и узнаем, как они работают!
Фото: Дизельный электрогенератор середины 20-го века в музее электростанции REA недалеко от Хэмптона, штат Айова. Любезно предоставлены фотографиями в Кэрол М. Хайсмит Архив, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Откуда берется электричество?
Лучший способ понять электричество — начать с того, что его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите запустить что-нибудь электрические, от тостера или зубную щетку MP3-плеер или телевидение, вам необходимо обеспечить его постоянным запасом электроэнергии. Откуда ты это возьмешь? Есть основной закон физики называется закон сохранения энергии, который объясняет, как можно получить энергия — и как вы не можете. Согласно этому закону существует фиксированный количество энергии во Вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем с этим сделать.Плохая новость в том, что мы не можем создавать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию. Все, что мы можем сделать с энергией, это преобразовать из одной формы в другую.
Фото: Большой электрогенератор, приводимый в движение паром, на геотермальной электростанции «Кожа» компании CalEnergy в округе Империал, Калифорния. Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Если вы хотите найти электричество для питания своего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно.Вы будете использовать энергию преобразуется из какой-либо другой формы в необходимую вам электрическую энергию. Обычно это происходит на электростанции. на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор к розетке, и электрическая энергия течет в него через кабель. Кабель намного длиннее, чем вы думаете: на самом деле он проходит от вашего телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, на которой для вас подготавливается электроэнергия из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо.В этих экологически чистые времена, часть вашей электроэнергии также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые вырабатывают энергию, используя энергию плотин рек) или геотермальную энергию (внутренняя высокая температура). Откуда бы ни пришла ваша энергия, она почти наверняка будет превратился в электричество с помощью генератора. Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.
Рекламные ссылкиКак мы можем производить электричество?
Фото: Типичный электрогенератор.Он может производить до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний прототипов ветряных турбин. Фото Ли Фингерша любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).
Если вы читали нашу подробную статью о электродвигатели, вы уже довольно много знают, как работают генераторы: генератор — это просто электродвигатель, работающий в обратном направлении. Если ты не прочтите эту статью, вы можете быстро взглянуть, прежде чем читать на — но вот краткое изложение в любом случае.
Электродвигатель — это, по сути, просто плотный моток медной проволоки, намотанный на железный сердечник, который свободно вращается с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, она становится временный магнит с электрическим приводом — другими словами, электромагнит — и создает вокруг себя магнитное поле. Этот временное магнитное поле противодействует магнитному полю, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться. Немного продуманная конструкция, катушка может непрерывно вращаться в в том же направлении, вращаясь по кругу и питая что угодно из электрическая зубная щетка к электричке.
Фотография: Вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.
Так чем же генератор отличается? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри. Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если бы вы сделали противоположный? Что, если вы несколько раз поворачиваете щетку вперед и назад? То, что вы делали бы, было бы вручную крутить электродвигатель. ось вокруг.Это заставит медную катушку внутри двигателя повернуться постоянно внутри его постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы заставляете течь электричество через провод — по сути, вы производите электричество. Так что держи поворачивая зубную щетку достаточно долго, и теоретически вы получите электричества достаточно для подзарядки аккумулятора. По сути, вот как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете зарядить зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)
Как работает генератор?
Изображение: такой простой генератор вырабатывает переменный ток (электрический ток, который периодически меняет направление на противоположное).Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он будет генерировать односторонний ток; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону. Если вы измеритель, подключенный к проводу, вы не знаете, в какую сторону движется провод: все, что вы видите, — это то, что направление тока периодически меняется на противоположное: вы видите переменный ток.
Возьмите кусок провода и подсоедините его к амперметру (то, что измеряет ток) и поместите его между полюсами магнита.Теперь резко проведите проволокой сквозь невидимое магнитное поле, создаваемое магнитом, и через провод на короткое время протекает ток (регистрируемый на измерителе). Это фундаментальная наука, лежащая в основе электрогенератора, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем. (прочитать краткая биография или длинная биография). Если вы переместите провод в противоположном направлении, вы создадите ток, который течет в обратном направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется Правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, используемого для определения того, как работают двигатели.)
Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит мимо провода, что равносильно тому же). Недостаточно просто поднести провод к магниту: для выработки электричества провод должен пройти мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электроэнергии. Поднимать и опускать провод в течение всего дня не будет особенным удовольствием, поэтому вам нужно придумать способ, как провести провод мимо магнита, установив тот или иной из них на колесо.Затем, когда вы поворачиваете колесо, проволока и магнит перемещаются друг относительно друга, и возникает электрический ток.
А теперь самое интересное. Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, помещаете ее между полюсами магнита и размещаете так, чтобы она постоянно вращалась — как на схеме. Вероятно, вы увидите, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда — вниз. Когда он движется вверх, электричество будет течь в одну сторону; когда он движется вниз, ток будет течь в обратном направлении.Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет производить электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток). Однако большинство простых генераторов на самом деле вырабатывают постоянный ток — так как же им управлять?
Генераторы постоянного тока
Так же, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для создания непрерывного вращательного движения, так и простой генератор постоянного тока производит стабильную подачу электричества постоянного тока, когда он вращается.Как двигатель постоянного тока, Генератор постоянного тока использует коммутатор. Звучит технически, но это всего лишь металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет местами электрические контакты катушки генератора, одновременно меняя направление тока. Как мы видели выше, простая проволочная петля автоматически меняет направление тока, которое он производит каждые пол-оборота, просто потому, что он вращается, а задача коммутатора — нейтрализовать эффект вращения катушки, обеспечивая создание постоянного тока.
Иллюстрация: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока.В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он поворачивается на пол-оборота, ток, который он генерирует, меняется на противоположный. В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока на противоположное каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя реверсирование тока. В генераторе переменного тока (внизу) нет коммутатора, поэтому выходная мощность просто поднимается, опускается и меняет направление вращения при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на диаграмме справа.
Генераторы переменного тока
Что делать, если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам понадобится генератор, который представляет собой просто генератор переменного тока. Самый простой вид генератора переменного тока похож на генератор постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магниты вращаются мимо друг друга, ток естественным образом растет, падает и меняет направление, давая на выходе переменный ток. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, в которых для создания вращающегося магнитного поля используются электромагниты, а не постоянные магниты, поэтому существуют генераторы, которые работают за счет индукции аналогичным образом.
Генераторы в основном используются для выработки электроэнергии от двигателей транспортных средств. В автомобилях используются генераторы, приводимые в движение их бензиновые двигатели, которые заряжают свои аккумуляторов во время движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные схемы).
Генераторы в реальном мире
Фотография: Генератор переменного тока — это генератор, который вырабатывает переменный ток (переменный ток) вместо постоянного (постоянного). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя подвесной моторной лодки.Фото Есении Росас любезно предоставлено ВМС США.
Производство электричества звучит просто — и это так. Сложность в том, что нужно приложить огромное количество физических усилий. для выработки даже небольшого количества энергии. Вы поймете это, если у вас есть велосипед с динамо-машиной. фары, работающие от колес: вам нужно немного крутить педали, чтобы фары загорелись — и это просто для производства крошечного количества электричества, необходимого для питания пара лампочек. Динамо — это просто очень маленькое электричество генератор.Напротив, на реальных электростанциях гигантские генераторы электричества приводятся в действие паровыми турбинами. Это немного похоже на вращающиеся пропеллеры или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится путем кипячения воды с использованием энергии, выделяемой при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, питающая генератор, поступает от турбина. Энергия, питающая турбину, поступает от топлива. И топливо — уголь или нефть — изначально поступало с заводов, работающих на энергия Солнца.Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)
Какую мощность вырабатывает генератор?
Генераторы указаны в ваттах (измерение мощности, указывающее, сколько энергии производится каждую секунду). Как и следовало ожидать, чем больше генератор, тем большую мощность он производит. Вот приблизительное руководство от самого маленького до самого большого:
| Тип | Мощность (Вт) |
|---|---|
| Велосипед динамо | 3 |
| Генератор USB с ручным приводом | 20 |
| Ветряная микро турбина | 500 |
| Малый дизельный генератор | 5000 (5 кВт) |
| Ветряная турбина | 2 000 000 (2 МВт) |
Переносные генераторы
Фото: Переносной электрогенератор, работающий от дизель.Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.
В большинстве случаев мы принимаем электричество как должное. Мы включаем светильники, телевизоры или стиральные машины, не переставая думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то поступать. Но что, если вы работаете на улице, в глуши, и нет источник электричества, который вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электродрель?
Одна из возможностей — использовать аккумуляторные инструменты с перезаряжаемые батарейки. Другой вариант — использовать пневматические инструменты, такие как отбойные молотки.Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант — использовать портативный электрогенератор. Это просто небольшой бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель мотоцикла, с прилагается электрогенератор. Когда двигатель пыхтит, дожигая бензин, он толкает поршень взад и вперед, поворачивая генератор и вырабатывающий на выходе постоянный электрический ток. С с помощью трансформатора вы можете использовать такой генератор для производите практически любое напряжение, которое вам нужно, в любом месте, где оно вам нужно.В виде пока у вас достаточно бензина, вы можете производить собственное электричество поставка на неопределенный срок. Но помните о сохранении энергии: кончится газа, и у вас кончится электричество!
Artwork: Генераторные технологии быстро развивались в 19 веке. Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели создавали практические электрические генераторы. Эта («динамо-электрическая машина») была разработана Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «преобразовывать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде.«Он имеет статическое внешнее кольцо из магнитов (синий) и вращающийся якорь (катушки) в центре (красный). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный. Из патента США 180 082 переиздание 8 141 Эдварда Уэстона, любезно предоставленного Управлением по патентам и товарным знакам США.
Рекламные ссылкиУзнать больше
На этом сайте
Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте по смежным темам:
Видео
- Демонстрация электрического генератора ?: Превосходное короткое видео доктора Джонатана Хэра и Vega Science Trust очень ясно показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
- Простой генератор: электрический генератор для научной выставки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора с использованием простых для поиска компонентов (эмалированный провод, магниты, картон и т. Д.).
- Велогенератор: Как привести в действие кухонный комбайн с помощью велосипеда, приводящего в действие генератор переменного тока (разновидность электрогенератора). Довольно изящный эксперимент, хотя комментарий мог бы быть немного яснее.
Книги
Для читателей постарше
Для младших читателей
Статьи
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Подписывайтесь на нас
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитировать эту страницу
Вудфорд, Крис.(2009/2020) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Как построить модель электрогенератора
Обновлено 25 сентября 2019 г.
Роберт Аллен
Принцип индукции Майкла Фарадея лежит в основе как различных типов электродвигателей, так и электрических генераторов. Фактически, просто вращая ось электродвигателя, он превращается в простой электрический генератор.Переменные магнитные поля создают электрические поля, которые, в свою очередь, генерируют ток (движущиеся заряды).
Но если вы хотите сделать свою собственную, для создания модели электрогенератора — или «динамо-машины» — потребуется немного больше, чем мощный магнит и катушка с проволокой. Достаточно простого генератора, чтобы проиллюстрировать физику, лежащую в основе.
Модель генератора: Подготовка
Нарисуйте на картоне два круга диаметром 3–4 дюйма и вырежьте их с помощью ножа.
Оберните половину гвоздя 60D изолентой. Начните с головы и двигайтесь к точке.
Проденьте гвоздем отверстие в центре одного из картонных кружков и прижмите его до головки гвоздя. Проделайте то же самое с другим картонным кружком, прижав его к краю изоленты.
Включите клеевой пистолет и дайте ему нагреться. Приклейте два картонных круга, чтобы они не двигались. Осторожно нанесите клей в местах соединения кружков с гвоздем на внешней стороне созданной вами катушки — не допускайте попадания клея на внутреннюю часть катушки.
Начните наматывать магнитную проволоку на гвоздь между двумя картонными кругами. Оберните проволоку как можно плотнее и плотнее. Точное количество витков вокруг гвоздя не имеет значения, поэтому остановитесь, когда у вас останется только 10 дюймов проволоки.
Приклейте провод на место, чтобы он не откручивался, когда вы отпускаете.
Обрежьте края картонных кружков ножом.
: Конструкция
Приклейте центр стержневого магнита к оси вашего кривошипа.Вам нужно быть максимально точным, чтобы он был устойчивым при повороте рукоятки.
Приклейте катушку с проволокой к монтажной поверхности.
Соскребите изоляцию с обоих концов провода ножом для хобби.
Установите кривошип так, чтобы магнит находился как можно ближе к катушке. Магнит должен вращаться по той же оси, что и гвоздь.
Приклейте кривошип к монтажной поверхности.
Модель генератора: Тестирование
Включите вольтметр и, при необходимости, переключите его для измерения постоянного тока (DC) с наиболее чувствительной настройкой.
Оберните один свободный конец катушки с проволокой вокруг металлического щупа на черном кабеле вольтметра. Другой свободный конец катушки с проволокой оберните вокруг металлического щупа на красном кабеле вольтметра.
Вращайте рукоятку, чтобы вращать магнит и генерировать электроэнергию.
Убедитесь, что вольтметр регистрирует генерирование тока. Если это не так, измените порядок подключения проводов к счетчику.
Электрогенератор | инструмент | Британника
Полная статья
Электрогенератор , также называемый динамо , любая машина, преобразующая механическую энергию в электричество для передачи и распределения по линиям электропередач бытовым, коммерческим и промышленным потребителям.Генераторы также производят электроэнергию, необходимую для автомобилей, самолетов, кораблей и поездов.
Механическая мощность для электрического генератора обычно получается от вращающегося вала и равна крутящему моменту вала, умноженному на вращательную или угловую скорость. Механическая энергия может поступать из ряда источников: гидротурбины на плотинах или водопадах; Ветряные турбины; паровые турбины, использующие пар, получаемый за счет тепла сгорания ископаемого топлива или ядерного деления; газовые турбины, сжигающие газ непосредственно в турбине; или бензиновые и дизельные двигатели.Конструкция и скорость генератора могут значительно различаться в зависимости от характеристик механического первичного двигателя.
Почти все генераторы, используемые для электроснабжения сетей, вырабатывают переменный ток, полярность которого меняется на фиксированную частоту (обычно 50 или 60 циклов или двойное переключение в секунду). Поскольку несколько генераторов подключены к электросети, они должны работать на одной и той же частоте для одновременной генерации. Поэтому они известны как синхронные генераторы или, в некоторых случаях, генераторы переменного тока.
Генераторы синхронные
Основная причина выбора переменного тока для электрических сетей заключается в том, что его постоянное изменение во времени позволяет использовать трансформаторы. Эти устройства преобразуют электрическую энергию при любом напряжении и токе, которые она генерирует, в высокое напряжение и низкий ток для передачи на большие расстояния, а затем преобразуют ее в низкое напряжение, подходящее для каждого отдельного потребителя (обычно 120 или 240 вольт для бытовых нужд). Частной формой переменного тока является синусоида, которая имеет форму, показанную на рисунке 1.Это было выбрано, потому что это единственная повторяющаяся форма, для которой две волны, смещенные друг от друга во времени, могут быть добавлены или вычтены, и в результате они имеют одинаковую форму. В идеале все напряжения и токи должны иметь синусоидальную форму. Синхронный генератор предназначен для получения этой формы с максимальной точностью. Это станет очевидным, когда ниже будут описаны основные компоненты и характеристики такого генератора.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчасРотор
Элементарный синхронный генератор показан в разрезе на рис. 2. Центральный вал ротора соединен с механическим первичным двигателем. Магнитное поле создается проводниками или катушками, намотанными в пазы, вырезанные на поверхности цилиндрического железного ротора. Этот набор катушек, соединенных последовательно, известен как обмотка возбуждения. Положение катушек возбуждения таково, что направленная наружу или радиальная составляющая магнитного поля, создаваемого в воздушном зазоре к статору, приблизительно синусоидально распределяется по периферии ротора.На рисунке 2 плотность поля в воздушном зазоре максимальна снаружи вверху, максимальна внутрь внизу и равна нулю с двух сторон, что соответствует синусоидальному распределению.
Элементарный синхронный генератор.
Encyclopædia Britannica, Inc.Статор элементарного генератора на рисунке 2 состоит из цилиндрического кольца из железа, обеспечивающего легкий путь для магнитного потока. В этом случае статор содержит только одну катушку, две стороны которой размещены в пазах в утюге, а концы соединены вместе изогнутыми проводниками по периферии статора.Катушка обычно состоит из нескольких витков.
Когда ротор вращается, в обмотке статора индуцируется напряжение. В любой момент величина напряжения пропорциональна скорости, с которой магнитное поле, окруженное катушкой, изменяется со временем, то есть скорости, с которой магнитное поле проходит через две стороны катушки. Таким образом, напряжение будет максимальным в одном направлении, когда ротор повернут на 90 ° от положения, показанного на рисунке 2, и будет максимальным в противоположном направлении на 180 ° позже.Форма волны напряжения будет примерно синусоидальной формы, показанной на рисунке 1.
Роторная конструкция генератора на рисунке 2 имеет два полюса: один для магнитного потока, направленного наружу, и соответствующий полюс для потока, направленного внутрь. Одна полная синусоида индуцируется в обмотке статора за каждый оборот ротора. Таким образом, частота электрического выходного сигнала, измеренная в герцах (циклах в секунду), равна скорости вращения ротора в оборотах в секунду. Чтобы обеспечить подачу электроэнергии с частотой 60 Гц, например, первичный двигатель и скорость ротора должны быть 60 оборотов в секунду или 3600 оборотов в минуту.Это удобная скорость для многих паровых и газовых турбин. Для очень больших турбин такая скорость может быть чрезмерной из-за механического напряжения. В этом случае ротор генератора спроектирован с четырьмя полюсами, разнесенными с интервалом 90 °. Напряжение, индуцированное в катушке статора, которое охватывает аналогичный угол 90 °, будет состоять из двух полных синусоидальных волн на оборот. Таким образом, требуемая частота вращения ротора для частоты 60 Гц составляет 1800 оборотов в минуту. Для более низких скоростей, например, используемых в большинстве водяных турбин, можно использовать большее количество пар полюсов.Возможные значения частоты вращения ротора в оборотах в минуту равны 120 f / p , где f — частота, а p — количество полюсов.
Ветряк своими руками — возобновляемые источники энергии
Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в уединенной хижине или живете вне сети, как я. Или, может быть, вы просто хотите снизить счет за электроэнергию. В любом случае, с помощью горстки недорогих и легких материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который сделает электричество вашим, пока дует ветер.Вы сможете осветить складское помещение, включить электричество в свой сарай или использовать генератор, чтобы поддерживать все аккумуляторные батареи в автомобиле.
Электроэнергия для моей автономной кабины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в группе из четырех 6-вольтовых батарей для гольф-каров, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и аккумуляторная батарея предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Весь шебанг обошелся мне менее чем в 1000 долларов, и у меня есть освещение, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и диско-шар, который поднимают для особых случаев.
Если вы можете поворачивать гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете построить этот простой генератор за два дня: один день на поиск деталей и один день на сборку компонентов. Четыре основных компонента включают автомобильный генератор переменного тока со встроенным регулятором напряжения, вентилятор и блок сцепления General Motors (GM) (я использовал один из двигателя GM 350 1988 года), опору или столб, на котором можно установить генератор (15 футы использованных 2-дюймовых трубок обошлись мне в 20 долларов) и металл для сборки кронштейна для крепления генератора на мачте или столбе.Если вы любитель Ford или Mopar, это нормально — просто убедитесь, что в вашем генераторе есть встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям. Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный из масляного пятна. (И они сказали, что переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии займет годы. Пфф!)
Узел муфты вентилятора к генератору
Лопасти ветрогенератора заменены на муфту вентилятора автомобиля.Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора — просто убедитесь, что вентилятор точно совмещен с валом генератора. Кроме того, убедитесь, что разъемы для встроенных проводов генератора расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете подключить муфту вентилятора к генератору, используя следующие материалы:
• Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
• Электродрель
• Метчик с резьбой 1/4 дюйма
• Сверло, соответствующее специальному метчику с резьбой
• (4) 1 / Болты от 4 дюймов на 1-1 / 2 дюйма до 2-1 / 2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами
Создайте соединение, используя 3-дюймовую шайбу и четыре болта, которые будут скреплять вместе муфту вентилятора и генератор.Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью метчика на 1/4 дюйма. Вверните болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, поместите вентилятор на верхнюю часть генератора так, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора и оба вала были на одной линии. Измерьте длину по двум валам от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора. Используйте эту длину для болтов. Отвинтите гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор.Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов на вал генератора, так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, не снимая шкив. Большая гайка удерживает соединение на месте. Присоедините узел муфты вентилятора к болтам, которые теперь выступают из генератора, и затяните гайки с установленными стопорными шайбами.
Кронштейн в сборе для установки генератораЕсли у вас есть сварщик, сделать кронштейн несложно.Я использовал 1-дюймовую квадратную трубку для всех частей кронштейна и кусок 1-дюймовой трубы длиной 2 фута для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварщика, не бойтесь. Кронштейн в сборе может быть соединен с оцинкованной трубой 1/2 дюйма и фитингами. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:
• (5) тройников 1/2 дюйма
• (2) колена 1/2 дюйма
• (2) штуцера 1/2 дюйма на 12 дюймов
• (2) 1/2 дюйма- ниппели размером 6 дюймов
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 2 дюйма
• (3) 1 / 2-дюймовые соски
Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому ниппелю в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его с направлением ветра.Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого оловянного сайдинга или кровли с помощью ножниц или резака — лучше всего подойдет прямоугольный треугольник. Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрезайте ребро так, чтобы гофры проходили горизонтально. После того, как плавник будет вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых ниппелей и просверлите три пилотных отверстия в нижней части хвостового плавника и сбоку от соска. Используйте три винта (подойдут стальные кровельные винты), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.
Башня ветрогенератораЯ использовал старую телевизионную антенную вышку высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1 / 2 дюйма для верхней части. Вам также потребуется приварить или закрепить болтами упор в верхней части мачты, который будет контактировать с упором на вашем узле кронштейна. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не перекручивается вокруг мачты и мачты.
Соединение 2–3 / 8-дюймовых толстостенных металлических труб длиной от 10 до 20 футов (или высотой после возведения) создает хорошую башню после того, как ее прикрепят к зданию или другой прочной, стационарной конструкции.Убедитесь, что он надежен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.
После того, как вы скрепили все компоненты генератора вместе и прикрепили к кронштейну в сборе, установите его на неизвлекаемую мачту или башню. Вставьте трубу на кронштейне генератора в опору или верх башни. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить опорой между генератором и башней. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору и закрепите их на кронштейне и вдоль опоры с помощью стяжек, тюков или изоленты.(На самом деле он не самодельный, если только на нем где-то не есть небольшая проволока и клейкая лента, не так ли?) Убедитесь, что провода достаточно провисают, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.
Скорее всего, вам понадобится помощь, чтобы поставить башню и генератор в вертикальное положение, так как они будут довольно тяжелыми. Веревки и попутчик помогут, если вы поднимаетесь довольно высоко. Если в вашем районе всегда ветрено, вам нужно только подняться достаточно высоко над землей, чтобы движущиеся части могли безопасно находиться над головой.Надежно закрепите башню на месте. Ветер может быть обманчиво сильным, поэтому не срезайте углы на этом этапе окончательной сборки. После того, как вы установили свой ветрогенератор, подключите провода к аккумуляторной батарее с контроллером заряда между ними, чтобы предотвратить недозаряд или перезарядку.
Теперь вы готовы зажигать свет, заводить джемы и исполнять те старые дискотечные трюки, которые, я знаю, вы копили на электрическую горку с семьей и друзьями.
Небольшой отказ от ответственности: создавайте и используйте на свой страх и риск.Мой генератор работает нормально, но вы несете ответственность за свою работу. Удачи и сил!
Роберт Д. Коупленд разводит и продает мясной скот, откормленный травой, и является владельцем автономного пансионата в Техасе под названием The Sunflower , в комплекте с кабинами из соломенных тюков и глиняной штукатурки, свежих органических питание, обучение пермакультуре, семинары и многое другое!
Другие статьи по ветроэнергетике:
Энергия ветра — это полностью переработанное и обновленное издание руководства для частных лиц и предприятий, заинтересованных в установке небольших ветроэнергетических систем.Это практическое руководство, написанное для непрофессионала, дает точное и беспристрастное представление обо всех аспектах малых ветроэнергетических систем, в том числе:
- Опции ветроэнергетики и ветроэнергетики
- Способы оценки ветровых ресурсов на вашем участке
- Ветряные турбины и башни
- Инверторы и аккумуляторы
- Монтаж и обслуживание систем
- Стоимость и преимущества установки ветряной системы
Читатели получат знания, необходимые им для принятия мудрых решений при проектировании, покупке и установке небольших ветроэнергетических систем, а также для эффективного общения с установщиками ветряных систем, а также смогут помочь сделать наиболее разумный и экономичный выбор.Заказ в магазине новостей Матери-Земли или по телефону 800-456-6018.
Первоначально опубликовано: апрель / май 2017 г.
.