Генератор из двигателя ваз своими руками
Во время непогоды у нас довольно часто выключают электричество. Поэтому приходится часами сидеть в темноте. Чтобы ожидать восстановление электричества было веселей я задумался о создании аварийного источника электроэнергии.
Ранее я неоднократно задавался этим вопросом. Наиболее подходящем вариантом выбрал для себя использование светодиодных модулей для обеспечения освещения с автоматическим переключением на аварийный источник. Подробнее я описывал в статье Аварийное освещение дома . Светодиодные модули зарекомендовали себя очень хорошо, из них я сделал освещение во дворе, подробнее в статье Уличное освещение для дома и дачи .
Но это касается только освещения, а хотелось бы и телевизор посмотреть, хотя бы. Поэтому я решил изготовить бензогенератор из подручных материалов. К изготовлению этого чудо аппарата я еще не приступал, но по отдельности некоторые его элементы уже изготавливал, и планирую собрать весь агрегат целиком. А чтобы не застрять на каком нибудь этапе его изготовления - решил собрать информацию о вариантах изготовления бензогенераторов. Именно этой информацией я и поделюсь с вами в этой статье. Это не пошаговая инструкция, а обзор вариантов изготовления элементов самодельного бензогенератора. Статья большая, запаситесь терпением. И так.
Самодельный бензогенератор состоит из: силовой установки, генератора, аккумулятора (но не всегда), стабилизатора (или преобразователя), органов управления.
Силовая установка.
В качестве силовой установки народные умельцы используют бензопилу или двигатель от мотокосы. Они не требуют значительных переделок и достать их не проблема. Также можно использовать двигатель от мопеда, если он конечно есть вналичии. Но б/ушная бензопила стоит дешевле. Максимальная мощность двигателя не понадобится, главное добиться оборотов при которых будет работать сцепление. Или немного выше если будет большая нагрузка на генератор. При таких условиях эксплуатации средний расход топлива будет составлять примерно 0,5 л/ч.
У меня есть и бензопила и мотокоса, я буду исходить из удобства подключения привода генератора. Но об этом ниже.
В самодельных бензогенераторах в основнов используют автомобильные генераторы на 12 вольт, либо переделанные двигатели от стиральных машинок на 220 вольт. У каждого варианта есть и плюсы и минусы.
Минусы генератора из двигателя от стиралки в том, что его нужно переделывать. А это не каждый сможет. Для безопасной работы электроприборов потребуется стабилизатор напряжения, а это дополнительные расходы. Мощность такого генератора ограничена мощностью самого двигателя.
Минусы автогенератора. При использовании автомобильного генератора потребуется аккумулятор для возбуждения обмотки. Генератор выдает 12 вольт а нам необходимо 220, поэтому потребуется преобразователь. Но из этих минусов можно выделить и плюсы. При наличии аккумулятора достаточной емкости (60 Ач и больше) генератор понадобится только для периодической подзарядки самого аккумулятора, что снизит расход топлива. Аккумулятор позволяет потреблять больше мощности чем выдает генератор, но не очень долго. Преобразователь выполняет и роль стабилизатора, убиваем двух зайцев. Я решил остановиться на этом варианте.
Если суммарная мощность ваших потребителей составляет 1 кВт и более, то генератор от класики не подойдет. Выбирайте генератор с током от 100 Ампер (встречаются у иномарок). Чем мощнее тем лучше, не забывайте про потерю мощности на преобразователе и т.д. Я для расчета необходимой мощности генератора буду принимать значение КПД на выходе (в розетке) 70%. То есть, если у моих приборов потребляемая мощность будет составлять 1,5 кВт, то генератор мне нужен на 2,1 кВт (150 А).
Привод генератора.
Двигатель мы выбрали, генератор подобрали, осталось придумать как их соединить. Я нашел три наиболее популярных способа соединения: прямой, эластичный вал и шкив. Теперь по порядку.
Как переделать автомобильный генератор в электродвигатель
Обычно генератор не способен работать как двигатель, если подать на него напряжение. Однако у него есть одно важное достоинство – он практически не создает никакого сопротивления вращению, если на него не подавать никакого тока.
Для превращения его в малогабаритный, но довольно мощный мотор, его придется доработать. Последовательность действий:
1. С задней стороны генератора аккуратно снимается пластиковый внешний кожух.
Под ним размещается 3-х фазный мост выпрямительных диодов, он закрепляется на радиатор. Там же есть щеточный узел, оснащенный контроллером, регулирующим напряжение на выходе.
2. Откручивается радиатор вместе с диодами.
У модели генератора, рассчитанного на 95 Ампер, контролер и щетки имеют один общий корпус, сделанный из пластика. Здесь могут понадобиться кусачки для ускорения процесса удаления.
3. Надо отпилить от контроллера щетки.
Генератор сделан по типу коллекторного мотора. Оснащен 6 выводами от 3-х обмоток на статоре.
Из генератора удаляется диодный мост, а также схема регулятора напряжения.
5. После этого все элементы устанавливаются на свои места.
Все аккуратно собирается в обратной последовательности. Генератор стал иметь вид как на 5 рисунке.
Скрепка, которая торчит из его задней крышки, является фиксатором подпружиненных щеток, находящихся в заглублении. Благодаря этому легче устанавливается задняя крышка. Ничего при этом не ломается.
6. В конце процедуры сборки скрепка просто вытягивается.
Щетки прочно фиксируются в нужном положении и упираются в коллектор.
В результате манипуляций мы получили самый обычный коллекторный, 3-х фазный электродвигатель на 12 В, мощностью около 1,5 кВт.
Управление
Для управления данным устройством используется контроллер, который обычно ставят на велосипеды. Его предназначение – управление мотор-колесом. Такой контроллер лучше заказать на Али Экспресс.
Напряжение данного элемента можно выбрать любое. Все эти устройства идут с параметром потенциала не меньше 12 В. Важно правильно подобрать мощность контроллера: она не должна быть меньше 1,5 кВт.
Чтобы запустить генератор как электродвигатель, нужно его коллектор обеспечить постоянным напряжением. Для его подачи щеточный узел устанавливается на место, затем на него подается 12 Вольт.
Ток для этого элемента достаточно большой, однако его можно уменьшить. Все будет зависеть от необходимой мощности. После подключения контроллера к мотору и к аккумуляторной батарее 12 В при помощи ручки управления регулируются обороты коленчатого вала двигателя.
Потом этот мотор устанавливается на велосипед или на что-то подобное. 1,5 кВт мощности достаточно для данного вида транспортного средства.
Сборка схемы управления мотором
При необходимости можно продолжить эксперимент и собрать схему для управления 3-х фазным двигателем, имеющим прямой привод на колесо.
- Из существующего блока усилителя руля автомобиля, работающего на 3-х фазный двигатель, надо изъять блок с силовыми транзисторами.
Применить его как полноценный модуль управления мотором (BLDC) уже не получится.
- Далее подключается блок силовых транзисторов к элементу 2CAN через самодельную плату, оснащенную драйверами управления транзисторами.
Ее можно сделать простым и быстрым способом – с помощью лазерной печати и утюга. Общая схема соединений показана на 8 рисунке.
Поскольку на плате 2CAN сделана разводка не всех выводов данного элемента и микроконтроллера, нужно добавить еще соединений при помощи навесного монтажа. В результате получается конструкция, показанная на рисунке.
Источник питания и проверка устройства
В качестве источника питания лучше использовать семиамперный аккумулятор на 12 В. Через предохранитель с параметром в 30 А подается ток на схему. Обороты генератора получаются в диапазоне от 0 до 420 оборотов в минуту. Если на шкив генераторного устройства натянуть колесо сечением 20 см, обеспечивается максимальная скорость в 16 км в час.
Далее подключается генератор. Самым элементарным методом можно оценить крутящий момент, который способен он развить. Для этого надо попытаться поднять груз, подвешенный за веревку к генераторному шкиву.
Две 5-литровые бутылки, наполненные водой, если использовать диаметр в 5,5 см, генератор с легкостью поднимает емкости на высоту 50 см примерно на 3 секунды. Ток от аккумулятора показывает при этом 16 Ампер, напряжение падает до 11 В. Получается, что аккумулятор слабоват для данного груза.
Выходит, что гарантируется крутящий момент приблизительно 2,75 ньютона на метр, показывается при этом 3 оборота за 1 секунду.
Заключение
Нет ничего невозможного. Нужно только желание и знания. Последнее можно почерпать в интернете: благо, там много всего интересного и полезного можно найти.
генератор своими руками для питания электроавтомобиля и загородного дома
Друзья, всем привет. Кто следит за нашим каналом, тот знает, что практически весь год мы занимались созданием мощного электрического багги. И осенью были проведены первые боевые тесты. Если кому интересно, то можно почитать здесь Самодельный элетробагги.
Параллельно с багги мы начали второй проект. Это проект электрогенератора под названием Move&Move.
Какие у него основные задачи:
Работа в качестве аварийного генератора для загородного дома. Работа на переменном токе.
Работа в качестве зарядного устройства для электротранспорта с возможностью зарядки на ходу. Работа на постоянном токе.
2-3 раза в год практически у любого владельца электроавтомобиля есть необходимость дальних поездок. Очень удобно иметь такой генератор на подкате (прицепе) и поехать куда угодно не думая о зарядных станциях. Владельцам Tesla будет очень полезно при дальних поездках брать подобный генератор, например, в аренду. В отличии от обычных генераторов он позволит выдавать сразу постоянный ток, чтобы сильно ускорить зарядку.
Эксперименты с высоким напряжением порядка миллиона вольт в отдаленных ненаселенных местах. Катушка Тесла.
Приобретение опыта в разработке электрогенераторов высокой мощности.
Чтобы произвести электрический ток нам надо один тип энергии преобразовать в другой.
Основой послужил двигатель внутреннего сгорания HR12DE от Nissan. Он удовлетворял сразу нескольким критериям поиска. Так как в будущем планируется установка данного генератора сделанного своими руками на подкат, то двигатель должен был быть легким и компактным. При этом у него должно было быть небольшое потребление топлива во всем диапазоне оборотов. И напоследок сам двигатель должен был быть с невысокой ценой до 20 тысяч рублей (на конец 2021 года).
двигатель для генератора своими руками
Двигатель внутреннего сгорания Nissan HR12DE был выпущен в 2010 году компанией Nissan Motors. Имеет 3 цилиндра и 12 клапанов. Объем данного двигателя 1,2 литра. В поршневой системе, диаметр поршня составляет 78 миллиметров, а его рабочий ход составляет 83,6 миллиметра. Система впрыска топлива установлена Double Over Head Camshaft (DOHC). Такая система предопределяет собой установку двух распределительных валов в головке блока цилиндров (ГБЦ). Такие технологии изготовления двигателя позволили достичь довольно сильное снижения шума и получить мощность 79 лошадиных сил, а также крутящий момент 108 Нм. Двигатель имеет довольно малый вес: 60 килограммов (вес голого двигателя).
Автомобильный генератор благодаря особенностям конструкции обладает относительно небольшим размером и при этом имеет вполне существенную мощность. Это в свою очередь означает, что при должном желании и наличии соответствующих знаний его можно переделать в весьма неплохой и полезный в хозяйстве электродвигатель.
Первым делом необходимо избавить заднюю часть генератора от пластикового кожуха. Под ним находится трехфазный мост выпрямительных диодов, которые расположены на радиаторе. Там же расположен щеточный узел с контроллером регулировки выходного напряжения. Когда это будет сделано, откручивается также радиатор с диодами. Следом отпиливаем щетки контроллера.
Большинство генераторов построено по типу коллекторного двигателя и имеет 6 выводов, 3 обмотки на стартере. Нам необходимо последовательно соединить друг с другом все обмотки между собой. Как только это будет сделано, получим в свое распоряжение 12В трехфазовый двигатель 1.5 кВт.
Для того, чтобы им можно было управлять, рекомендуется использовать контроллер от велосипеда, который в оригинальном устройстве используется для взаимодействия с мотор-колесом. Приобрести такой можно в сети за сущие копейки. Напряжение может быть любым, рассчитано на работу не ниже 12В. Правда, мощность контроллера ни в коем случае не должна быть меньше уже упомянутых 1.5 кВт.
Для того, чтобы запустить генератор как электродвигатель, на его коллектор необходимо сначала подать постоянное напряжение. Это означает, что на щеточный узел нужно будет установить в самом конце на то место, откуда он был снят ранее. После этого двигатель можно подключать, например, к аккумулятору.
Процесс создания во всех подробностях можно увидеть в видеоматериале ниже.
Видео:
В продолжение темы читайте про 5 возможностей батарейки , которая сгодится не только для пульта от телевизора.
Такая процедура требует определенных знаний об асинхронных двигателях и генераторах.
Прежде чем начать переделывать асинхронный двигатель в генератор такого же типа необходимо подробнее изучить устройство асинхронных генераторов и двигателей, их виды и принцип работы.
Содержимое обзора
Что такое асинхронный двигатель
Асинхронный двигатель (АД) – это электрическая машина, используемая для превращения электрической энергии в механическую. Свое название такой двигатель получил за счет то, что частоты вращения подвижной части двигателя и магнитного поля (МП) не совпадают.
- Основа АД, это статор и ротор. Статор представляет собой цилиндр из листов электротехнической стали.
- В его сердечнике уложены специальные обмотки, которые должны быть сдвинуты на 120 градусов друг от друга.
- Ротор – это вращающаяся часть электрической машины, приводящаяся в движение ведущим или приводным валом.
Выполняется ротор из листов стали. Он может быть двух видов, фазный или короткозамкнутый, а выполнен в виде барабана, диска или колеса
Принцип действия АД заключается в том, что при подаче напряжения от внешнего источника на неподвижные обмотки статора, во вращающейся части двигателя наводится ЭДС взаимоиндукции и индуцирует вихревые токи. Из-за вихревых токов генерируется собственная ЭДС, формирующая МП ротора.
Виды асинхронных двигателей
Асинхронные двигатели могут различаться по количеству используемых фаз.
Различают однофазные, двухфазные и трехфазные электродвигатели.
- Электродвигатели, использующие одну фазу, имеют одну рабочую обмотку, используют однофазный ток. Такой двигатель может работать от стандартной сети и является самым распространенным в своей категории. Недостатком однофазного двигателя является потребность в дополнительной обмотке, которая обеспечивает дополнительное вращение для начала движения ротора.
- Двухфазный асинхронный двигатель устроен немного сложнее чем однофазный, он имеет фазосдвигающий конденсатор и две обмотки, которые находятся друг напротив друга. Двухфазные аппараты работают на переменном токе.
- Трехфазный АД имеет три рабочие обмотки сдвинутые относительно друг друга на 120 градусов. Стабильная работа в таком двигателе осуществляется за счет сдвинутого в пространстве МП. Главным плюсом такого двигателя является устойчивость к перегрузкам, но у трехфазных АД сложная система регулировки скорости вращения вала.
Так же асинхронные моторы могут отличаться типом установленного в них ротора. Более распространенными в промышленности являются АД с короткозамкнутым ротором (АД с КЗР), среди преимуществ такого двигателя можно выделить:
- Дешевизна;
- Прочность;
- Высокая производительность;
- Неприхотливость в обслуживании.
Асинхронные двигатели с ротором фазного типа отличаются меньшей популярностью, обусловлено это рядом недостатков:
- Потребность в регулярном обслуживании;
- Большой расход меди;
- Сложность конструкции.
Что такое асинхронный генератор
Асинхронный генератор (АГ) – это работающая в генераторном режиме асинхронная машина.
Конструкция асинхронного генератора очень схожа с асинхронным двигателем, но преобразование энергии происходит в обратном направлении. АГ преобразует механическую энергию (это может быть ветровая, гидравлическая или др.) в электрическую.
Принцип работы асинхронных генераторов заключается в том, что образованные в результате вращения ротора магнитные силовые линии пересекают обмотки статора. При присоединении нагрузки, образованная в катушках ЭДС приводит к появлению тока в цепи. Ниже представлены фото асинхронных генераторов:
Преимущества и недостатки асинхронных генераторов
Среди всех преимуществ асинхронного генератора стоит выделить:
- Простоту обслуживания;
- Низкую стоимость;
- Малую чувствительность к КЗ (короткому замыканию);
Несмотря на это асинхронные генераторы не пользуются большой популярностью, причиной этому являются ряд недостатков:
- Ненадежность работы при высокой нагрузке;
- Зависимость от параметров электрической сети;
- Зависимость от активно-индуктивного характера нагрузки.
Асинхронный генератор из асинхронного двигателя
При необходимости абсолютно любой АД можно своими руками переделать в АГ. Для того, чтобы собрать такой генератор, понадобится любой АД, который можно снять со старой стиральной машины или другой техники, неодимовые магниты и эпоксидная смола.
Инструкция как сделать асинхронный генератор:
- Для начала необходимо сделать небольшие отверстия в структуре сердечника и снять тонкий слой в 2 миллиметра. Глубина отверстий 5 миллиметров.
- Замерить ротор, и изготовить полосы из металла в соответствии с габаритами устройства.
- Приобрести и установить неодимовые магниты. Для каждого полюса понадобится 8 магнитов.
- Зафиксировать магниты. Стоит учесть, что когда вы поднесете магниты к ротору они начнут смещаться, поэтому их следует хорошо удерживать пока они окончательно не зафиксируются.
- Взять бумагу или скотч и обернуть ротор.
- Торцевую часть ротора требуется залепить пластилином или другим похожим материалом для герметизации устройства.
- Заполнить свободное пространство между магнитами. Сделать это нужно с помощью эпоксидной смолы.
- Когда смола полностью застынет снять ранее используемую бумагу или скотч.
- Отшлифовать поверхность ротора.
- Определить состояние устройства, при необходимости заменить подшипники.
- Для генератора требуется собрать выпрямитель, и приобрести контроллер для зарядки.
Если вы выполнили все вышеперечисленные действия, то работу можно считать завершенной. Таким образом потратив немного времени и денег, вы получаете рабочий генератор.
Где применяются асинхронные генераторы
Разные виды асинхронных генераторов возможно применять в бытовых условиях при необходимости получения небольшого количества электрической энергии из механической.
Помимо этого, АГ находят применение в качестве основных элементов электроэнергетических установок.
Например, они могут использоваться для:
- Питания АД, бытовых приборов, для освещения, и т. п. в районах, удаленных от линий электропередач.
- Питания радиостанций низкой мощности.
- Нагрева и расплавления материалов теплом.
- Электросварки.
- Получения постоянного напряжения в автономных электрических установках.
Таким образом, выходит, что, выполнив ряд несложных операций с АД, можно получить бюджетное генераторное устройство для автономной выработки электроэнергии.
Читайте также: