Ciągły wzrost kosztów energii elektrycznej sprawia, że wiele osób myśli o konieczności zorganizowania niezależnego systemu własnego zaopatrzenia w energię. Ponadto czasami jest to jedyny sposób na zapewnienie odpowiedniej jakości energii elektrycznej. Poszukiwanie rozwiązań problemu samozasilania się napięciem prowadzi do konieczności zrozumienia, jak zbudowany jest generator.
Chociaż obecnie jest sporo rewolucyjnych rozwiązań, które pozwalają uzyskać prąd prawie z niczego, nie znajdują one praktycznego zastosowania, nie zawsze są wydajne, ustępując miejsca sprawdzonej opcji z silnikiem elektrycznym.
Warunki wstępne tworzenia urządzenia generującego
Nauka tworzenia generatora energii elektrycznej wynika z przypomnienia podstaw elektrotechniki. W części poświęconej silnikom wyraźnie stwierdzono, że każdy z nich może pracować nie tylko jako konsument, przekształcając pracę ładunku w energię mechaniczną obrotu wału, ale także w trybie odwrotnym, przekształcając moment mechaniczny w potencjał na zaciskach. Ta funkcja nazywa się prawemodwracalność maszyn elektrycznych. Właściwie jest to podstawa tego, jak powstaje generator.
Silniki
Wybierając silnik elektryczny, powinieneś wiedzieć, że może to być prąd stały lub przemienny. Ponieważ rozważając sposób wykonania generatora, najczęściej mają one na myśli właśnie „zmianę”, to nie będziemy mówić o „trwałości”. Maszyny prądu przemiennego istnieją w odmianach z wirnikiem fazowym i klatkowym. W pierwszym przypadku końce uzwojeń doprowadzane są do specjalnego urządzenia z kompletem nakładek stykowych, które zasilane są grafitowymi „szczotkami”. Korzystanie z takich rozwiązań jak generator jest trudniejsze.
Zasada działania
Aby zrozumieć, jak powstaje generator, musisz wyobrazić sobie procesy zachodzące w silniku podczas pracy. Rozważ model trójfazowy. Po doprowadzeniu zasilania do zacisków uzwojenia stojana (część nieruchoma) powstaje w nim pole magnetyczne, którego linie natężenia przecinają zamknięte uzwojenie wirnika (obracający się „bęben”). Z tego powodu w tym drugim indukowany jest prąd, który wytwarza własne pole magnetyczne. Interakcja tych dwóch pól tworzy moment obrotowy. To takie proste.
W związku z tym, w oparciu o prawo odwracalności, konieczne jest wirowanie wirnika pod wpływem czynników zewnętrznych i usunięcie napięcia z uzwojeń stojana. W generatorach sprzedawanych w sieciach handlowych moment obrotowy wytwarza silnik benzynowy. Chociaż wydajność takiego systemu jest niska, to działa.
Kilkaniuanse
Ludzie, którzy już studiowali, jak powstaje generator, wiedzą, że istnieje wiele cech połączonych obwodów. Rozwijając wał i podłączając obciążenie do zacisków, nie będzie możliwe pełne odblokowanie potencjału urządzenia. Powodem tego jest brak prądu na zwojach uzwojenia wirnika (namagnesowanie jest małe i zanika). Aby rozwiązać ten problem, stosuje się skuteczne rozwiązanie: blok kondensatorów połączonych w trójkąt umieszcza się między trzema zaciskami rozważanego silnika trójfazowego. Oznacza to, że przewód jest podłączony do każdego rogu od zacisku uzwojenia stojana, a stąd również odchodzą trzy wyjścia do obciążenia. Należy stosować kondensatory nieelektrolityczne typu MBGT, MBGO itp. Ich napięcie musi wynosić co najmniej 600 V. Pojemność zależy od obciążenia (im mocniejsza, tym wyższa klasa kondensatorów) i charakterystyka silnika. Na przykład w przypadku generatora 2 kVA pojemność akumulatora wynosi co najmniej 28 mikrofaradów.
Nie zaleca się używania generatora bez obciążenia ze względu na wynikające z tego ogrzewanie. Należy również wziąć pod uwagę, że w przypadku trójfazowego silnika elektrycznego, z którego usuwane jest 220 V w trybie generatora, moc będzie wynosić jedną trzecią tabliczki znamionowej.
Prędkość obrotowa wału musi być co najmniej synchroniczna. W przeciwnym razie obserwuje się spadek częstotliwości i/lub napięcia.
Najczęściej ludzie mają pytanie: "Jak zrobić generator wiatrowy?" Wszystko jest logiczne: wiatr jest darmowym i zawsze dostępnym zasobem. To rozwiązanie obejmuje: silnik; ostrza na wale, nastrojone pod pewnym kątem; blok kondensatorów. Jeśli początkowo planowano produkowaćniskie napięcie, wymagany jest dodatkowy falownik i akumulator.
