Электрогенератор своими руками в домашних условиях: чертежи и подробности

Сделать или купить?

желание иметь в пользовании электрогенератор омрачается неприятностью – это высокая стоимость устройства. Как ни крути, но самые маломощные модели имеют довольно заоблачную стоимость – от 15 000 рублей и выше. Именно этот факт наталкивает на мысль сделать генератор своими руками. Однако сам процесс может быть затруднен, если:

• отсутствие навыков работы с инструментами и схемами;
• отсутствие опыта изготовления подобных устройств;
• необходимые детали и запчасти отсутствуют.

При наличии всего этого и большого желания можно попробовать собрать генератор, руководствуясь инструкцией по сборке и прилагаемой схемой.

Ни для кого не секрет, что покупной электрогенератор будет иметь более расширенный список возможностей и функций, тогда как самодельное изделие способно дать сбой и выйти из строя в самые неподходящие моменты. Поэтому покупка или изготовление своими руками – дело сугубо индивидуальное, требующее ответственного подхода.

Принцип работы электрогенератора

Работа генераторов реализована по принципу электромагнитной индукции, когда индукция тока возникает в замкнутом контуре за счет его пересечения с вращающимся магнитным полем. Магнитное поле создается обмотками или постоянными магнитами.

Когда электродвижущая сила от коллектора достигает замкнутой цепи и щеточных узлов, ротор начинает вращаться вместе с магнитным потоком. Это создает напряжение в подпружиненных щетках, которые прижимаются к пластинчатым коллекторам.

Кроме того, электрический ток передается на выходные клеммы, проходит в сеть и распределяется по генератору.

Используйте генераторы переменного и постоянного тока. Генератор имеет небольшие размеры, не создает вихревых токов и при этом имеет возможность работать при экстремальных температурах. Устройство с постоянным током не требует тщательного контроля, оно имеет значительное количество ресурсов.

Конструктивно генератор включает: щетки с щеткодержателями, коллектор, обмотку якоря, якорь, стартер, контактные кольца, обмотку стартера, ротор, корпус, вентилятор, привод и раму

Генератор может быть как синхронным, так и асинхронным. Первый — с постоянным электромагнитом и числом оборотов статора, равным ротору, который формирует магнитное поле. К достоинствам такого генератора относят стабильное высокое напряжение, к недостаткам — перегрузку по току из-за чрезмерной нагрузки на регулятор, что увеличивает ток на обмотку ротора.

Конструкция асинхронного генератора: короткозамкнутый ротор, статор. При вращении ротора генератор индуцирует ток, а магнитное поле создает синусоидальное напряжение.

Как работает электрогенератор

Принцип работы электрогенератора основан на физическом явлении электромагнитной индукции. Проводник, проходя через искусственно созданное электромагнитное поле, создает импульс, который преобразуется в постоянный ток.

Генератор имеет двигатель, способный вырабатывать электроэнергию, сжигая в своих камерах определенный вид топлива: бензин, газ или дизельное топливо. В свою очередь топливо, попадающее в камеру сгорания, в процессе сгорания выделяет газ, вращающий коленчатый вал. Последний передает импульс ведомому валу, который уже способен обеспечить на выходе определенное количество энергии.

Читайте также: Сварочный аппарат РЕСАНТА как отличить подделку от оригинала

Принцип работы устройства достаточно прост, но точен, пока не нужно рассматривать каждый отдельный процесс. Нужно понимать, что закон Фарадея о принципах магнитной индукции, который используется в электрическом генераторе, даст нужный результат только при создании определенных условий. Самое главное – это правильный расчет и соединение основных узлов конструкции.

Независимо от потребляемого топлива и мощности электрические генераторы имеют два основных механизма: ротор и статор. Ротор нужен для создания электромагнитного поля, поэтому в его основе магниты, равноудаленные от сердечника. Статор неподвижен, позволяет приводить в движение ротор, а также регулирует электромагнитное поле, благодаря наличию стальных металлических блоков.

Изготовление электрогенератора своими руками показано на видео

Достоинства и недостатки

В отличие от заводских самодельных бензиновых генераторов, они обычно имеют большие габариты и массу

К преимуществам изделия ручной сборки относятся:

• Возможность не зависеть от перебоев в работе подстанций, получая необходимый минимум электроэнергии самостоятельно.
• Самодельный генератор настроен на рабочие параметры, соответствующие конкретным запросам пользователей.
• Производство взамен покупного изделия позволит сэкономить значительные суммы (особенно в ситуации с асинхронными машинами на 380 вольт).

Недостатком собственного производства являются возможные трудности при сборке определенного вида продукции и необходимость затрат на энергоносители (например, топливо).

Яркая маска

Вам понадобится: цветная бумага, простой карандаш, ножницы, резинка, клей.

Мастер-класс

1. На обычной бумаге нарисуйте шаблон маски совы.
2. Отметьте отверстия для глаз и вырежьте отверстия.
3. Перенесите шаблон на синюю бумагу, затем вырежьте маску.
4. Из черной бумаги сделайте круги для глаз и украшения для ушей.
5. Вырежьте и прикрепите клюв, как показано на картинке.
6. Вырежьте из цветной бумаги маленькие и большие перья и приклейте их к маске.
7. Сделайте 2 отверстия по краям строчки и закрепите резинку.

Яркая бумажная маска готова!

Плюсы и минусы самодельного агрегата

Плюсы

• Возможность «продлить жизнь» старым двигателям;
• Если потребуется ремонт, сложностей не возникнет – вы знаете каждый винтик в конструкции;
• повышение уверенности в себе – качественно сделанный функциональный агрегат станет вашей гордостью;
• Возможность использования в качестве силового при сварке;
• Экономит деньги, заменяет ручной труд на более прогрессивный.

Минусы:

1. Сложность процесса, многие операции требуют специальных инструментов и приспособлений.
2. При изготовлении устройств в домашних условиях многие функции, присутствующие в промышленном дизайне, опускаются.
3. Если на складе нет старых деталей, покупать новые в магазине может быть слишком дорого.
4. Нет возможности подключиться к АТС (автоматический ввод резерва).

Самодельный бензогенератор может стать хорошей альтернативой заводским моделям в тех случаях, когда денег на покупку не хватает или необходимость в использовании возникает редко. Для постоянного и регулярного использования лучше купить готовый бензогенератор на 220 или 380 вольт с заводской гарантией. Если, конечно, смена различных устройств и приспособлений не является вашим любимым занятием. И желательно, чтобы у вас были навыки проведения различных работ – потребуется много ручных операций, сварочных и монтажных работ.

Разновидности генераторов электроэнергии

Обычно самодельный генератор в домашних условиях делают на базе асинхронного двигателя, магнитного, парового, дровяного.

Вариант #1 — асинхронный генератор

Устройство сможет генерировать напряжение 220-380 В, исходя из производительности выбранного двигателя.

Чтобы собрать такой генератор, нужно всего лишь запустить асинхронный двигатель, подключив к обмоткам конденсаторы.

Генератор на основе асинхронного двигателя синхронизируется сам, запуская обмотки ротора постоянным магнитным полем.

Двигатель снабжен ротором с трехфазной или однофазной обмоткой, кабельным вводом, устройством короткого замыкания, щетками, датчиком контроля

Если ротор короткозамкнутый, обмотки возбуждаются за счет остаточной намагничивающей силы.

Вариант #2 — устройство на магнитах

Для магнитного генератора подходят коллекторный, шаговый (синхронный бесколлекторный) двигатель и другие.

Намотка с большим количеством полюсов повышает КПД. По сравнению с классической схемой (где КПД 0,86) 48-полюсная обмотка позволяет сделать генератор большей мощности

В процессе сборки магниты крепятся на вращающейся оси и устанавливаются в прямоугольную катушку. Последний генерирует электростатическое поле при вращении магнитов.

Вариант #3 — паровой генератор

Для парогенератора используется топка с водяным контуром. Устройство работает за счет тепловой энергии пара и лопаток турбины.

Для изготовления парогенератора своими руками потребуется печь с водяным (охлаждающим) контуром

Это закрытая система с массивной неподвижной установкой, требующей управления и контура охлаждения для преобразования пара в воду.

Вариант #4 — устройство на дровах

Для генератора на дровах используются печи, в том числе походные. Элементы Пельтье крепятся к стенкам топок, а конструкция размещается в корпусе радиатора.

Принцип работы генератора следующий: когда поверхность пластин-проводников нагревается с одной стороны, другая охлаждается.

Чтобы сделать генератор на дровах своими руками, можно использовать любую печь. Генератор питается от элементов Пельтье, которые нагревают и охлаждают проводящие пластины

На полюсах пластин возникает электрический ток. Самая большая разница между температурами пластин дает генератору максимальную мощность.

Устройство более эффективно работает при минусовых температурах.

Асинхронный генератор: особенности и преимущества

По типу вращения ротора генераторы бывают синхронными и асинхронными. Первые имеют сложную конструкцию, а также более чувствительны к перепадам напряжения в сети, что сказывается на производительности. Асинхронный, наоборот, имеет более простой принцип работы, а также обладает отличными техническими характеристиками.

Магнитные катушки расположены на роторе синхронного генератора, что усложняет процесс перемещения ротора, тогда как ротор асинхронного генератора больше похож на обычный маховик. Конструктивные особенности существенно влияют на КПД, и синхронно возникают потери (до 11%). В асинхронном энергопотери снижены до 5%, что делает его более востребованным не только в быту, но и на производстве.

Есть и другие преимущества асинхронных генераторов:

1. Более простой корпус защищает двигатель от влаги и отработанного топлива, уменьшая потребность в частом техническом обслуживании.
2. Генератор устойчив к перепадам напряжения, а также имеет на выходе выпрямитель, защищающий подключенные электроприборы от повреждений.
3. Устройство способно служить источником питания устройств с омической нагрузкой и высокой чувствительностью к скачкам напряжения: сварочных аппаратов, вычислительной и компьютерной техники, ламп накаливания.
4. Обладает высоким КПД, который сочетается с минимальным коэффициентом очистки (показатель потерь энергии, используемой на нагрев самого устройства).
5. Срок службы у него не менее 15 лет, так как все б/у детали достаточно надежны и не приспособлены к быстрому износу в процессе эксплуатации.

Все эти преимущества обуславливают использование асинхронного устройства, а простота конструкции позволяет собрать его в домашних условиях.

Вариант электрогенератора с асинхронным двигателем Toyota

Генератор постоянного тока: устройство, принцип работы, классификация

В начале электрификации генератор постоянного тока оставался единственным источником электрической энергии. Довольно быстро эти генераторы были заменены более совершенными и надежными трехфазными генераторами. В некоторых отраслях постоянный ток продолжал пользоваться спросом, поэтому устройства для генерации совершенствовались и развивались.

Даже в наше время, когда изобретены мощные выпрямительные устройства, не утрачена актуальность генераторов постоянного тока. Например, они используются для привода линий электропередач в городском электротранспорте, которым пользуются трамваи и троллейбусы. Такие генераторы до сих пор используются в телекоммуникационной технике в качестве источников постоянного тока в низковольтных цепях.

Устройство и принцип работы

Работа генератора основана на принципе, вытекающем из закона электромагнитной индукции. Если замкнутую цепь поместить между полюсами постоянного магнита, то при вращении она будет пересекать магнитный поток (см рис. 1).

По закону электромагнитной индукции в момент пересечения индуцируется ЭДС. Электродвижущая сила увеличивается по мере приближения проводника к полюсу магнита.

Если к коллектору подключить нагрузку R (два желтых полукольца на рисунке), по образовавшейся электрической цепи потечет ток.

Рис один.

Принцип работы генератора постоянного тока

Когда катушки рамки покидают зону действия магнитного потока, ЭДС ослабевает и приобретает нулевое значение в момент, когда рамка расположена горизонтально. Продолжая вращать контур, его противоположные стороны меняют магнитную полярность: часть рамки, бывшая ниже северного полюса, занимает положение над южным магнитным полюсом.

Значения ЭДС в каждой активной обмотке цепи определяются по формуле: e1 = Blvsinwt; e2 = -Blvsinwt; , где B — магнитная индукция, l — длина стороны рамки, v — линейная скорость вращения контура, t — время, wt — угол, под которым рамка пересекает магнитный поток.

смена полюсов меняет направление тока. Но из-за того, что коллектор вращается синхронно с рамой, ток на нагрузке всегда направлен в одну сторону. Это означает, что рассматриваемая модель вырабатывает постоянную электроэнергию. Результирующая ЭДС имеет вид: e = 2Blvsinwt, что означает, что изменение ее подчиняется синусоидальному закону.

Строго говоря, такая конструкция лишь обеспечивает полярность неподвижных щеток, но не устраняет пульсации ЭДС. Поэтому график генерируемого тока имеет вид, показанный на рис.2.

Рис. 2. График тока, вырабатываемого примитивным генератором

Такой ток, за исключением редких случаев, не пригоден для использования. Необходимо сгладить пульсации до приемлемого уровня.

Для этого число полюсов постоянных магнитов увеличено, а вместо простого каркаса используется более сложная конструкция — якорь, с большим количеством обмоток и соответствующим количеством пластин коллектора (см рис. 3).

Кроме того, обмотки соединяются по-разному, о чем будет сказано ниже.

Рис. 3. Ротор генератора

Анкер изготовлен из листовой стали. На сердечниках якоря имеются канавки, в которых размещено несколько витков провода, образующих рабочую обмотку ротора. Проводники в дорожках соединены последовательно и образуют катушки (секции), которые в свою очередь создают замкнутую цепь через коллекторные пластины.

С точки зрения физики процесса генерации не имеет значения, какие детали вращаются — обмотки цепи или сам магнит. Поэтому на практике якоря для маломощных генераторов делают из постоянных магнитов, а образующийся переменный ток выпрямляют диодными мостами и другими схемами.

И наконец: если на коллектор подается постоянное напряжение, то генераторы постоянного тока могут работать в режиме синхронных двигателей.

Конструкция двигателя (он же генератор) понятна из рис. 4. Неподвижный статор состоит из двух полюсных сердечников, состоящих из ферримагнитных пластин, и последовательно соединенных обмоток возбуждения. Кисти располагаются в линию друг напротив друга. Для охлаждения обмоток используется вентилятор.

Рис. 4. Двигатель постоянного тока

Классификация

Существует два типа генераторов постоянного тока:

• с независимым обмоткным возбуждением;
• с самовозбуждением.

Для самовозбуждения генераторов используется электроэнергия, вырабатываемая самим агрегатом. По принципу соединения обмоток якоря генераторы с автовозбуждением делятся на типы:

• устройства с параллельным возбуждением;
• динамо-машины с последовательным возбуждением;
• агрегаты смешанного типа (составные генераторы).

Рассмотрим подробнее особенности каждого вида соединения обмоток якоря.

С параллельным возбуждением

для обеспечения нормальной работы электроприборов необходимо стабильное напряжение на зажимах генераторов, не зависящее от изменения общей нагрузки, проблема решается регулировкой параметров возбуждения в динамо-машинах с параллельным намагничиванием, выводы катушек подключается через регулировочный реостат параллельно обмотке якоря.

реостаты возбуждения могут замкнуть обмотку «на себя», если этого не сделать, поэтому при разрыве цепи возбуждения в обмотке резко возрастет ЭДС самоиндукции, которая может пробить изоляцию в условиях короткого замыкания, энергия рассеивается в виде тепла, предотвращая разрушение генератора.

электрические машины с параллельным намагничиванием не нуждаются во внешнем источнике питания из-за наличия остаточного магнетизма, который всегда присутствует в сердечнике электромагнита, происходит самовозбуждение параллельных обмоток для повышения остаточного магнетизма в катушках возбуждения, сердечниках электромагниты изготовлены из литой стали.

процесс самовозбуждения продолжается до тех пор, пока ток не достигнет своего предельного значения, а ЭДС не достигнет номинальных значений при оптимальных скоростях вращения якоря.

преимущество: генераторы с параллельным возбуждением мало подвержены влиянию токов короткого замыкания.

с независимым возбуждением

в качестве источника питания обмоток возбуждения часто используются аккумуляторы или другие внешние устройства, в моделях маломощных машин используются постоянные магниты, обеспечивающие наличие основного магнитного потока.

на валу мощных генераторов находится намагничивающий генератор, вырабатывающий постоянный ток для возбуждения основных обмоток якоря для возбуждения достаточно 1 — 3 % от номинального тока якоря и не зависит от этого изменение ЭДС осуществляется регулировочным реостатом.

преимущество независимого намагничивания состоит в том, что на ток намагничивания не влияет напряжение на клеммах, что обеспечивает хорошие внешние свойства динамо-машины.

с последовательным возбуждением

последовательные обмотки выдают ток равный току генератора так как на холостом ходу нагрузка равна нулю, то и возбуждение равно нулю это значит что характеристику холостого хода убрать нельзя, т.е характеристики подстройки отсутствуют.

в генераторах с последовательным возбуждением ток при вращении ротора на холостом ходу практически отсутствует.

для запуска процесса возбуждения необходимо подключить внешнюю нагрузку к выводам генератора такая выраженная зависимость напряжения от нагрузки является недостатком последовательных обмоток.

такие устройства можно использовать только для привода электроприборов с постоянной нагрузкой.

со смешанным возбуждением

полезные свойства сочетают в себе конструкции генераторов смешанного возбуждения их функции: устройства имеют две катушки — основную, включенную параллельно обмоткам якоря, и дополнительную, которая включена последовательно, в цепь параллельной обмотки включен реостат, который используется для регулирования тока возбуждения.

процесс самовозбуждения динамо со смешанным возбуждением аналогичен генератору с параллельными обмотками (из-за отсутствия пускового тока последовательная обмотка в самовозбуждении не участвует) характеристика холостого хода такая же, как и при параллельной обмотки генератора это позволяет регулировать напряжение на клеммах генератора.

смешанное возбуждение выравнивает пульсации напряжения при номинальной нагрузке, в этом основное преимущество таких генераторов перед генераторами других типов. Недостатком является сложность конструкции, что приводит к удорожанию этих устройств, не терпящих таких генераторов и коротких замыканий.

технические характеристики генератора постоянного тока

Работа генератора характеризуется зависимостями между основными величинами, которые называются его свойствами. К основным характеристикам относятся:

• зависимости между значениями на холостом ходу;
• свойства внешних параметров;
• значения регулировки.

В разделе «Классификация» мы частично раскрыли некоторые свойства тюнинга и холостые зависимости. Кратко остановимся на внешних характеристиках, соответствующих работе генератора в номинальном режиме. Внешняя характеристика очень важна, так как показывает зависимость напряжения от нагрузки, и снимается при стабильной скорости якоря.

Внешняя характеристика генератора постоянного тока с независимым возбуждением выглядит следующим образом: это кривая, зависимость напряжения от нагрузки (см рис. 5). Как видно из графика, наблюдается падение напряжения, но оно не сильно зависит от тока нагрузки (при этом сохраняется скорость вращения двигателя, вращающего якорь).

Рис. 5. Внешняя характеристика ТШП

В генераторах с параллельным возбуждением зависимость напряжения от нагрузки более выражена (см рис. 6). Это связано с падением тока возбуждения в обмотках.

Чем выше ток нагрузки, тем быстрее будет падать напряжение на клеммах генератора. В частности, при постепенном снижении сопротивления до уровня короткого замыкания напряжение будет падать до нуля.

А вот резкое короткое замыкание в цепи вызывает люфт в генераторе и может быть фатальным для электрической машины такого типа.

Рис. 6. Характеристики ТВД с параллельным возбуждением

Увеличение тока нагрузки при последовательном возбуждении приводит к увеличению ЭДС. (см верхнюю кривую на рис. 7). Однако напряжение (нижняя кривая) отстает от ЭДС, так как часть энергии тратится на электрические потери от присутствующих вихревых токов.

Рис. 7. Внешняя характеристика генератора с последовательным возбуждением

Обратите внимание, что когда оно достигает своего максимума, напряжение при увеличении нагрузки начинает резко падать, хотя кривая ЭДС продолжает иметь восходящий тренд. Такое поведение является недостатком, который ограничивает использование этого типа генератора переменного тока.

В генераторах со смешанным возбуждением предусмотрены встречные соединения обеих катушек — последовательной и параллельной. Результирующая намагничивающая сила при согласном включении равна векторной сумме намагничивающих сил этих обмоток, а при обратном — разности этих сил.

В процессе устойчивого увеличения нагрузки от момента холостого хода до номинального уровня напряжение на зажимах будет практически постоянным (кривая 2 на рис. 8). Увеличение напряжения наблюдается, если число проводников в последовательной обмотке превышает число витков, соответствующее номинальному возбуждению якоря (кривая 1).

Изменение напряжения для случая меньшего числа витков в последовательной обмотке показано кривой 3. Обратное соединение обмоток показано кривой 4.

Рис. 8. Внешние характеристики ГПТ со смешанным возбуждением
Встречно-параллельные генераторы используются, когда необходимо ограничить токи короткого замыкания, например, при подключении сварочных аппаратов.

В нормально возбуждаемых смешанных устройствах ток возбуждения постоянен и практически не зависит от нагрузки.

Реакция якоря

При подключении к генератору внешней нагрузки токи в его обмотке образуют собственное магнитное поле. Возникает магнитное сопротивление полей статора и ротора.

Результирующее поле сильнее в точках, где якорь упирается в полюса магнита, и слабее там, где убегает от них. Другими словами, якорь реагирует на магнитное насыщение стали в сердечниках катушек.

Интенсивность реакции якоря зависит от насыщения магнитопроводов. Результатом этой реакции являются искры от щеток на пластинах коллектора.

Реакцию якоря можно уменьшить, используя компенсирующие дополнительные магнитные полюса или сместив щетки от центральной линии к геометрической нейтрали.

ЭДС

Среднее значение ЭДС пропорционально магнитному потоку, количеству активных проводников в обмотках и частоте вращения якоря. Увеличивая или уменьшая эти параметры, можно управлять величиной ЭДС, а значит, и напряжением. Самый простой способ добиться желаемого результата — отрегулировать скорость якоря.

Мощность

Различают полную и полезную мощность генератора. При постоянной ЭДС полная мощность пропорциональна току: P = EIa. Полезная мощность, подаваемая в цепь P1 = UI.

КПД

Важной характеристикой генератора переменного тока является его КПД — отношение полезной мощности к полной. Обозначим эту величину символом ηe. Тогда: ηe=P1/P.

На холостом ходу ηe = 0. Максимальный КПД при номинальной нагрузке. КПД мощных генераторов приближается к 90%.

Применение

До недавнего времени использование тяговых генераторов постоянного тока на железнодорожном транспорте не вызывало сомнений. Однако процесс замены этих генераторов на трехфазные синхронные агрегаты уже начался. Переменный ток, синхронная динамо-машина выпрямляется с помощью выпрямительных полупроводниковых установок.

Некоторые российские локомотивы нового поколения уже используют асинхронные двигатели, работающие на переменном токе.

Аналогичная ситуация наблюдалась и с автомобильными генераторами. Генераторы постоянного тока заменяются асинхронными генераторами с последующим выпрямлением.

Пожалуй, только мобильные самоходные сварочные аппараты всегда работают в паре с генераторами постоянного тока. Некоторые отрасли промышленности не отказались от использования мощных генераторов постоянного тока.

Пошаговая инструкция по сборке

Собирать генератор в домашних условиях необходимо после подготовки набора необходимых радиодеталей, электроинструмента и материалов.

Этап 1 — подготовка радиокомпонентов

Чтобы собрать модуль механического генератора с электромагнитами, нужен двигатель. Для изготовления маломощного генератора можно использовать электродвигатель от стиральной машины типа Ока, Волга, насос Агидель и другие.

Ток, вырабатываемый двигателем, определяет выбор деталей и узлов. Для преобразования тока из переменного в постоянный необходимы выпрямительные диоды, например, диодный мост большой мощности на десятки ампер с напряжением не более 50 В. Для полярных конденсаторов постоянного тока необходимы выравнивающие фильтры с возможностью выравнивания постоянного напряжения пульсации важны.

Для изготовления самодельного ветрогенератора не требуется большой точности и узкоспециализированных материалов. Построенный образец работает при скорости ветра от 9 до 10 м/с, выдает мощность 800 Вт.

В качестве дополнительной платы с USB-портом для подключения гаджетов выбирается устройство для преобразования напряжения в 1,5-20 В. Такого перечня радиодеталей достаточно для слаботочного генератора с напряжением до двух десятков вольт. С асинхронным двигателем можно будет напрямую подключаться к мобильным устройствам.

Этап 2 — подготовка инструментов и материалов

Из электроинструмента понадобится болгарка, в комплекте которой есть отрезные диски по металлу, дереву и шлифовальный диск (твердый или наждачный круг).

Рекомендуем ознакомиться с правилами работы с УШМ .

Также вам понадобится электродрель с насадкой по металлу. Может понадобиться перфоратор с ударной дрелью, коронки по бетону. Иногда перфоратор комплектуется переходником с простыми, коническими сверлами, коронками по дереву. Также пригодится отвертка с головками под переходной ключ, головка под гайки.

Материалы необходимы для сборки рамы генератора. Их выбирают на свое усмотрение. Это могут быть катаные трубы разного диаметра, металлическая арматура, профили и т.д.

При сборке конструкции генератора у мастера должны быть отвертки разного диаметра, пассатижи, молоток, гаечные ключи и т.д.

Для соединения запасаются крепежными элементами – гайками, шайбами, саморезами, болтами. Это универсальный набор инвентаря, собрав его можно приступать к изготовлению генераторной установки своими руками.

Этап 3 — подготовительные работы

После подготовки инструментов и материалов приступают к подготовительным работам. Они необходимы перед сборкой генератора, поскольку включают первоначальный расчет мощности агрегата.

Рассчитайте мощность, подключив двигатель к сети. Количество выдаваемых оборотов будет определять мощность мотора. Иногда для замеров используют тахометр, а к полученным данным добавляют 10% для компенсации нагрузки (предотвращает перегрев двигателя во время использования).

После точного расчета мощности конденсатор подбирается по ранее полученным данным о мощности двигателя.

После расчета мощности необходимо подобрать конденсатор. Устройство предотвращает перегрев двигателя при работающем генераторе

По окончании подготовительных работ продумывают заземление будущего генератора. Этот процесс помогает избежать травмоопасных ситуаций, продлевая срок службы генератора.

Этап 4 — изучение схемы звезда и треугольник

Для сборки генератора на 220 требуются аналоговые схемы серийного образца — звезда или треугольник.

В сложных устройствах иногда применяют комбинированную схему звезда-треугольник. При звездообразном соединении концы соединяются в одной точке. Графическое отображение представляет собой расхождение фаз от центра в разные стороны, как будто лучи образуют звезду. По схеме типа треугольника концы одной обмотки соединяются с началом следующей

По схеме звезда электрическое соединение выполняется для каждого из концов обмоток в одну точку, по схеме треугольника — последовательное соединение.

Этап 5 — непосредственно сборка

Рассмотрим несколько вариантов монтажа электрогенератора.

Сборка асинхронного генератора

Производство асинхронного генератора не требует переточки ротора под неодимовые магниты, поэтому схема агрегата называется переделкой готового асинхронного двигателя. В этом варианте обмотку ротора заводить не нужно, она снята с двигателя, а ось ротора обработана под плоские магниты.

По монтажной схеме асинхронного генератора мощность устройства достигает от 2 до 5 киловатт при емкости конденсаторов от 28 до 138 мкФ. Чтобы напряжение было статичным, необходима емкость, зависящая от планируемой нагрузки на генератор.

Сборка устройства происходит в три этапа. Первый предполагает монтаж опорной конструкции путем установки в нее мотора с шестеренчатой ​​передачей.

Соединение производится следующим образом: конец 1 обмотки соединяется с концами начала 2 обмотки. Затем конец 2-й обмотки присоединяют к началу 3-й обмотки. Конец 3 обмотки соединен с началом 1 обмотки

На втором этапе к обмоткам подключаются переменные и неполярные конденсаторы. Последний включается по схеме звезда, когда часть концов соединяется с центром корпуса, а остальные выводятся отдельно.

Наконец, свободные концы обмотки присоединяются к верхней части конденсатора по схеме треугольника.

К обмоткам подключаем переменные и неполярные конденсаторы, часть концов которых соединяется с центром корпуса, другие освобождаются отдельно

Перед первым запуском новый прибор испытывается, например, с обычной лампочкой накаливания в два-три десятка ватт. Это необходимо для проверки генератора на его способность обеспечивать бесперебойное выходное напряжение, 3000 оборотов в минуту.

Установка дровяного генератора

Установку дровяного генератора рассмотрим на примере буржуйки. Порядок сборки следующий: вначале радиатор кладут на стенки котла так, чтобы шипы смотрели внутрь. Кроме того, в зависимости от размера излучателя устанавливаются элементы Пельтье, к которым затем присоединяется еще один излучатель.

Размещать такую ​​установку лучше в тени, у неизолированной стены небольшой толщины, что обеспечит максимальное охлаждение.

Чтобы запустить генератор на дровах, бревна поджигают. Когда они разгораются, они нагревают стенки печи, заставляя элемент Пельтье выдавать максимальную мощность. Генератор охлаждается холодным наружным воздухом.

На нашем сайте есть подробная инструкция по изготовлению газогенератора на дровах своими руками.

Нюансы сборки коллекторного генератора

Коллекторный генератор собирается по следующей схеме: сначала на опорную раму ставится коллекторный двигатель, другой конструкции.

Затем к клеммам двигателя подключается сглаживающий конденсатор, плата преобразователя постоянного тока. Конденсатор должен быть постоянного тока.

Необходимо прикрутить патрон к оси мотора, при этом прикрепляя мотор так, чтобы патрон был плотно прижат к агрегату. Затем минусовой провод мотора подключается к минусовому проводу от аккумулятора, а плюсовой провод к анодам диодов, катоды диодов к плюсам аккумуляторов

Следующим шагом, если USB-порта нет, нужно подключить его к выходу платы постоянного тока. К такому генератору можно подключать мобильные устройства.

Конструкция генератора размещается на раме велосипеда или ветряка.

Устанавливаем генератор на велосипед или ветряк из частей вентилятора. Для удобства использования можно прикрепить хвостик флюгера

Вместо коллектора можно поставить шаговый двигатель с более высоким КПД и сроком службы 10 и более лет. Предпочтительнее выбирать модели с напряжением 12 В и силой тока от 1,8 до 4,2 ампер. В таких двигателях бывает от 2 до 4 обмоток, они соединены последовательно на напряжение 24, 36, 48 В. При параллельном соединении двигателя на выходе получается ток с большим значением. В связи с этим генератору будет труднее разогнаться до нужного напряжения.

Помимо этих вариантов, у нас на сайте есть подробная инструкция по установке ветрогенератора и водородного генератора.

С чего начать и что потребуется?

Чтобы собрать небольшой асинхронный генератор своими руками, вам потребуются следующие конструктивные детали:

1. Мотор – можно сделать самому, но это довольно долго и трудоемко, поэтому лучше сэкономить время и взять мотор от старой неработающей бытовой техники. Подойдут моторы от стиральных машин и сливных насосов.
2. Статор – лучше взять готовый вариант, где уже будет располагаться обмотка.
3. Электрические провода, а также изолента.
4. Трансформатор или выпрямитель необходимы, когда выходное электричество имеет другой эффект.

Итак приступим, проделав несколько подготовительных манипуляций, которые позволят рассчитать мощность будущего генератора:

1. Подключаем двигатель к сети для определения скорости вращения. Для этого нужно использовать специальный прибор – тахометр.
2. Записываем полученное значение и прибавляем к нему 10%, так называемое компенсационное значение, которое предотвратит перегрев двигателя во время работы.
3. Конденсаторы выбираем, учитывая требуемую мощность. Для удобства значения можно получить из таблицы ниже.

Поскольку генератор вырабатывает электричество, необходимо позаботиться о заземлении. Отсутствие заземления и плохая изоляция могут стать причиной не только быстрого износа устройства, но и представлять опасность для жизни.

Сам процесс сборки предельно прост: подключаем конденсаторы к двигателю по очереди, руководствуясь указанной схемой. На схеме показана последовательность подключения, при этом емкость каждого последующего конденсатора равна емкости предыдущего.

Это все, что нужно, чтобы получить маломощный генератор, способный питать электропилу, болгарку или циркулярную пилу.

Этот вариант создания генератора самый простой и удобный, но он имеет свои нюансы:

1. Во-первых, необходимо постоянно следить за температурой двигателя и не допускать его перегрева.
2. Во-вторых, если эффективность снижается прямо пропорционально продолжительности работы, это норма. Поэтому время от времени генератор должен отдыхать и снижать температуру до 40-45°С.
3. В-третьих, отсутствие автоматики заставит пользователя самостоятельно контролировать все процессы, и периодически подключать к генератору измерительные приборы (вольтметр, амперметр и тахометр).
4. Перед монтажом важно правильно подобрать оборудование, предварительно рассчитав основные показатели и характеристики. Чертеж и схема значительно облегчат процесс работы.
5. Аналогичным образом можно собрать дровяной или ветрогенератор, но для достижения нужного выходного напряжения потребуется достаточное количество энергии.

Приступаем к сборке агрегата

 

Этап первый: закрепляем двигатель от мотокосы

Для начала берем кусок доски и предварительно вырезаем его по размеру нашей рамы. Разумно брать тяжелый материал, чтобы наше оборудование имело прочную и надежную основу.
Отмечаем положение двигателя от газонокосилки. С помощью бумажного шаблона ровно размечаем отверстия, сверлим их дрелью или шуруповертом.

Пробуем оба двигателя на раме. Отсоединяем топливный бак, а двигатель от газонокосилки крепим к сиденьям.

Этап второй: крепим движок постоянного тока

Отмечаем положение двигателя. Расстояние от обоих валов двигателя должно составлять несколько сантиметров, чтобы избежать трения между ними.
Центрируем валы наших моторов. Расхождение в центрах проще всего исправить какими-нибудь проставками, или просто поправить посадочное место на деревянном каркасе. Сделать это можно обычной стамеской. Чем меньше люфт между осями, тем меньше вибрация от агрегата и износ подвижной части.
Маркируем трубы. Чаще всего валы двигателей различаются размерами диаметров. Это также можно исправить, если в качестве соединительных труб использовать шланги из ПВХ разного диаметра. Их гибкость поможет сгладить малейшие неточности в соосности валов. В нашем случае автор использовал два шланга разного диаметра, вставив один в другой.

Нарезав трубы на нужную нам длину, ставим по три хомута с обеих сторон, и прижимаем их отверткой.
Крепим двигатель постоянного тока на саморезы, предварительно проложив их шайбами. Соединяем валы руками и затягиваем хомуты отверткой.
Теперь можно починить топливный бак. Справиться с этой задачей несложно, используя длинный саморез и обрезанную шляпку от дюбельного гвоздя. Не забудьте подключить топливопроводы.

После запуска топливного двигателя стартером измеряем напряжение на выходе вольтметром. Отверткой регулируем подачу топлива, и количество оборотов, от которых зависит напряжение. Ориентируясь на номинал инвертора, выставляем выходное напряжение с небольшим запасом.

Этап третий: подключаем инвертор

Закрепляем ранее зачищенные концы кабелей от двигателя постоянного тока к клеммам инвертора. Индикатор питания сразу покажет активность устройства.

Нехитрым управлением (лампочка с куском кабеля и вилкой на конце) управляем работой нашего чудо-генератора.
Для подключения электродвигателя к инвертору используйте клеммы.

Этап четвертый: кнопка выключения двигателя

Поскольку у нас есть приводной двигатель, создающий механическое вращение, ему нужен переключатель. Кнопка выключения идет в комплекте с устройством, поэтому ей просто нужно найти удобное место.

Этап пятый: делаем кожух-рамку

Делаем защитный каркас из полипропиленовых труб диаметром 25-32 мм, и перьевой дрелью делаем отверстия в каркасе.

По углам соединяем его арматурой.
Если нет сантехнического паяльника, конструкцию можно соединить специальным клеем для ПП труб.
Эта рама также поможет в переноске устройства.
Ну и для устранения шума от вибрации нашего устройства, можно закрепить на задней части станины 4 подпятника, чтобы они как показано на фото были из отрезков старой велосипедной камеры.

Этап шестой: пусковой аккумулятор

Чтобы не дергать лишний раз стартер топливного мотора, автор видео использовал литий-полимерный (LiPo) аккумулятор для кратковременного запуска мотора постоянного тока. Это относительно новое устройство может быть действительно мощным, выдерживая большое количество рабочих циклов с минимальной потерей емкостной мощности. Таким образом, топливный двигатель запускается электрически, а стартер остается резервным вариантом.
Подсоединяем отходящие контакты аккумулятора к клеммам инвертора через выключатель стартера, а петлю проводов обвязываем капроновой лентой. Разъем для зарядки можно вытащить сбоку для удобного подключения для зарядки.
Мы также ремонтируем выключатель топливного двигателя

Этап седьмой: пробный запуск агрегата

После проверки всех контактных групп и креплений сборных элементов запускаем устройство. Кнопки запуска и остановки двигателя должны работать безупречно. Стоит отметить, что стартерный аккумулятор используется всего несколько секунд, а затем отключается.