Расчёт асинхронного генератора
Главная / ЭКВМ / Программы для ЭКВМ / Расчёты в технике

Автор программы: Электромонтёр

Описание

Программы помогут применить обыкновенный асинхронный двигатель в качестве автономного генератора электрической энергии... при наличии механического двигателя, разумеется.

Чтобы асинхронный двигатель начал выдавать электроэнергию раскрутить его ротор выше синхронной частоты вращения недостаточно. Двигатель, рассчитанный на напряжение 380В за счет остаточной намагниченности ротора будет выдавать напряжение всего... 2 - 5В.
Для возбуждения асинхронного генератора до номинального напряжения, в данном случае до 380В, к обмотке статора надо подключить три конденсатора, соединённых между собой в звезду или треугольник. Напряжение на клеммах двигателя возрастает до номинального за 2 - 3 секунды.

Возможность использования асинхронного двигателя в качестве генератора проверена лично.

Достоинства:
-В качестве генератора можно применить обыкновенный асинхронный двигатель, который относительно дешёв.
-Выдаёт переменный ток напряжения 220В. Большинство трёхфазных асинхронных двигателей можно переподключить на напряжение 220В
-Не боится короткого замыкания! Самолично замыкал металлической отвёрткой (с изолированной ручкой :)) клеммы работающего асинхронного генератора, после устранения замыкания напряжение восстанавливалось! Правда, таким образом можно полностью размагнитить ротор.

Недостатки:
-Не любит индуктивной нагрузки, при подключении, например, трансформатора параллельно ему придётся подключить дополнительные конденсаторы.
-Частота вращения ротора должна быть стабильной, отклонения не должны превышать 5%. Возбуждение генератора появляется при достижении частоты вращения, близкой к номинальной, при превышении из-за перевозбуждения могут сгореть обмотки.
-Мощность асинхронного генератора с конденсаторным возбуждением на практике ограничивается на уровне 10 киловатт габаритами батареи конденсаторов.

Методика расчёта описана в "Книге сельского электрика". Также подробные рекомендации можно найти в журнале "Сделай сам" 2005, № 3, с.78 – 82.
Основная идея заключается в том, что номинальный ток батареи конденсаторов должен быть примерно равен току холостого хода двигателя.

Для расчёта параметров генератора на основе трёхфазного двигателя понадобятся данные с таблички, имеющейся на его корпусе.
За основу генератора возьмём, например, двигатель АИР63В2.

Загружаем первую программу с 0-й страницы. В/О, С/П.

Pдв=? Вводим номинальную мощность двигателя, 0,55(кВт), С/П.

кпд=? Вводим кпд двигателя, 72(%), С/П.

cosф=? Вводим коэффициент мощности, 0,83, С/П.

nсин=? Вводим синхронную частоту вращения, 3000(об/мин), С/П.

nдв=? Вводим номинальную частоту вращения, 2730(об/мин), С/П.

nген=? Получаем расчётную частоту вращения ротора генератора, 3296,7033 об/мин. Если механический двигатель имеет другую частоту вращения, например 3100об/мин, вводим 3100(об/мин), С/П.

Uном=? Вводим номинальное напряжение, 380(В), С/П.

С=5,4162201, нужная ёмкость каждого из трёх конденсаторов примерно 5,4мкФ. Конденсаторы надо соединять в звезду. С/П.

Pвых=3,72372*10^-1, генератор может отдать в нагрузку примерно 0,37кВт, С/П.

Uвых=357,32667 выходное напряжение примерно 357В, С/П.

fвых=47,016667, частота выходного переменного тока равна примерно 47Гц.

Если найти трёхфазный двигатель не удаётся, то в качестве генератора можно применить однофазный асинхронный двигатель. Однофазный двигатель можно добыть, например, раскурочив любимую стиральную машину... :) Конденсатор подключается параллельно рабочей обмотке двигателя.

К сожалению, на бытовых однофазных двигателях обычно не пишут подробные технические данные. Поэтому предварительно нужно измерить ток холостого хода имеющегося двигателя.

Например, имеется однофазный двигатель на 220В, 180Вт 1400 об/мин, без нагрузки потребляет от сети 0,6А.

Загружаем вторую программу, также с 0-й страницы. В/О, С/П.

Pдв=? Вводим мощность двигателя, 180(Вт), С/П.

Uном=? Вводим номинальное напряжение, 220(В), С/П.

Iхх=? Вводим ток холостого хода, 0,6(А), С/П.

nсин=? Вводим синхронную частоту вращения, 1500(об/мин), С/П.

nдв=? Вводим номинальную частоту вращения, 1400(об/мин), С/П.

nген=? Получаем расчётную частоту вращения ротора генератора, 1607,1429 об/мин. Можно ввести другое значение, например 1650 (об/мин), С/П.

С=8,45556936, нужная ёмкость конденсатора примерно равна 8,5мкФ, С/П.

Pвых=129,36, генератор может отдать в нагрузку почти 130Вт. Можно телевизор смотреть... :) С/П.

Uвых=225,866667, выходное напряжение примерно 226В, С/П.

fвых=51,333333, частота выходного переменного тока равна 51 Гц.

Используемые в качестве генераторов асинхронные двигатели должны быть рассчитаны на частоту 50Гц! При появлении возбуждения генератора заметно возрастает нагрузка на механический двигатель. На холостом ходу генератор выдаёт напряжение на 5 - 10% больше расчётного. В зависимости от нагрузки, частота переменного тока будет немного меняться. Если генератор не выдаёт напряжение, то надо на несколько секунд подсоединить к клеммам, ВНИМАНИЕ, ОСТАНОВЛЕННОГО!!! генератора батарею или аккумулятор на 6-12В. Если напряжения нет или оно в разы меньше расчётного, то надо немного увеличить ёмкость конденсаторов.



Файлы программ:

1f_asinhr_gen.mkp (КС 45851/57)

3f_asinhr_gen.mkp (КС 37225/161)


Программа 1f_asinhr_gen

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
000 9 0 П E Cx ПП 73 П 7 ПП 73 П 8
010 ПП 73 П 9 ПП 73 П A ПП 73 П B ИП A
020 F x2 ИП B ÷ ПП 73 П C ИП B ИП C ИП A F x2
030 ÷ × П 5 ИП 7 ИП 5 × 0 , 7 ×
040 П 2 ИП 8 ИП 5 × П 3 5 0 ИП 5 × П 4
050 ИП 9 1 ВП 4 F π ИП 3 × ÷ × П 1
060 ПП 73 ИП 2 ПП 73 ИП 3 ПП 73 ИП 4 ПП
070 73 БП 00 ИП E PP П 90 26 1 5 +
080 П E ↔ П D Cx B↑ B↑ B↑ ИП D С/П В/О
090 С/П K ПП 4 K ПП 2 3Dh 3Fh 2Ch F π K БП 2 K x=0 2 FFh
100 FFh FFh FFh FFh FFh K ЭКР K ПП D K ПП E K ПП C 3Dh
110 3Fh 2Ch F π K БП 2 FFh FFh FFh FFh FFh FFh
120 П 9 K x=0 5 K x=0 5 3Dh 3Fh 2Ch F π K БП 0 FFh FFh
130 FFh FFh FFh FFh FFh ИП E K x=0 1 K ПП 8 K ПП D 3Dh
140 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh
150 ИП E K ПП 4 K ПП 2 3Dh 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh
160 K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh FFh ИП E K ПП 3 K ПП 5 K ПП D 3Dh
170 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh
180 K x≥0 1 3Dh 2Ch F π K ПП C K ПП A K x≥0 4 FFh FFh FFh
190 FFh FFh FFh FFh FFh С/П K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh
200 2Ch F π K БП 2 K x=0 2 FFh FFh FFh FFh FFh FFh
210 K ЭКР K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh 2Ch F π K БП 2 FFh FFh
220 FFh FFh FFh FFh FFh ИП 6 K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh
230 2Ch F π K БП 3 K x=0 6 FFh FFh FFh FFh FFh FFh

Программа 3f_asinhr_gen

  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
000 1 3 0 П E Cx ПП 52 П 7 ПП 52
010 1 0 0 ÷ П 8 ПП 52 П 9 ПП 52
020 П A ПП 52 П B ИП A F x2 ИП B ÷ ПП 52
030 П C ПП 52 П D P БП 00 69 ИП 1 ПП 52
040 ИП 2 ПП 52 ИП 3 ПП 52 ИП 4 ПП 52 P БП
050 00 00 ИП E PP П 90 26 1 5 + П E
060 ↔ П 0 Cx B↑ B↑ B↑ ИП 0 С/П В/О ИП 9
070 F x2 F 1/x ИП 8 F x2 + ИП 8 2 × - 3
080 ÷ F √ ИП 7 1 ВП 3 ИП D ÷ × ×
090 П 5 ИП B ИП C ИП A F x2 ÷ × П 6 ИП 7 ИП 8
100 ИП 6 × × П 2 ИП D ИП 6 × П 3 5 0
110 ИП 6 × П 4 1 ВП 4 ИП 5 F π ИП 3 ×
120 ÷ × П 1 P БП 00 37 FFh FFh FFh FFh
130 С/П K ПП 4 K ПП 2 3Dh 3Fh 2Ch F π K ПП A K БП 2 K x=0 2
140 FFh FFh FFh FFh FFh K ПП A PK ПП A4 3Dh 3Fh
150 2Ch F π F O FFh FFh FFh FFh FFh FFh FFh
160 ИП 3 P ИП 73 K x=0 4 3Dh 3Fh FFh FFh FFh FFh
170 FFh FFh FFh FFh FFh ИП E K x=0 1 K ПП 8 K ПП D 3Dh
180 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh
190 ИП E K ПП 4 K ПП 2 3Dh 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh
200 K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh FFh ИП E K ПП 3 K ПП 5 K ПП D 3Dh
210 3Fh 2Ch F π K ПП E K ПП 1 2Fh K ПП C K ПП 8 K ПП D FFh
220 K ЭКР K ПП D K ПП E K ПП C 3Dh 3Fh 2Ch F π K БП 2 FFh
230 FFh FFh FFh FFh FFh П 3 3Dh 2Ch F π K ПП C
240 K ПП A K x≥0 4 FFh FFh FFh FFh FFh FFh FFh FFh
250 С/П K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh 2Ch F π K ПП A K БП 2 K x=0 2
260 FFh FFh FFh FFh FFh K ЭКР K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh
270 2Ch F π K БП 2 FFh FFh FFh FFh FFh FFh FFh
280 ИП 6 K ПП 2 K x=0 B K x=0 5 3Dh 2Ch F π K БП 3 K x=0 6 FFh
НПП "СЕМИКО" (383) 271-01-25 (многоканальный)