Как сделать генератор электричества в домашних условиях: устройство и принцип работы, схема для сборки

Автор Aluarius На чтение 6 мин. Просмотров 294 Опубликовано 24.12.2015

К сожалению, отечественные электроснабжающие организации не держат своего слова. Их контракты, подписанные с потребителями, ничего не стоят. Подача электроэнергии за пределами больших городов непостоянная, качество подаваемого тока низкое (имеется в виду напряжение), поэтому жители небольших городов и поселков в запасе всегда имеют свечи, керосиновые лампы, а самые продвинутые устанавливают бензиновые генераторы тока. В этой статье будет предложен другой вариант, который будет обозначен вопросом, как сделать электрогенератор своими руками? Давайте рассмотрим один вариант этого прибора.

Электрический генератор из мотоблока

Жители загородных поселков давно пользуются мотоблоками. Ведь это на сегодняшний день, если так можно выразиться, самый надежный помощник, без которого работы в огороде или саду не проводятся. Правда, как и все этого типа инструменты, мотоблок выходит из строя. Восстановить его можно, но как показывает практика, лучше купить новый.

Владельцы инструмента распрощаться с ним не спешат, поэтому у каждого хозяина загородного дома в кладовке найдется один старый экземпляр. Его-то и можно будет использовать в конструкции электрогенератора напряжением 220/380 вольт. Он будет создавать крутящий момент генератору тока, в качестве которого можно приспособить обычный асинхронный двигатель. При этом необходим будет мощный электродвигатель (не меньше 15 кВт, с частотой оборотов вала 800-1600 об/мин). Почему такая большая мощность электродвигателя?

Делать самодельный генератор для парочки лампочек нет смысла, ведь решается вопрос полного обеспечения загородного дома электроэнергией. А с электродвигателем небольшой мощности получить достаточно электроэнергии не получиться. Хотя все зависит от суммарной мощности бытовых приборов и освещения дома. Ведь в небольших дачах кроме холодильника с телевизором ничего-то и нет. Поэтому совет – сначала рассчитайте мощность дома, затем выбирайте электрический мотор-генератор.

Сборка электрогенератора

Итак, чтобы собрать бензиновый генератор своими руками напряжением 220 вольт, необходимо установить на одной станине мотоблок и электродвигатель так, чтобы их валы располагались параллельно. Все дело в том, что вращение от мотоблока к электрическому мотору будет передаваться при помощи двух шкивов. Один будет установлен на валу бензинового двигателя, второй на валу электрического. При этом необходимо правильно выбрать диаметры шкивов. Именно этими размерами подбирается частота вращения электрического мотора. Этот показатель должен быть равен номинальному, который указан на бирке оборудования. Небольшое отклонение в большую сторону в пределах 10-15% приветствуется.

Когда механическая часть сборки будет закончена, будут установлены шкивы, соединяемые ремнем, можно переходить к электрической части.

• Во-первых, обмотки электрического мотора соединяются по схеме звезда.
• Во-вторых, подключаемые к каждой обмотке конденсаторы должны образовать треугольник.
• В-третьих, напряжение в такой схеме снимается между концом обмотки и средней точкой. Именно здесь получается ток напряжением 220 вольт, а между обмотками 380 вольт.

Внимание! Устанавливаемые в электрическую схему конденсаторы должны иметь одинаковую емкость. При этом величину емкости подбирают в зависимости от мощности электродвигателя. Именно данное соотношение будет поддерживать правильно саму работу генератора тока, но особенно его пуск.

Для информации даем соотношение мощности мотора с емкостью конденсаторов:

• 2 кВт – 60 мкФ.
• 5 кВт – 140 мкФ.
• 10 кВт – 250 мкФ.
• 15 кВт – 350 мкФ.

Обратите внимание на некоторые полезные советы, которые дают специалисты.

• Если электрический двигатель будет греться, то необходимо поменять конденсаторы на элементы с пониженной емкостью.
• Обычно для самодельных электрогенераторов используют конденсаторы напряжением не меньше 400 вольт.
• Обычно одного конденсатора хватает для активной нагрузки.
• Если есть необходимость использовать для питания дома все три фазы электродвигателя, то необходимо установить в сеть трехфазный трансформатор.

И еще один момент. Если перед вами стоит проблема, как организовать отопление с помощью самодельного электрогенератора, то двигатель от мотоблока здесь будет мал (имеется в виду мощность прибора). Оптимальный вариант – это двигатель от автомобиля, к примеру, от Оки или Жигулей. Многие могут сказать, что такое оборудование обойдется в копеечку. Ничего подобного. Купить сегодня подержанный автомобиль можно именно за копейки, так что расходы будут мизерными.

Достоинства и недостатки

Итак, в чем достоинства этого прибора:

• Вы тешите себя мыслью, что сделали его сами. То есть, вы горды собой.
• Финансовые затраты снижены до минимума. Самодельный агрегат будет стоить гораздо меньше, чем заводской его собрат.
• Если все этапы сборки провести грамотно, то собранное вашими руками электрическое оборудование можно считать надежным и достаточно продуктивным.

Несколько отрицательных моментов этого рода приборов.

• Если вы в электрике новичок или пытаетесь, не вникая во все тонкости и нюансы сборки, изготовить генератор тока, то потерпите фиаско. Затраченное вами время и деньги будут считаться выброшенными на ветер.

В принципе, это и есть единственный недостаток, что и вселяет оптимизм.

Другие конструкции электрогенератора

Бензиновый вариант не является единственным. Заставить вращаться вал электродвигателя можно разными способами. К примеру, с помощью ветряка или водяного насоса. Не самые простые конструкции, но именно они позволяют отойти от потребления энергоносителя в виде бензина.

К примеру, собрать гидрогенератор своими руками тоже несложно. Если возле дома протекает речка, ее воду можно использовать в качестве силы для вращения вала. Для этого в ее русло устанавливается колесо со множеством емкостей. С помощью этой конструкции можно создать поток воды, который будет вращать турбину, прикрепленную к валу электродвигателя. И чем больше объем каждой емкости, чем чаще они установлены (увеличивается количество), тем большей мощности водяной поток. По сути, это своеобразный регулятор напряжения генератора.

С ветровыми генераторами все немного по-другому, потому что ветровые нагрузки не являются величинами постоянными. Вращение ветряка, которое передается валу электрического мотора, необходимо регулировать, подстраивая под необходимую величину частоты вращения вала электродвигателя. Поэтому в этой конструкции регулятор напряжения – это обычный механический редуктор. Но здесь, как говорится, палка о двух концах. Если ветер снижает порывы, необходим повышающий редуктор, если, наоборот, увеличивает, нужен снижающий. В этом и заключается сложность сооружения ветрового электрогенератора тока.

Заключение по теме

Подводя итог, нужно понять, что самодельные электрогенераторы не панацея. Лучше добиться того, чтобы в поселок постоянно подавался электрический ток. Добиться этого сложно, а вот получить компенсацию за неудобства можно через суд. А уже полученные деньги направить на приобретение заводского бензинового генератора. Правда, придется учитывать расход недешевого топлива (бензина). Но если есть желание собрать электрогенератор своими руками, тогда вникайте в тему и пытайтесь.

Как работают генераторы и динамо-машины

Реклама

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 31 мая 2019 года.

Масло может быть любимым топливом в мире, но не намного дольше. Современные дома питаются в основном от электричества и скоро мы будем ездить на электромобилях. Электричество великолепно удобно. Вы можете производить его различными способами, используя все: от угля и нефти до ветра и волн.Вы можете сделать это в одно место и использовать его на другой стороне мира, если хотите. И, как только вы произвели его, вы можете хранить его в батареях и использовать это дни, недели, месяцы или даже годы спустя. Что делает электрический сила возможна — и действительно практична — является превосходным электромагнитным Устройство называется электрогенератором: своего рода электродвигатель работа в обратном направлении, которая превращает обычную энергию в электричество. Давайте внимательнее посмотрим на генераторы и выясним, как они работают!

Фото: дизельный генератор электроэнергии середины 20-го века, изображенный в музее электростанции REA близ Хэмптона, штат Айова.Предоставлено Фотографии в Архив Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Откуда берется электричество?

Лучший способ понять электричество — это начать с него его собственное название: электрическая энергия. Если вы хотите что-нибудь запустить электрический, от тостера или зубная щетка MP3-плеер или телевидение, Вы должны кормить его постоянным источником электрической энергии. Откуда ты это получишь? Там основной закон физики называется сохранение энергии, которая объясняет, как вы можете получить энергия — и как ты не можешь.Согласно этому закону, есть фиксированная количество энергии во вселенной и некоторые хорошие новости и некоторые плохие новости о том, что мы можем сделать с этим. Плохая новость в том, что мы не можем создать больше энергии, чем у нас уже есть; хорошая новость в том, что мы не можем уничтожить любую энергию либо. Все, что мы можем когда-либо сделать с энергией, это преобразовать это из одной формы в другую.

Фото: большой электрический генератор, приводимый в движение паром на геотермальной электростанции CalEnergy’s Leathers в Имперском округе, штат Калифорния.Фото Уоррена Гретца любезно предоставлено Министерством энергетики США / Национальной лабораторией возобновляемой энергии (DOE / NREL).

Если вы хотите найти электричество для питания вашего телевизора, вы не будет производить энергию из воздуха: сохранение энергии говорит нам, что это невозможно. То, что вы будете делать, это использовать энергию превращается из какой-то другой формы в электрическую энергию, которая вам нужна Как правило, это происходит на электростанции на некотором расстоянии от вашего дома. Подключите телевизор, и электрическая энергия течет в него через кабель.Кабель намного длиннее, чем вы думаете: он на самом деле работает от телевизора — под землей или по воздуху — до электростанция, где электрическая энергия готовится для вас из богатое энергией топливо, такое как уголь, нефть, газ или атомное топливо. В этих экологически чистые времена, часть вашего электричества также будет поступать из ветряные турбины, гидроэлектростанции (которые производят энергию, используя энергию в запруденных реках), или геотермальную энергию (внутренняя часть Земли) высокая температура). Откуда бы ни исходила ваша энергия, она почти наверняка превратился в электричество с помощью генератора.Только солнечные элементы и топливные элементы производить электричество без использования генераторов.

Как мы можем генерировать электричество?

Фото: типичный генератор электроэнергии. Он может вырабатывать до 225 кВт электроэнергии и используется для испытаний опытных ветровых турбин. Фото Ли Фингера любезно предоставлено Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DOE / NREL).

Если вы прочитали нашу подробную статью о электродвигатели, вы будете уже достаточно хорошо знаю, как работают генераторы: генератор просто электромотор работает задним ходом.Если вы не прочитав эту статью, вы можете быстро взглянуть перед чтением на — но вот краткое резюме в любом случае.

Электродвигатель — это, по сути, просто тугая катушка из медного провода, намотанная на железный сердечник, который может вращаться с высокой скоростью внутри мощного постоянного магнита. Когда вы подаете электричество в медную катушку, оно становится временный магнит с электропитанием — другими словами, электромагнит — и генерирует магнитное поле вокруг него. это временное магнитное поле давит на магнитное поле, которое постоянный магнит создает и заставляет катушку вращаться.Немного продуманная конструкция позволяет непрерывно вращать катушку в в том же направлении, вращаясь вокруг себя и приводя в действие что-нибудь из электрическая зубная щетка к электричке.

Фото: вращающаяся часть (ротор) типичного небольшого электродвигателя. Электрогенератор имеет точно такие же компоненты, но работает противоположным образом, превращая движение в электрическую энергию.

Так чем же отличается генератор? Предположим, у вас есть электрический зубная щетка с аккумулятором внутри.Вместо того, чтобы позволить батарее питать двигатель, который толкает щетку, что, если вы сделали напротив? Что делать, если вы поворачивали кисть взад-вперед? То, что вы будете делать, это вручную повернуть электродвигатель ось вокруг. Это сделало бы медную катушку внутри двигателя вокруг неоднократно внутри своего постоянного магнита. Если вы переместите электрический провод внутри магнитного поля, вы делаете поток электричества через провод — по сути, вы генерируете электричество. Так держать поворачивая зубную щетку достаточно долго, и, теоретически, вы будете генерировать достаточно электричества, чтобы зарядить аккумулятор.Это, по сути, как генератор работает. (На самом деле, это немного сложнее, чем это и вы не можете перезарядить свою зубную щетку таким образом, хотя добро пожаловать!)

Как работает генератор?

Artwork: Простой генератор, подобный этому, производит переменный ток (электрический ток, который периодически меняется). Каждая сторона генератора (зеленая или оранжевая) движется вверх или вниз. Когда он движется вверх, он генерирует ток, протекающий в одну сторону; когда он движется вниз, ток течет в другую сторону.Если вы подключили измерительный прибор к проводу, вы не знаете, в каком направлении он движется: все, что вы видите, это то, что направление тока периодически меняется: вы видите переменный ток.

Возьмите отрезок провода, подключите его к амперметру (то, что измеряет тока), и поместите его между полюсами магнита. Теперь проведи проволокой сквозь невидимое Магнитное поле создает магнит, и через проволоку в течение короткого времени протекает ток (регистрируется на счетчике). Это основная наука о генераторе электричества, продемонстрированная в 1831 году британским ученым Майклом Фарадеем (прочитать краткая биография или длинная биография).Если вы перемещаете провод в противоположном направлении, вы генерируете ток, который течет в другом направлении. (Если вам интересно, вы можете выяснить направление, в котором течет ток, используя то, что называется Правило правой руки или правило генератора, которое является зеркальным отображением правила левой руки, которое используется для определения работы двигателей.)

Важно отметить, что вы генерируете ток только тогда, когда вы перемещаете провод через магнитное поле (или когда вы перемещаете магнит за провод, что составляет то же самое).Недостаточно просто расположить провод рядом с магнитом: для выработки электричества провод должен проходить мимо магнита или наоборот. Предположим, вы хотите производить много электричества. Поднимать и опускать проволоку весь день будет не очень весело, поэтому вам нужно придумать способ, как продвинуть проволоку за магнит, закрепив один или другой из них на колесе. Затем, когда вы поворачиваете колесо, провод и магнит будут двигаться относительно друг друга, и будет возникать электрический ток.

Теперь вот интересная часть.Предположим, вы сгибаете проволоку в петлю, садите ее между полюсами магнита и располагаете так, чтобы она постоянно вращалась — как показано на схеме здесь. Вероятно, вы можете видеть, что при повороте петли каждая сторона провода (оранжевая или зеленая) иногда будет двигаться вверх, а иногда и вниз. Когда оно движется вверх, электричество будет течь в одном направлении; когда он движется вниз, ток будет течь в другую сторону. Таким образом, базовый генератор, подобный этому, будет генерировать электрический ток, который меняет направление каждый раз, когда петля провода переворачивается (другими словами, переменный ток или переменный ток).Однако большинство простых генераторов на самом деле производят постоянный ток — так как им управлять?

генераторов постоянного тока

Подобно тому, как простой электродвигатель постоянного тока использует электричество постоянного тока (DC) для непрерывного вращательного движения, Простой генератор постоянного тока обеспечивает постоянную подачу электроэнергии постоянного тока, когда он вращается вокруг. Как двигатель постоянного тока, генератор постоянного тока использует коммутатор. Это звучит технически, но это просто металлическое кольцо с трещинами в нем, которое периодически меняет электрические контакты с катушки генератора, одновременно изменяя ток.Как мы видели выше, простая петля провода автоматически инвертирует ток, который она производит на каждом пол оборота, просто потому, что он вращается, и задача коммутатора состоит в том, чтобы нейтрализовать эффект вращения катушки, гарантируя, что создается постоянный ток.

Artwork: Сравнение простейшего генератора постоянного тока с простейшим генератором переменного тока. В этой конструкции катушка (серая) вращается между полюсами постоянного магнита. Каждый раз, когда он вращается на пол-оборота, генерируемый ток меняет направление.В генераторе постоянного тока (вверху) коммутатор меняет направление тока каждый раз, когда катушка перемещается на пол-оборота, отменяя изменение тока. В генераторе переменного тока (внизу) коммутатора нет, поэтому выходной ток просто увеличивается, падает и меняется на противоположный при вращении катушки. Вы можете увидеть выходной ток от каждого типа генератора на графике справа.

AC Генераторы переменного тока

Что если вы хотите генерировать переменный ток (AC) вместо постоянного тока? Тогда вам нужен генератор, который просто генератор переменного тока.Самый простой вид генератора подобен генератору постоянного тока без коммутатора. Когда катушка или магнит вращаются друг за другом, ток естественным образом увеличивается, падает и переворачивается, создавая выход переменного тока. Так же, как есть Асинхронные двигатели переменного тока, которые используют электромагниты для создания вращающегося магнитного поля вместо постоянных магнитов, поэтому существуют генераторы, которые работают по индукции аналогичным образом.

Генераторы переменного тока в основном используются для выработки электроэнергии из автомобильных двигателей. Автомобили используют генераторы, управляемые их бензиновые двигатели, которые заряжают их батареи по мере их движения (переменный ток преобразуется в постоянный диоды или выпрямительные цепи).

Генераторы в реальном мире

Фото: генератор — это генератор, который вырабатывает переменный ток (переменный ток) вместо постоянного тока (постоянный ток). Здесь мы видим механика, снимающего генератор с двигателя лодочного мотора. Фото Есения Росас любезно предоставлено ВМС США.

Генерировать электричество звучит просто — и это так. Сложность в том, что вам нужно приложить огромное количество физических усилий генерировать даже небольшое количество энергии. Вы узнаете об этом, если у вас есть велосипед с динамо фары приводятся в движение колесами: вам нужно несколько сильнее крутить педали, чтобы зажечь фары — и это просто для производства крошечного количества электроэнергии, вам нужно для питания пара лампочек.Динамо это просто очень маленькое электричество генератор. На противоположной крайности, на реальных электростанциях, гигантские Электрогенераторы работают на паровых турбинах. Это немного похоже на вращающиеся винты или ветряные мельницы, приводимые в движение паром. Пар производится кипящей водой с использованием энергии, выделяющейся при сжигании угля, масло или другое топливо. (Обратите внимание, как применяется сохранение энергии здесь тоже. Энергия, которая питает генератор, исходит от турбины. Энергия, которая приводит турбину в действие, поступает из топлива.И топливо — если это уголь или нефть — изначально поступало от заводов, работающих на солнечная энергия. Суть проста: энергия всегда должна исходить от где-то.)

Переносные генераторы

Фото: портативный генератор электроэнергии, работающий от дизель. Фото Брайана Рида Кастильо любезно предоставлено ВМС США.

Большую часть времени мы принимаем электричество как должное. Включаем огни, телевизоры или стиральные машины без остановки думать, что электрическая энергия, которую мы используем, должна откуда-то прийти.А вдруг Вы работаете на открытом воздухе, в глуши, и нет Электроснабжение вы можете использовать для питания вашей бензопилы или вашего электродрель?

Одна из возможностей заключается в использовании аккумуляторных инструментов с аккумуляторы. Другой вариант — пойти на пневматические инструменты, такие как отбойные молотки. Они полностью механические и питаются от сжатый воздух вместо электричества. Третий вариант заключается в использовании портативный генератор электроэнергии. Это просто маленький бензиновый двигатель (бензиновый двигатель), похожий на компактный двигатель, который вы получаете на мотоцикле, с генератор электричества прилагается.Когда двигатель уходит, сжигая бензин, он толкает поршень взад-вперед, поворачивая генератор и производство постоянного электрического тока в качестве его выхода. С участием с помощью трансформатора, вы можете использовать такой генератор, чтобы производить практически любое напряжение, где вам нужно. Так как Пока у вас достаточно бензина, вы можете сделать свое собственное электричество поставлять на неопределенный срок. Но помни об энергосбережении: выбегай газа, и у вас кончается электричество!

Artwork: Технология генераторов быстро развивалась в 19 веке.Английский химик и физик Майкл Фарадей построил первый примитивный генератор в 1831 году. В течение нескольких десятилетий многочисленные изобретатели строили практические электрические генераторы. Этот («динамоэлектрическая машина») был разработан Эдвардом Уэстоном в 1870-х годах как способ «трансмутировать механическую энергию в электрическую с большей эффективностью, чем прежде». Он имеет статическое внешнее кольцо из магнитов (синее) и вращающуюся арматуру (катушки) в центре (красное). Коммутатор (зеленый) преобразует генерируемый ток в постоянный ток.Из патента США 180,082 переиздано 8141 Эдвардом Вестоном, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

Узнайте больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте, посвященные связанным темам:

видео

• Демонстрация электрического генератора ?: Отличное короткое видео доктора Джонатана Хэра и научного фонда Vega очень четко показывает, как перемещение катушки через магнитное поле может производить электричество.
• Простой генератор: электрический генератор для научной ярмарки: Уильям Бити дает пошаговое руководство по созданию простого генератора из легко доступных компонентов (эмалевый провод, магниты, картон и т. Д.).
• Генератор велосипедов: Как питать кухонный комбайн велосипедом от генератора (тип генератора электроэнергии). Довольно аккуратный эксперимент, хотя комментарий может быть немного яснее.

книг

Для пожилых читателей

Для младших читателей

статей

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты.

Статьи с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным наказаниям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2018. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Следуйте за нами

Поделиться этой страницей

Сохраните эту страницу на потом или поделитесь ею с помощью:

Вудфорд, Крис.(2009/2018) Генераторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/generators.html. [Доступ (Введите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте …