Generador asíncron: dispositiu i principi de funcionament

Generador asíncron És un dispositiu a través del qual és possible proveir d'electricitat equips industrials, així com electrodomèstics. Aquest tipus d'unitats es caracteritza per la facilitat d'operació i el disseny còmode.

El generador té una estructura senzilla. Els elements principals del dispositiu són:

• rotor;
• estator.

El primer és una peça mòbil i el segon element conserva la seva posició durant el funcionament. A la unitat, no és possible notar immediatament els enrotllaments del cable, per a la fabricació del qual s'utilitza habitualment coure. Tanmateix, hi ha bobinatges, només que estan fets de varetes d'alumini i tenen característiques millorades.

Espai interior ple de plaques d'acer, i les mateixes barres d'alumini es pressionen a les ranures previstes al nucli de l'element mòbil. El rotor es troba a l'eix del generador i es troba sobre coixinets especials. La fixació dels elements de la unitat es fa mitjançant dues cobertes que subjecten l'eix per ambdós costats. El cos està fet de material metàl·lic. Alguns models també estan equipats amb un ventilador per refredar el dispositiu durant el funcionament i hi ha aletes a la carcassa.

L'avantatge dels generadors és la possibilitat del seu ús en una xarxa amb una tensió tant de 220 V com amb tarifes superiors. Per a la correcta connexió de la unitat, cal seleccionar un circuit adequat.

La tasca principal del generador és generar energia elèctrica mitjançant energia mecànica:

• vent;
• hidràulic;
• intern convertit en mecànic.

Quan el rotor comença a girar, es formen línies magnètiques de força al seu contorn. Passen a través dels bobinatges previstos a l'estator, donant lloc a una força electromotriu. És ella la responsable de l'aparició de corrent en els circuits. Això passa a causa de la connexió de càrregues actives al dispositiu.

Un punt important a tenir en compte per a un bon funcionament és en el seguiment de la velocitat de gir de l'eix... Ha de ser superior a la freqüència amb què es genera el corrent altern. L'últim indicador el configuren els pols de l'estator. En poques paraules, en el procés de generació d'electricitat, cal garantir el desajust de freqüències. Haurien de quedar enrere per la quantitat de lliscament del rotor.

Quan l'eix gira sota la influència d'un impuls extern obtingut com a resultat de l'ús de l'energia mecànica i del magnetisme residual, sorgeix el propi EMF del dispositiu. Com a resultat, ambdós camps - mòbil i estacionari - Interaccionar entre si de manera dinàmica.

El corrent obtingut a l'AG té valors petits. Per augmentar la potència de sortida, necessitareu augment de la inducció magnètica.

Els generadors asíncrons són populars i entre els avantatges d'aquestes estacions es troben:

• resistència a la sobrecàrrega i el curtcircuit;
• disseny senzill;
• un petit percentatge de distorsió no lineal;
• rendiment estable a causa del baix valor del factor clar;
• estabilització de la tensió de sortida.

Quan està connectat, el generador emet una petita quantitat calor reactiva, per tant, el seu disseny no requereix la instal·lació de dispositius de refrigeració addicionals. Això permet segellar de manera fiable la cavitat interna de la unitat per protegir-la de la humitat, la brutícia o la pols.

A causa dels seus avantatges, els generadors s'utilitzen activament com a fonts d'electricitat en les àrees i àrees següents:

• transport;
• industrial;
• domèstic;
• agrícola.

També es troben unitats potents tallers de reparació d'automòbils. A més, el seu disseny simplificat permet utilitzar els dispositius com a fonts d'energia elèctrica. S'hi connecten aparells per soldar, i també amb la seva ajuda organitzen el subministrament d'aliments a importants instal·lacions sanitàries.

Així, fins i tot pobles i granges allunyats de les xarxes centrals es poden proveir d'energia.

La principal diferència entre un generador asíncron i un generador síncron és la modificació disseny del rotor... A la segona versió, el rotor utilitza bobinatges de filferro. Per organitzar el moviment de rotació de l'eix i crear inducció magnètica, la unitat utilitza una font d'energia autònoma, que sovint és un generador de potència inferior. Es col·loca paral·lelament a l'eix on es troba el rotor.

L'avantatge d'un generador síncron és la generació d'energia elèctrica neta. A més, el dispositiu es sincronitza fàcilment amb altres màquines similars, i això també és una diferència.

L'únic inconvenient tenir en compte la susceptibilitat a sobrecàrregues i curtcircuits. A més, cal tenir en compte que la diferència entre els dos tipus d'equip rau en preu. Les unitats síncrones són més cares que les unitats asíncrones.

Pel que fa al factor clar, el seu indicador és molt inferior per a unitats asíncrones. Per tant, es pot argumentar que aquest tipus d'aparell genera corrent elèctric pur sense cap tipus de contaminació. A causa de l'acció d'aquesta màquina, és possible garantir un funcionament més fiable:

• UPS;
• carregadors;
• receptors de televisió de nova generació.

L'arrencada dels models asíncrons és ràpid, però requereix un augment dels corrents d'arrencada, que inicien la rotació de l'eix. L'avantatge és que en el curs de la feina l'estructura experimenta menys càrregues reactives, per la qual cosa es va poder millorar els indicadors del règim tèrmic. A més, el funcionament dels generadors asíncrons és més estable independentment de la velocitat a la qual giri l'element mòbil.

Hi ha diverses classificacions de generadors asíncrons. Poden diferir en els factors següents.

• Tipus de rotor - la part giratòria de l'estructura. Avui dia, les unitats fabricades d'aquest tipus preveuen un rotor de fase o gàbia d'esquirol en el seu disseny. El primer està equipat amb un bobinatge inductiu, que és un cable aïllat. Amb la seva ajuda, és possible crear un camp magnètic dinàmic. La segona opció és una estructura única que té una forma cilíndrica. A l'interior hi ha passadors equipats amb dos anells de bloqueig.
• El nombre de fases de treball. Es refereixen als bobinatges de sortida o estator situats a l'interior del dispositiu. En aquest cas, el cap de setmana pot tenir una o tres fases. Aquest indicador determina la finalitat del generador. La primera opció està disponible per funcionar a una tensió de 220 V, la segona - 380 V.
• Diagrama de connexió... Hi ha diverses maneres d'organitzar el funcionament d'un generador trifàsic. És possible connectar les bobines al dispositiu mitjançant una connexió estrella o triangle. També es poden col·locar als pols de l'element estacionari: l'estator.

Avui diversos variacions motores asíncrones... Pot ser monofàsic o trifàsic per a la connexió. Es pot proporcionar amb diversos bobinatges o la modernització del disseny del rotor. Tanmateix, en qualsevol cas, els esquemes de connexió del dispositiu romanen sense canvis.

Entre els esquemes comuns es troben els següents.

• "Estrella". En aquest cas, cal agafar els extrems dels bobinatges de l'estator i connectar-los en un punt. El mètode és adequat principalment per a generadors trifàsics que s'han de connectar a una línia trifàsica a una tensió més alta.

• "Triangle". És conseqüència de la primera opció, només la connexió es produeix de manera seqüencial. Com a resultat, resulta que el final del primer enrotllament està connectat al començament del segon, el final del segon, al començament del tercer, i així successivament. L'avantatge d'aquest mètode és la possibilitat de generar la màxima potència durant el funcionament de la unitat.

• "Estrella-triangle". Aquest mètode ha incorporat els avantatges dels dos anteriors. Proporciona un arrencada suau i un lliurament d'alta potència. Per connectar-se, haureu d'utilitzar un relé de temps.

Cada generador està connectat al sistema mitjançant un determinat esquema que determina com es genera l'electricitat. Qualsevol d'aquests mètodes implica la col·locació racional dels cables dels bobinatges d'un element estacionari entre els pols del seu nucli, només en aquest cas, la connexió d'aquests cables es realitza de diferents maneres.

Per començar, val la pena aclarir-ho no funcionarà per crear una estació mòbil asíncrona des de zero... El màxim que es pot fer és fer el rotor sense alteracions o actualitzar el motor de tipus asíncron a un disseny alternatiu.

Per dur a terme els treballs de modernització del rotor, n'hi ha prou amb abastament de ja fets estator del motor i realitzar una sèrie d'experiments. La idea principal darrere de muntar un generador casolà és utilitzar imants de neodimi. Amb la seva ajuda, serà possible dotar el rotor del nombre de pols necessari per generar energia elèctrica.

Enganxant els imants a la peça de treball, que primer s'ha de plantar a l'eix, i observant la polaritat i l'angle de desplaçament, serà possible aconseguir el resultat desitjat. Necessitareu molts imants, la quantitat mínima és de 128 peces. El disseny del rotor acabat s'adapta a l'estator. Quan es realitza aquest procediment, cal proporcionar un espai entre les dents i els pols magnètics del rotor. Hauria de ser mínim.

En el procés, és important refredar regularment l'estructura.per evitar la deformació i la pèrdua de propietats magnètiques. Si tot es fa correctament, el generador funcionarà correctament.

Només hi ha un problema que pot sorgir en el procés de creació d'un generador asíncron. És difícil fer un disseny de rotor ideal a casa., per tant, si hi ha l'oportunitat d'utilitzar un torn, és millor no descuidar-lo. També es necessita molt de temps per ajustar i retreballar les peces.

Una altra opció amb la qual aconseguir un generador és conversió de motor d'inducció utilitzat en cotxes... A més, hauríeu de comprar un electroimant, la potència del qual complirà els requisits en relació amb equips futurs. Val a dir que a l'hora de buscar un motor, cal tenir en compte que la seva potència és la meitat del valor que es vol aconseguir al generador.

Per obtenir el disseny desitjat i organitzar el seu funcionament eficient, haureu de comprar 3 models de condensadors... Cada element ha de ser capaç de suportar tensions de 600 V.

La potència reactiva d'un generador de tipus asíncron està relacionada amb la capacitat del condensador, per tant es pot calcular mitjançant la fórmula. Cal tenir en compte que a mesura que augmenta la càrrega, augmenta la potència del generador. Així, per aconseguir una tensió estable a la xarxa, caldrà augmentar la capacitat dels condensadors.

Vegeu el següent vídeo sobre el principi de funcionament d'un generador asíncron.