4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать генератор из двигателя стиральной машины

Как сделать генератор из двигателя стиральной машины

Иметь дома автономный источник питания очень выгодно: такой прибор выручит, если отключат энергоснабжение. Мощность его хоть и небольшая, но достаточная, чтобы послужить резервным источником энергии.

Покупать новый генератор дорого, а вот сделать своими руками – возможно. В статье вы узнаете, как сделать генератор из двигателя стиральной машины.

Устройство и принцип работы

Главными рабочими частями асинхронного генератора является ротор (подвижная деталь) и статор (неподвижный). На рисунке 1 ротор расположен справа, а статор слева. Обратите внимание на устройство ротора. На нём не видно обмоток из медной проволоки. На самом деле обмотки существуют, но они состоят из алюминиевых стержней короткозамкнутых на кольца, расположенные с двух сторон. На фото стержни видны в виде косых линий.

Конструкция короткозамкнутых обмоток образует, так называемую, «беличью клетку». Пространство внутри этой клетки заполнено стальными пластинами. Если быть точным, то алюминиевые стержни впрессовываются в пазы, проделанные в сердечнике ротора.

Рис. 1. Ротор и статор асинхронного генератора

Асинхронная машина, устройство которой описано выше, называется генератором с короткозамкнутым ротором. Тот, кто знаком с конструкцией асинхронного электродвигателя наверняка заметил схожесть в строении этих двух машин. По сути дела они ничем не отличаются, так как асинхронный генератор и короткозамкнутый электродвигатель практически идентичны, за исключением дополнительных конденсаторов возбуждения, используемых в генераторном режиме.

Ротор расположен на валу, который сидит на подшипниках, зажимаемых с двух сторон крышками. Вся конструкция защищена металлическим корпусом. Генераторы средней и большой мощности требуют охлаждения, поэтому на валу дополнительно устанавливается вентилятор, а сам корпус делают ребристым (см. рис. 2).

Рис. 2. Асинхронный генератор в сборе

Принцип действия

По определению, генератором является устройство, преобразующее механическую энергию в электрический ток. При этом не имеет значения, какая энергия используется для вращения ротора: ветровая, потенциальная энергия воды или же внутренняя энергия, преобразуемая турбиной либо ДВС в механическую.

В результате вращения ротора магнитные силовые линии, образованные остаточной намагниченностью стальных пластин, пересекают обмотки статора. В катушках образуется ЭДС, которая, при подсоединении активных нагрузок, приводит к образованию тока в их цепях.

При этом важно, чтобы синхронная скорость вращения вала немного (примерно на 2 – 10%) превышала синхронную частоту переменного тока (задаётся количеством полюсов статора). Другими словами, необходимо обеспечить асинхронность (несовпадение) частоты вращения на величину скольжения ротора.

Следует заметить, что полученный таким образом ток будет небольшим. Чтобы повысить выходную мощность необходимо увеличить магнитную индукцию. Добиваются повышения КПД устройства путём подключения конденсаторов к выводам катушек статора.

На рисунке 3 изображена схема сварочного асинхронного альтернатора с конденсаторным возбуждением (левая часть схемы). Обратите внимание на то, что конденсаторы возбуждения подключены по схеме треугольника. Правая часть рисунка – собственно схема самого инверторного сварочного аппарата.

Рис. 3. Схема сварочного асинхронного генератора

Существуют и другие, более сложные схемы возбуждения, например, с применением катушек индуктивности и батареи конденсаторов. Пример такой схемы показан на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема устройства с индуктивностями

Отличие от синхронного генератора

Главное отличие синхронного альтернатора от асинхронного генератора в конструкции ротора. В синхронной машине ротор состоит из проволочных обмоток. Для создания магнитной индукции используется автономный источник питания (часто дополнительный маломощный генератор постоянного тока, расположенный на одной оси с ротором).

Преимущество синхронного генератора в том, что он генерирует более качественный ток и легко синхронизируется с другими альтернаторами подобного типа. Однако синхронные альтернаторы более чувствительны к перегрузкам и КЗ. Они дороже от своих асинхронных собратьев и требовательнее в обслуживании – необходимо следить за состоянием щёток.

Читать еще:  Летняя панамка для девочки

Коэффициент гармоник или клирфактор асинхронных генераторов ниже, чем у синхронных альтернаторов. То есть они вырабатывают практически чистую электроэнергию. На таких токах устойчивее работают:

  • ИБП;
  • регулируемые зарядные устройства;
  • современные телевизионные приёмники.

Асинхронные генераторы обеспечивают уверенный запуск электромоторов, требующих больших пусковых токов. По этому показателю они, фактически, не уступают синхронным машинам. У них меньше реактивных нагрузок, что положительно сказывается на тепловом режиме, так как меньше энергии расходуется на реактивную мощность. У асинхронного альтернатора лучшая стабильность выходной частоты на разных скоростях вращения ротора.

Тестирование

Вырабатываемый генератором, сделанным из коллекторного двигателя, ток подается на аккумулятор. Он соединен с контроллером заряда и модулем. За счет использования инвертора постоянного напряжения из сети он преобразует его в переменное для питания бытовых приборов. Чтобы узнать, дает ли ваше изделие необходимые 220 вольт и 50 герц, надо провести испытание.

Прозвонив ампервольтметром выводы обмотки мотора, найдите два действующих после переделки. Старые отрежьте.

Найденные контакты через выпрямитель соедините с контроллером. А последний — с клеммами аккумулятора.

Подсоедините дрель к ротору переходником и включите ее на 1000 оборотов. На входе аккумулятора замерьте тестером напряжение. Если все сделано и собрано правильно, оно будет искомым — 220 Вольт.

Важно! Проследите залипание обмотки. Если оно велико, мощность генератора будет низкой.

Готовимся к изготовлению генератора

Если решили «сварганить по-быстрому» свой собственный самодельный электрогенератор, «переклепав» двигатель от стиральной машины, лучше сразу отбросьте иллюзии в сторону, ибо «по-быстрому» не получится. Для начала нужно будет решить три основные проблемы:

  • как частично убрать сердечник старого рабочего двигателя от стиральной машины и подготовить на нем пазы под магниты;
  • где взять неодимовые магниты для ротора генератора;
  • из чего сделать шаблон для крепления магнитов.

Решим первую проблему. Возьмем асинхронный двигатель от старой «стиралки», разберем его корпус, а затем, воспользовавшись токарным станком, срежем часть сердечника на глубину около 2 мм. Отложим пока двигатель в сторонку. Дальше нам нужно будет приобрести комплект неодимовых магнитов, легче всего их заказать в интернет магазине. Ждем, когда магниты придут.

После этого вырезаем на станке пазы на сердечнике двигателя, глубиной 5 мм, под магниты. Здесь нужно виртуозно владеть токарным станком, лучше всего позвать на помощь какого-нибудь знакомого токаря. После того как подготовите сердечник двигателя, нужно будет подумать из чего сделать шаблон для крепления магнитов. Мы использовали полоску жести, хотя допускаем, что может подойти и другой материал с подобными свойствами. Вырезаем полоску по длине и ширине так, чтобы она точно легла на поверхность сердечника.

Жестяную полоску также надлежит подготовить, а именно, разметить ее по всей длине для размещения на ней 2 рядов магнитов так, чтобы магниты располагались на одинаковом расстоянии. Далее для переделки электродвигателя стиральной машины в генератор, нам понадобится суперклей, холодная сварка, можно вместо сварки взять эпоксидную смолу, а также наждачная бумага.

К сведению! Лучше взять холодную сварку, с ней проще работать, к тому же она сразу поможет лучше закрепить магниты, облегчая вам задачу по их наклеиванию.

Сравниваем плюсы и минусы установки

Ветрогенераторы используют уже многие годы, их конструкции постоянно совершенствуются, а ветер – легкодоступный источник энергии.

Устройства, работающие от него, абсолютно безопасны для экологии и удобны, т.к. располагаются на мачтах и не занимают полезную площадь. Их просто обслуживать и ремонтировать.

Ветряки шумят при работе. Звук может быть громче или тише, но есть он всегда. Иногда это мешает владельцам домов и даже соседям.

Можно отметить и другие неудобства. Ветер – непредсказуемая стихия, поэтому работа генераторов нестабильна и приходится аккумулировать энергию, чтобы не остаться без электричества в периоды штиля.

Как переделать двигатель в генератор

Главная сложность заключается в переделке ротора из асинхронного двигателя прямого привода. Рассмотрим это на примере стиральной машины «Вятка» мощностью 180 ватт.

  • пассатижи;
  • набор отверток;
  • слесарные ножницы;
  • холодная сварка;
  • токарный станок;
  • выпрямитель;
  • неодимовые магниты — 32 штуки, размерами 5, 10 и 20 мм (купите через интернет-магазин);
  • жесть;
  • клей;
  • наждачная бумага;
  • скотч;
  • эпоксидная смола;
  • защитные очки.
Читать еще:  Бесплатная леска для триммера

Со снятого и разобранного электродвигателя стиральной машинки-автомата снимите ротор. На токарном станке срежьте сердечник на глубину 2 мм и выточите пазы 5 мм глубиной под магниты согласно их размерам.

Для самодельного шаблона соответственно длине окружности вырежьте полоску жести по величине всей детали. С помощью шаблона сделайте разметку ротора для равномерного размещения магнитов. На один полюс (а всего их будет 4) пойдет 8 штук. Аккуратно и тщательно с помощью суперклея или холодной сварки закрепите на место.

Оберните все несколькими слоями бумаги, закрепив ее скотчем. Прорежьте отверстие для заливки эпоксидкой. После застывания оболочку снимите. На станке наждачной бумагой отшлифуйте поверхность.

Установите деталь в статор мотора.

Особенность генератора в том, что он вращается с большей скоростью, чем движок. Для решения этой задачи с помощью тахометра определите число оборотов вашего коллекторного двигателя. К полученному результату добавьте 10 процентов. Чтобы достичь вычисленного показателя, подберите конденсаторы соответствующей емкости. Они должны быть однофазными. Учитывайте, что устройство с короткозамкнутым ротором дает более высокое напряжение. Для получения на выходе 220 вольт примените понижающий трансформатор.

Классификация

Генераторы короткозамкнутого типа получили наибольшее распространение, ввиду простоты их конструкции. Однако существуют и другие типы асинхронных машин: альтернаторы с фазным ротором и устройства, с применением постоянных магнитов, образующих цепь возбуждения.

На рисунке 5 для сравнения показаны два типа генераторов: слева на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, а справа – асинхронная машина на базе АД с фазным ротором. Даже при беглом взгляде на схематические изображения видно усложнённую конструкцию фазного ротора. Привлекает внимание наличие контактных колец (4) и механизма щёткодержателей (5). Цифрой 3 обозначены пазы для проволочной обмотки, на которую необходимо подать ток для её возбуждения.

Рис. 5. Типы асинхронных генераторов

Наличие обмоток возбуждения в роторе асинхронного генератора повышает качество генерируемого электрического тока, однако при этом теряются такие достоинства как простота и надёжность. Поэтому такие устройства используются в качестве источника автономного питания только в тех сферах, где без них трудно обойтись. Постоянные магниты в роторах применяют в основном для производства маломощных генераторов.

Как выбрать и переделать двигатель стиральной машины в генератор

Как своими руками сделать генератор из электродвигателя? Непросто. Понадобится терпение, а также возможность изготовить некоторые детали на токарном станке.

Из обычного асинхронного мотора стиральной машинки-автомат мощностью 170-180 Вт возможно создать генератор мощностью 1,5 кВт. Лучше использовать движок от стиральной машины «Вятка» и других моделей советского производства, поскольку они более мощные.

Инструменты и детали

Также для работы понадобятся:

  • неодимовые магниты размером по 20, 10 и 5 мм – всего 32 штуки;
  • выпрямитель;
  • клей;
  • токарный станок;
  • наждачная бумага;
  • холодная сварка;
  • ножницы;
  • плоскогубцы, отвертки.

Порядок выполнения работ

Магниты можно купить либо в специализированных магазинах, либо в интернете. Если у вас дома нет токарного станка, заказать изготовление деталей можно у знакомого мастера.

  1. Нужно переделать ротор асинхронного двигателя, чтобы можно было установить магниты. Для этого снимаются сердечники, их часть срезается на токарном станке на глубину 2 мм.
  2. Для установки магнитов нужно проделать в сердечнике пазы на глубину 5 мм.

Подготовка сердечников завершена. Теперь нужно посадить на места магниты. Для этого из куска жести изготовьте покрытие для сердечника. Этот шаблон должен точно соответствовать расположенным отверстиям. Поэтому вырезайте кусок в точности по диаметру сердечника, с отверстиями в нужных местах.

Обратите внимание! Магниты должны устанавливаться на равном расстоянии друг от друга. Иначе в процессе работы они начнут слипаться, из-за чего электрогенератор потеряет мощность.

Установка магнитов и пошаговая сборка генератора

Рассмотрим, как переделать двигатель в самодельный генератор.

  1. Расположите магниты на полоске приклеенной жести – на равном расстоянии. Магниты также крепятся на суперклей. Важно, чтобы все они располагались ровно, без наклона. Поскольку магниты достаточно сильные и могут соскакивать во время работы, надевайте защитные очки.
  2. После того, как шаблон с магнитами расположен на роторе, заполните все пробелы между ними холодной сваркой. Для этого хорошо разомните состав и замажьте все пространство. Можно также заполнить расстояние между магнитами эпоксидной смолой.
  3. Используя наждачную бумагу, зачистите поверхность ротора до полной гладкости. Для удобства можно зажать его в тиски.
  4. Проверьте болты корпуса и подшипник, возможно, их нужно поменять на новые.
Читать еще:  Вазочка для сладостей

Работа по переделке закончена. Вы изготовили генератор из двигателя прямого привода. Можно приступать к проверке самодельного прибора.

Сборка и испытание генератора

Все что необходимо для того, чтобы сделать генератор из двигателя стиральной машинки мы подготовили, теперь можно приступать к процессу сборки. Отметим сразу, выполнять эту работу своими руками может только очень терпеливый человек. Магниты постоянно соскакивают и слипаются, клей летит во все стороны, попадая не только на руки, но и на лицо, поэтому будьте предельно осторожны и соблюдайте правила техники безопасности при работе с потенциально опасной химией. Делаем следующее:

  1. Начинаем изготавливать магнитный ротор двигателя, чтобы превратить его в генератор. На двигатель поперек клеим наш жестяной шаблон для магнитов.
  2. Самодельный генератор нуждается в магнитах, поэтому мы по заранее отмеченным рискам, садим на суперклей магниты в два ряда.

Важно! Расстояние между магнитами и угол должны быть одинаковыми, иначе в процессе работы генератора будут случаться частые залипания, сопровождающиеся падением мощности.

  1. Аккуратно заполняем пространство между магнитами тщательно размятой холодной сваркой. Она имеет консистенцию пластилина, поэтому проблем не должно возникнуть.
  2. Своими руками зашлифовываем генератор, изготовленный из двигателя стиральной машины наждачной бумагой. Для ускорения процесса можно зажать корпус в сверлильном станке, но можно сделать все своими руками без приспособлений, получится чуть дольше.

Изготавливать электрогенератор из мотора стиральной машины мы закончили, теперь можно приступать к долгожданным испытаниям. Для того чтобы проверить электрогенератор, нам потребуется:

  • выпрямитель;
  • контроллер заряда типа Солар;
  • мультиметр;
  • мотоциклетный аккумулятор;
  • сам электрогенератор.

Также нужно подумать, чем вы будете крутить генератор. Пальцами – не вариант, вы не сможете обеспечить достаточное количество оборотов. Лучше всего для этих целей использовать шуруповерт или электродрель. Находим на нашем генераторе два провода рабочей обмотки, а остальные обрезаем. Подключаем эти провода через выпрямитель к контроллеру заряда, а его в свою очередь подключаем к аккумулятору. Накидываем крокодильчики мультиметра на клеммы аккумулятора – вот все и готово для испытания генератора.

Заряжаем в патрон электродрели (можно шуруповерта), шкив генератора и раскручиваем его до 800-1000 оборотов. На выходе мы получаем 270 Вольт при умеренном залипании магнитов – не плохой результат.

Перспективы использования подобного генератора

Многие задаются вопросом, ну сделали мы такой генератор, и что, как его применить в домашнем хозяйстве, чтобы он пользу приносил? Лично мы делали данный генератор с прицелом на самостоятельное изготовления бензиновой электростанции из морально устаревшей, но рабочей советской бензопилы «Дружба». По нашим расчетам конструкция должна была получиться копеечной, чего не скажешь о заводских бензиновых станциях.

В итоге нам удалось реализовать нашу задумку. Мы соединили двигатель бензопилы с нашим генератором через приводной ремень, закрепив все на раме от все той же бензопилы. Даже не пришлось отдельно каркас варить. Наша электростанция работает исправно уже второй год, снабжая всех энергопотребителей в дачном домике. Мощности хватает, чтобы осветить две комнаты, обеспечить работу компьютера и телевизора.

Есть и другие варианты применения самодельного генератора. В статье ветрогенератор из двигателя стиральной машины красноречиво описан процесс изготовления установки, которая используя природную силу ветра, может снабдить энергией тот же дачный домик или гараж. Некоторые предлагают применить данный генератор для питания горнолыжного подъемника. В общем, подключите свою фантазию, и вы также найдете парочку способов.

В заключение отметим, изготовление самодельного генератора сопряжено с определенными трудностями. Основная трудность заключается в наклеивании магнитов при создании ротора. Но можно пойти и простым путем – заказать готовый магнитный ротор. В этом случае генератор обойдется вам рублей на 200 дороже, но времени вы сэкономите уйму.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector