ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Автономные электроагрегаты применяются при нарушениях централизованного электроснабжения или его отсутствии. При использовании асинхронных электродвигателей в качестве генераторов электроэнергии переменного тока привлекают простота конструкции, относительно невысокая стоимость, надёжность в работе, широкое распространение.

Известна схема однофазного синхронного генератора на базе трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором (см. рисунок). Обмотку статора соединяют по схеме «треугольник», в одну из сторон которого включают конденсатор С1, а в другую - потребитель. Обмотку ротора замыкают через диоды, которые выбирают с учётом его паспортных данных. При таком включении асинхронный двигатель переводится в режим однофазного синхронного генератора со стандартным напряжением 230 В и частотой 50 Гц, приводом которого может являться двигатель внутреннего сгорания. Если генератор не возбуждается при синхронной частоте вращения, меняют местами выводы ротора, а если он теряет возбуждение при нагрузке, - выводы конденсатора и потребителя. Такой синхронный генератор не требует сложной системы стабилизации напряжения, однако, ток средней фазы ротора может превышать номинальное значение даже при относительно небольшой нагрузке.

С целью ликвидации последнего недостатка проведены испытания однофазного синхронного генератора на базе трёхфазного асинхронного двигателя с фазным ротором мощностью 2,8 кВт, номинальной синхронной частотой вращения 1500 об/мин при включе­нии двух конденсаторов С1 и С2 на выводы обмотки статора.

В таблице 1 приведены результаты испытаний генератора в режиме холостого хода при номинальной частоте вращения и напряжении у потребителя 230 В.

Таблица 1

Принципиальная электрическая схема однофазного генератора:

а) при одноконденсаторной схеме возбуждения;

б) при двухконденсаторной схемевозбуждения.

Для проверки работоспособности двухконденсаторной схемы возбуждения при всех соотношениях емкостей С1 и С2 от генератора пускался трёхфазный к.з. асинхронный двигатель мощностью 0,55 кВт с конденсаторной схемой включения и рабочей ёмкостью 32 мкФ. При соотношении емкостей С2/С1 до 1,37 генератор работает устойчиво и не теряет возбуждения, асинхронный двигатель уверенно запускается. При С2/С1 более 1,37 генератор неустойчив в работе. Ток в средней фазе ротора в режиме х.х. при двухконденса­торной схеме возбуждения заметно меньше, чем при одноконденсаторной. Так, при С1 = 36 мкФ и С2 = 37 мкФ ток ротора минимален и составляет 8,5 А.

При испытаниях генератора с активной и активно-индуктивной нагрузками при коэффициенте мощности 0,8 такое сочетание емкостей принято за оптимальное. Испытания генератора под нагрузкой проводились при одноконденсаторной (С 1=56 мкФ, С2=0) и двух­конденсаторной (С1=56 мкФ, С2=37 мкФ) схемах возбуждения. Испытания показали, что токи в фазах обмотки статора и ток в средней фазе ротора существенно зависят от нагрузки, однако, степень нагрузки генератора определяется, в основном, тепловыми возможностями обмотки ротора, т.е. ток в средней фазе ротора не должен превышать номинального значения.

В таблице 2 приведены результаты испытаний генератора под нагрузкой при токе в средней фазе обмотки ротора, равном номинальному (22,5 А).

Таблица 2

Анализ данных таблицы 2 показывает, что двухконденсаторная схема является предпоч­тительной, так как увеличение при ней суммарной емкости на 30% по сравнению с одноконденсаторной позволяет загружать генератор до тока, в 2 раза больше такового при одноконденсаторной схеме. При этом следует иметь в виду, что напряжение на конденсаторах несколько превышает 230 В.

Такой генератор может быть использован в качестве источника электроэнергии на садово-огородном участке для питания таких потребителей как заточной станок, соковыжималка, насос для подъёма воды из скважины, холодильник, лампы освещения, электродрель, электроплитка, радиоприёмник, телевизор и т.п.

В качестве привода генератора через клиноременную передачу может быть использован двигатель внутреннего сгорания автомобиля садовладельца.