ВНИМАНИЕ ! Доступ ко всем материалам имеют только зарегистрированные пользователи !

Почему мы используем Асинхронный Электрогенератор

Асинхронный генератор — это работающая в генераторном режиме асинхронная электрическая машина (ел.двигатель). При помощи приводного двигателя (в нашем случае ватродвигателя) ротор асинхронного электрогенератора вращается в одном направлении с магнитным полем. Скольжение ротора при этом становится отрицательным, на валу асинхронной машины появляется тормозящий момент, и генератор передает энергию в сеть.

Для возбуждения электродвижущей силы в его выходной цепи используют остаточную намагниченность ротора. Для этого применяются конденсаторы.

Асинхронные генераторы не восприимчивы к коротким замыканиям.

Асинхронный генератор устроен проще синхронного (например автомобильного генератора): если у последнего на роторе помещаются катушки индуктивности, то ротор асинхронного генератора похож на обычный маховик. Такой генератор лучше защищен от попадания грязи и влаги, более устойчив к короткому замыканию и перегрузкам, а выходное напряжение асинхронного электрогенератора отличается меньшей степенью нелинейных искажений. Это позволяет использовать асинхронные генераторы не только для питания промышленных устройств, которые не критичны к форме входного напряжения, но подключать электронную технику.

Именно асинхронный электрогенератор является идеальным источником тока для приборов, имеющих активную (омическую) нагрузку: электронагревателей, сварочных преобразователей, ламп накаливания, электронных устройств, компьютерную и радиотехнику.

Преимущества асинхронного генератора

К таким преимуществам относят низкий клирфактор (коэффициент гармоник), характеризующий количественное наличие в выходном напряжении генератора высших гармоник. Высшие гармоники вызывают неравномерность вращения и бесполезный нагрев электромоторов. У синхронных генераторов может наблюдаться величина клирфактора до 15%, а клирфактор асинхронного электрогенератора не превышает 2%. Таким образом, асинхронный электрогенератор вырабатывает практически только полезную энергию.

Еще одним преимуществом асинхронного электрогенератора является то, что в нем полностью отсутствуют вращающиеся обмотки и электронные детали, которые чувствительны к внешним воздействиям и довольно часто подвержены повреждениям. Поэтому асинхронный генератор мало подвержен износу и может служить очень долго.

На выходе наших генераторов идет сразу 220/380В переменного тока, который можно использовать напрямую к бытовым приборам (например обогреватели), для зарядки аккумуляторов, для подключения к пилораме, а также для параллельной работы с традиционной сетью. В этом случае Вы будете оплачивать разницу потребленной из сети и сгенерированной ветряком. Т.к. напряжение идет сразу промышленных параметров, то Вам не понадобятся различные преобразователи (инверторы) при прямом включении ветрогенератора к Вашей нагрузке. Например Вы можете напрямую подключить к пилораме и при наличии ветра - работать так, как если бы Вы просто подключились к сети 380В.

Смотреть видео запуска асинхронного генератора >>

ДОПОЛНЕНИЕ:

Если ротор асинхронной машины, включенной в сеть с напряжением U1, вращать посредством первичного двигателя в направлении вращающегося поля статора, но со скоростью n2>n1, то движение ротора относительно поля статора изменится (по сравнению с двигательным режимом этой машины), так как ротор будет обгонять поле статора.

При этом скольжение станет отрицательным, а направление э.д.с. Е1, наведенной в обмотке статора, а следовательно, и направление тока I1 изменятся на противоположное. В результате электромагнитный момент на роторе также изменит направление и из вращающего (в двигательном режиме) превратится в противодействующий (по отношению к вращающему моменту первичного двигателя). В этих условиях асинхронная машина из двигательного перейдет в генераторный режим, преобразуя механическую энергию первичного двигателя в электрическую. При генераторном режиме асинхронной машины скольжение может изменяться в диапазоне

− ∞ < s < 0,

при этом частота э.д.с. асинхронного генератора остается неизменной, так как она определяется скоростью вращения поля статора, т.е. остается такой же, что и частота тока в сети, на которую включен асинхронный генератор.

Ввиду того, что в генераторном режиме асинхронной машины условия создания вращающегося поля статора такие же, что и в двигательном режиме (и в том и в другом режимах обмотка статора включена в сеть с напряжением U1), и потребляет из сети намагничивающий ток I0, то асинхронная машина в генераторном режиме обладает особыми свойствами: она потребляет реактивную энергию из сети, необходимую для создания вращающегося поля статора, но отдает в сеть активную энергию, получаемую в результате преобразования механической энергии первичного двигателя.

В отличие от синхронных асинхронные генераторы не подвержены опасностям выпадения из синхронизма. Однако асинхронные генераторы не получили широкого распространения, что объясняется рядом их недостатков по сравнению с синхронными генераторами.

Асинхронный генератор может работать и в автономных условиях, т.е. без включения в общую сеть. Но в этом случае для получения реактивной мощности, необходимой для намагничивания генератора, используется батарея конденсаторов, включенных параллельно нагрузке на выводы генератора.

Непременным условием такой работы асинхронных генераторов является наличие остаточного намагничивания стали ротора, что необходимо для процесса самовозбуждения генератора. Небольшая э.д.с. Еост, наведенная в обмотке статора, создает в цепи конденсаторов, а следовательно, и в обмотке статора небольшой реактивный ток, усиливающий остаточный поток Фост. В дальнейшем процесс самовозбуждения развивается, как и в генераторе постоянного тока параллельного возбуждения. Изменением емкости конденсаторов можно изменять величину намагничивающего тока, а следовательно, и величину напряжения генераторов. Из-за чрезмерной громоздкости и высокой стоимости конденсаторных батарей асинхронные генераторы с самовозбуждением не получили распространения. Асинхронные генераторы применяются лишь на электростанциях вспомогательного значения малой мощности, например в ветросиловых установках.

Подробнее об асинхронных машинах: http://model.exponenta.ru/electro/0080.htm

Как я понял - если требуется

Как я понял - если требуется постоянный ток (для зарядки аккумуляторов), то нужно будет использовать выпрямитель. А как это повлияет на КПД установки?
И вообще - при всех указанных преимуществах асинхронного генератора - какова его эффективность (КПД преобразования) по сравнению с синхронным?

В статье упоминаются конденсаторы - много ли их нужно для нормальной работы ветряка?

1. После установки

1. После установки ветрогенератора Вы получаете такие же розетки, как и в квартире. Все их удобство - используется и в нашем случае. Основное отличие нашей установки - это то, что на выходе у нас привычные в быту 220/380В переменного тока. Как Вы обычно поступаете дома для зарядки аккумулятора ? Вставляете вилку, например, автомобильного зарядного устройства в розетку и вот Вам манна небесная ! А вот в других ветряках, наоборот, приходится получать переменку с помощью мощных инверторов и т.д.

2. Говорить о КПД здесь нет смысла. Мы и так пользуемся бесплатным источником энергии. Как уже говорилось ранее, забудьте об этом навсегда. Проще увеличить на 20 см диаметр ветроколеса и Вы перекроете все КПД редуктора, преобразователя и других наигранных параметров. 5м - диаметр ветроколеса с учетом всех этих погрешностей !

3. Конденсаторы - 3 шт. А чтобы совсем все стало понятно, смотрите: http://parus.z42.ru/subdmn/parus/node/459 - там и прекрасная статья прикреплена...

Благодарю за ответ. На счёт

Благодарю за ответ.

На счёт постоянного тока - планирую дом с полной автономией, будет блок аккумуляторов (около 800-1000 А/ч). Поэтому мне интересно, насколько эффективно преобразовывать получаемое сразу на ветряке 220 в 24/48 для зарядки аккум-ов. Сколько будет теряться энергии на выпрямителе?

В идеале, полагаю, нужен блок автоматики, которая будет перераспределять энергию в системе, типа:
- есть ветер, есть нагрузка - ветряк подаёт ток сразу в сеть
- есть ветер, нет нагрузки - идёт зарядка аккумуляторов
- нет ветра (или слишком слабый), есть нагрузка - работают аккумуляторы + инвертер

как-то так...

Именно с такой логикой мы и

Именно с такой логикой мы и ведем разработку ещё одного устройства:
@Зарядное устройство для зеленой энергетики. Немного подробнее Вы можете прочитать об этом здесь: http://parus.z42.ru/subdmn/parus/node/488

Вы абсолютно правильно понимаете все процессы, только мы ещё совместим все это с Солнечными Батареями и получим гибридную систему.

Интересные у вас разработки

Интересные у вас разработки :))
Как раз то, о чём я и думал. Разве что, солнечных батарей я бы больше 500 ватт не ставил - уж больно дорогие они (хотя в нашем регионе солнечных дней довольно много).

Ещё вопрос - а как ведёт себя асинхронный двигатель на сильном морозе, при хорошем ветре? Происходит ли обмерзание, возможно ли заклинивание и т.п.?
Происходит ли, при вращении, естественный нагрев узлов двигателя?
(у нас тут уже неделю -37-40)

Вообще знаете, в этом году - какая-то очередная аномалия

Вообще знаете, в этом году - какая-то очередная аномалия, наверное
связанная с глобальным потеплением. Все очень резко поменялось.
У нас в этом году уже 5 недель подряд стоит крутой антициклон с
высоким давлением и температурой -30-40 град. Такого не было на моей
памяти. Да понижалась температура на крещение. Да бывает пару недель -
самых холодных в году... а здесь такая засада, вот уже с 25 декабря.
Поэтому имеем возможность тестирования при сверх низких температурах.
Смотрите: http://parus.z42.ru/node/497

И вот что имеем:
1. Как правило при очень низких температурах - нет ветра.
2. В редуктор залито трансмиссионное масло с рабочей температурой -40 град.
3. Конечно наблюдается затрудненное вращение, но ветра тоже нет. Поэтому все что у нас здесь было - это редкие порывы ветра иногда достигающие 3 м/с - генерация начинается, но тут же и заканчивается...

Ситуацию усугубляет еще и то, что ветряк установлен практически в
центре города (у ЖД вокзала). А здесь с одной (самой ветреной стороны) - гора, а с другой 9 этажки. Ну короче самые плохие условия. Но наша задача -
здесь показать что он работает, а уж данные потихоньку накопятся. Это
живая реклама на месте! Планируем в этом году установить еще ветряки в
других местах.

Данные будут поступать со всех устройств на сервер и думаю все будет
нормально. К тому же Power-Анимометр будет готов только через месяц.

Короче ждем повышения температуры, а в месте с ним ветер !
А в такую погоду и Солнечные Батарии работают хорошо!

В идеале, полагаю, нужен блок

В идеале, полагаю, нужен блок автоматики, которая будет перераспределять энергию в системе, типа:
- есть ветер, есть нагрузка - ветряк подаёт ток сразу в сеть
- есть ветер, нет нагрузки - идёт зарядка аккумуляторов
- нет ветра (или слишком слабый), есть нагрузка - работают аккумуляторы + инвертер

Мы это называем системой приоритетов.

Автономный режим эксплуатации

Автономный режим эксплуатации вашего ветрогенератора возможен без буферного каскада (аккумулятора, контроллера и инвертора), но лишь для потребителей не критичных к изменению частоты генерируемого напряжения (кипятильник и т. п.). Имеются ли у вас решения стабилизации по частоте для полноценного использования ветроустановки на базе асинхронного ветрогенератора?
Параллельная работа с электросетью это замечательно, но прорабатывали ли вы правовую сторону такого использования ветрогенератора? (местные электросети могут быть против например).
Спасибо.

1. Про частоту. Вполне

1. Про частоту.
Вполне возможно,что иные обогреватели (отличные от обычных ТЭНов) - не смогут работать правильно,- разброс по частоте все же наличествует - и довольно серьезный. Но активной нагрузке - это по- барабану,(и большинству бытовых приборов имеющих импульсные блоки питания).
Поэтому Мы никак не усложняем конечное оборудование и не применяем стабилизацию частоты

2. Про автономную работу.
В таком режиме работы, как не крути применяются аккумуляторы инверторы и т.д. Здесь также нет необходимости стабилизации частоты. Все домашние приборы садятся на инвертор. А отопление - напрямую.

3. Параллельная работа.
НЕТ ЗАКОННОЙ БАЗЫ для предъявления претензий - в стране ДЕСЯТКИ тысяч АД и включаются и выключаются одновременно - НЕ ИЗМЕНЯЯ параметры сети.
Вы имеет ПОЛНОЕ ЗАКОННОЕ право использовать ЛЮБОЙ серийный, сертифицированный двигатель - в своем подворье.

И абсолютно никого не волнует ВЫ ЕГО ЛИЧНО крутите или он,(двигатель) чего-то крутит.

Закон на Вашей стороне,потому как АД генерирует в сеть(а это Ваша сеть - после абонентского ввода) ТОЛЬКО активную мощность. Так устроены асинхронные машины.Они не изменяют частоты(асинхронные), не имеют коллекторов и т.д.

А вот СИНХРОННЫЕ машины как раз портят характеристику сетевого напряжения.

Были даже случаи - доходило до суда,но ЗАКОН на Вашей стороне.
Разумеется - если использовать - рекомендованную нами схему включения.

Спасибо! Узнал много

Спасибо!
Узнал много интересного для своего будущего диплома!

1. Синхронный это более

1. Синхронный это более дорогой и менее долговечный генератор.
2. Для зарядки АКБ требуется не так много энергии по сравнению с включенными котлами или нагревателями воды. Поэтому мы не заморачиваемся с ней. Ведь основные потребители это совсем даже не АКБ.
3. Мы только готовимся к следующему устройству - универсальное зарядное устройство. Вот когда оно будет в действии, вот тогда и будем обсуждать эффективность и прочее.
4. Про Конденсаторы - читайте статью внимательнее. их требуется всего 3, соответствующей ёмкости.

постоянная скорость ветра

хочу прежде всего выронить свое восхищение. спасибое большое за разработку, и успехов в развитии как устройства так и строительства дома.

теперь хочу спросить совета,
правильно ли
я понимаю все и ответа.

1) если ветер постоянный то все потребители автоматом работают
от ветрогенератора, верно?
2) почему ограничение в 15квт? а если поставить на 45 или 75квт?
3) если скорость ветра постоянная всегда, то какие можно узлы исключить из установки. почему спрашиваю, есть на производстве у нас так называемый пылесос производственный с нагоняемым потом воздуха и который потом выходит за пределы цеха в никуда. от сюда идея, если поставить под выход трубы ваш генератор, то он будет постоянно получается вырабатывать напряжение. так как поток воздуха у нас всегда один и тот же. плюс минус пару процентов. не весьма значительно я думаю.

И какого диаметра, как Вы

И какого диаметра, как Вы считаете можно будет воткнуть туда ветряк ?


Уважаемые посетители сайта !
Администрация просит Вас оставлять отзывы о прочитанном материале или о деятельности сайта в целом. Для этого Вы можете зайти в гостевую книгу или добавить комментарий в конце материала !