Generatore asincrono: dispositivo e principio di funzionamento

Generatore asincrono È un dispositivo attraverso il quale è possibile fornire elettricità a apparecchiature industriali e elettrodomestici. Questo tipo di unità è caratterizzato da facilità d'uso e design conveniente.

Il generatore ha una struttura semplice. Gli elementi principali del dispositivo sono:

• rotore;
• statore.

Il primo è una parte mobile e il secondo elemento mantiene la sua posizione durante il funzionamento. Nell'unità, non è immediatamente possibile notare gli avvolgimenti del filo, per la cui fabbricazione viene solitamente utilizzato il rame. Tuttavia, ci sono avvolgimenti, solo che sono fatti di barre di alluminio e hanno caratteristiche migliorate.

Spazio interno riempito con lastre di acciaio e le stesse aste di alluminio vengono premute nelle scanalature previste nel nucleo dell'elemento mobile. Il rotore si trova sull'albero del generatore e si trova su cuscinetti speciali. Il fissaggio degli elementi dell'unità è fornito da due coperchi che bloccano l'albero su entrambi i lati. Il corpo è realizzato in materiale metallico. Alcuni modelli sono inoltre dotati di una ventola per il raffreddamento del dispositivo durante il funzionamento e sul case sono presenti delle alette.

Il vantaggio dei generatori è la possibilità del loro utilizzo in una rete con una tensione sia di 220 V che con tassi più elevati. Per il corretto collegamento dell'unità è necessario selezionare un circuito idoneo.

Il compito principale del generatore è quello di generare energia elettrica mediante energia meccanica:

• vento;
• idraulico;
• interno convertito in meccanico.

Quando il rotore inizia a ruotare, sul suo contorno si formano linee di forza magnetiche. Passano attraverso gli avvolgimenti previsti nello statore, determinando una forza elettromotrice. È lei che è responsabile della comparsa di corrente nei circuiti. Ciò accade a causa della connessione di carichi attivi al dispositivo.

Un punto importante da considerare per un funzionamento regolare è nel seguire la velocità di rotazione dell'albero... Deve essere maggiore della frequenza alla quale viene generata la corrente alternata. L'ultimo indicatore è impostato dai poli dello statore. In poche parole, nel processo di generazione di elettricità, è necessario garantire la mancata corrispondenza della frequenza. Dovrebbero restare indietro per la quantità di slittamento del rotore.

Quando l'albero ruota sotto l'influenza di un impulso esterno ottenuto a seguito dell'uso di energia meccanica e magnetismo residuo, si verifica l'EMF del dispositivo. Di conseguenza, entrambi i campi - mobile e fisso - interagire tra loro in modo dinamico.

La corrente ottenuta nell'AG ha valori piccoli. Per aumentare la potenza di uscita, avrai bisogno aumento dell'induzione magnetica.

I generatori asincroni sono popolari e tra i vantaggi di tali stazioni ci sono:

• resistenza al sovraccarico e al cortocircuito;
• design semplice;
• una piccola percentuale di distorsione non lineare;
• performance stabile a causa del basso valore del fattore chiaro;
• stabilizzazione della tensione di uscita.

Quando è collegato, il generatore emette una piccola quantità calore reattivo, pertanto, il suo design non richiede l'installazione di dispositivi di raffreddamento aggiuntivi. Ciò consente una sigillatura affidabile della cavità interna dell'unità per proteggerla da umidità, sporco o polvere.

A causa dei loro vantaggi, i generatori vengono utilizzati attivamente come fonti di elettricità nelle seguenti aree e aree:

• trasporto;
• industriale;
• domestico;
• agricolo.

Anche unità potenti si trovano in officine di riparazione auto. Inoltre, il loro design semplificato consente di utilizzare i dispositivi come fonti di energia elettrica. Gli apparati sono collegati ad essi per saldatura, e anche con il loro aiuto organizzano la fornitura di cibo a importanti strutture sanitarie.

Così, anche villaggi e fattorie lontani dalle reti centrali possono rifornirsi di energia.

La principale differenza tra un generatore asincrono e uno sincrono è il modificato design del rotore... Nella seconda forma di realizzazione, il rotore utilizza avvolgimenti di filo. Per organizzare il movimento rotatorio dell'albero e creare l'induzione magnetica, l'unità utilizza una fonte di alimentazione autonoma, che spesso è un generatore di potenza inferiore. È posizionato parallelamente all'asse su cui si trova il rotore.

Il vantaggio di un generatore sincrono è la generazione di energia elettrica pulita. Inoltre, il dispositivo si sincronizza facilmente con altre macchine simili, e anche questa è una differenza.

L'unico inconveniente considerare la suscettibilità al sovraccarico e al corto circuito. Inoltre, va notato che la differenza tra i due tipi di apparecchiature risiede in prezzo. Le unità sincrone sono più costose delle unità asincrone.

Per quanto riguarda il fattore chiaro, le unità asincrone hanno un tasso molto più basso. Pertanto, si può sostenere che questo tipo di dispositivo genera corrente elettrica pura senza alcun inquinamento. A causa dell'azione di tale macchina, è possibile garantire un funzionamento più affidabile:

• UPS;
• caricabatterie;
• ricevitori televisivi di nuova generazione.

L'avvio dei modelli asincroni è rapido, tuttavia richiede un aumento delle correnti di spunto, che avviano la rotazione dell'albero. Il vantaggio è che nel corso del lavoro la struttura subisce carichi meno reattivi, grazie al quale è stato possibile migliorare gli indicatori del regime termico. Inoltre, il funzionamento dei generatori asincroni è più stabile indipendentemente dalla velocità con cui ruota l'elemento mobile.

Esistono diverse classificazioni di generatori asincroni. Possono differire nei seguenti fattori.

• Tipo di rotore - la parte rotante della struttura. Oggi, le unità prodotte di questo tipo prevedono un rotore a fase oa gabbia di scoiattolo nel loro design. Il primo è dotato di un avvolgimento induttivo, che è un filo isolato. Con il suo aiuto, è possibile creare un campo magnetico dinamico. La seconda opzione è una singola struttura che ha una forma cilindrica. Al suo interno sono presenti perni dotati di due anelli di bloccaggio.
• Il numero delle fasi di lavoro. Significano gli avvolgimenti di uscita o statore situati all'interno del dispositivo. Allo stesso tempo, il fine settimana può avere una o tre fasi. Questo indicatore determina lo scopo del generatore. La prima opzione è disponibile per il funzionamento a una tensione di 220 V, la seconda - 380 V.
• Schema di collegamento... Esistono diversi modi per organizzare il funzionamento di un generatore trifase. È possibile collegare le bobine al dispositivo utilizzando un collegamento a stella oa triangolo. Possono anche essere posizionati sui poli dell'elemento stazionario: lo statore.

Oggi vari variazioni del motore asincrono... Può essere monofase o trifase per il collegamento. Può essere fornito con più avvolgimenti o la modernizzazione del design del rotore. Restano comunque invariati gli schemi di collegamento del dispositivo.

Tra gli schemi comuni ci sono i seguenti.

• "Stella". In questo caso, è necessario prendere le estremità degli avvolgimenti dello statore e collegarle in un punto. Il metodo è adatto principalmente per generatori trifase che necessitano di essere collegati ad una linea trifase a tensione maggiore.

• "Triangolo". È una conseguenza della prima opzione, solo la connessione avviene in sequenza. Di conseguenza, si scopre che la fine del primo avvolgimento è collegata all'inizio del secondo, la fine del secondo - all'inizio del terzo e così via. Il vantaggio di questo metodo è la possibilità di generare la massima potenza durante il funzionamento dell'unità.

• "Triangolo stellare". Questo metodo ha incorporato i vantaggi dei due precedenti. Fornisce un avviamento dolce e un'erogazione di potenza elevata. Per connetterti, dovrai utilizzare un relè a tempo.

Ogni generatore è collegato al sistema tramite un certo schema che determina come viene generata l'elettricità. Ognuno di questi metodi implica il posizionamento razionale dei fili degli avvolgimenti di un elemento stazionario tra i poli del suo nucleo, solo in questo caso la connessione di questi fili viene eseguita in modi diversi.

Per cominciare, vale la pena chiarire che non funzionerà per creare una stazione mobile asincrona da zero... Il massimo che si può fare è realizzare il rotore senza alterazioni o aggiornare il motore di tipo asincrono a un design alternativo.

Per eseguire lavori di ammodernamento del rotore, è sufficiente fare scorta di ready-made statore dal motore ed eseguire una serie di esperimenti. L'idea principale alla base dell'assemblaggio di un generatore fatto in casa è utilizzare magneti al neodimio. Con il loro aiuto, sarà possibile fornire al rotore il numero richiesto di poli per generare energia elettrica.

Incollando i magneti al pezzo, che deve essere prima piantato sull'albero, e osservando la polarità e l'angolo di spostamento, sarà possibile ottenere il risultato desiderato. Avrai bisogno di molti magneti, la quantità minima è di 128 pezzi. Il design del rotore finito è abbinato allo statore. Quando si esegue questa procedura, è necessario fornire uno spazio tra i denti e i poli magnetici del rotore. Dovrebbe essere minimo.

Nel processo, è importante raffreddare regolarmente la struttura.per prevenire la deformazione e la perdita delle proprietà magnetiche. Se tutto è fatto correttamente, il generatore funzionerà correttamente.

C'è solo un problema che può sorgere nel processo di creazione di un generatore asincrono. È difficile realizzare un design del rotore ideale a casa., quindi, se c'è l'opportunità di usare un tornio, allora è meglio non trascurarlo. Ci vuole anche molto tempo per montare e rielaborare le parti.

Un'altra opzione con cui ottenere un generatore è conversione del motore a induzione utilizzato nelle automobili... Inoltre, dovresti acquistare un elettromagnete, la cui potenza soddisferà i requisiti per le apparecchiature future. Vale la pena notare che quando si cerca un motore, è necessario tenere conto del fatto che la sua potenza è la metà del valore che si desidera ottenere nel generatore.

Per ottenere il design desiderato e organizzare il suo funzionamento efficiente, dovrai acquistare 3 modelli di condensatori... Ogni elemento deve essere in grado di sopportare tensioni di 600 V.

La potenza reattiva di un generatore di tipo asincrono è correlata alla capacità del condensatore, quindi può essere calcolata utilizzando la formula. Va notato che all'aumentare del carico, aumenta la potenza del generatore. Pertanto, per ottenere una tensione stabile nella rete, sarà necessario aumentare la capacità dei condensatori.

Guarda il seguente video sul principio di funzionamento di un generatore asincrono.