Génératrice asynchrone : dispositif et principe de fonctionnement

Générateur asynchrone Est un dispositif grâce auquel il est possible d'alimenter en électricité des équipements industriels, ainsi que des appareils électroménagers. Ce type d'unités se caractérise par sa facilité d'utilisation et sa conception pratique.

Le générateur a une structure simple. Les principaux éléments de l'appareil sont :

• rotor;
• stator.

Le premier est une pièce mobile, et le deuxième élément conserve sa position pendant le fonctionnement. Dans l'unité, il n'est pas immédiatement possible de remarquer les enroulements du fil, pour la fabrication desquels le cuivre est généralement utilisé. Cependant, il existe des enroulements, seuls ils sont constitués de tiges d'aluminium et ont des caractéristiques améliorées.

Espace intérieur rempli de plaques d'acier, et les tiges d'aluminium elles-mêmes sont enfoncées dans les rainures prévues dans le noyau de l'élément mobile. Le rotor est situé sur l'arbre du générateur et repose lui-même sur des roulements spéciaux. La fixation des éléments de l'unité est assurée par deux couvercles qui serrent l'arbre des deux côtés. Le corps est en matériau métallique. Certains modèles sont en outre équipés d'un ventilateur pour refroidir l'appareil pendant le fonctionnement, et il y a des ailettes sur le boîtier.

L'avantage des générateurs est la possibilité de leur utilisation dans un réseau avec une tension à la fois de 220 V et avec des taux plus élevés. Pour une connexion correcte de l'unité, il est nécessaire de sélectionner un circuit approprié.

La tâche principale du générateur est de générer de l'énergie électrique au moyen d'énergie mécanique :

• vent;
• hydraulique;
• interne converti en mécanique.

Lorsque le rotor commence à tourner, des lignes de force magnétiques se forment dans son contour. Ils traversent les enroulements prévus dans le stator, entraînant une force électromotrice. C'est elle qui est responsable de l'apparition du courant dans les circuits. Cela se produit en connectant des charges actives à l'appareil.

Un point important à considérer pour un bon fonctionnement est dans le suivi de la vitesse de rotation de l'arbre... Elle doit être supérieure à la fréquence à laquelle le courant alternatif est généré. Le dernier indicateur est réglé par les pôles du stator. En termes simples, dans le processus de production d'électricité, il est nécessaire d'assurer le décalage de fréquence. Ils devraient être à la traîne par la quantité de glissement du rotor.

Lorsque l'arbre tourne sous l'influence d'une impulsion externe obtenue grâce à l'utilisation d'énergie mécanique et d'un magnétisme résiduel, la propre CEM de l'appareil apparaît. En conséquence, les deux champs - mobiles et fixes - interagir les uns avec les autres de manière dynamique.

Le courant obtenu dans l'AG a de petites valeurs. Pour augmenter la puissance de sortie, vous aurez besoin augmentation de l'induction magnétique.

Les générateurs asynchrones sont populaires et parmi les avantages de telles stations figurent:

• résistance à la surcharge et au court-circuit ;
• conception simple;
• un faible pourcentage de distorsion non linéaire ;
• performances stables en raison de la faible valeur du facteur clair;
• stabilisation de la tension de sortie.

Lorsqu'il est connecté, le générateur émet une petite quantité chaleur réactive, par conséquent, sa conception ne nécessite pas l'installation de dispositifs de refroidissement supplémentaires. Cela permet une étanchéité fiable de la cavité interne de l'unité pour la protéger de l'humidité, de la saleté ou de la poussière.

En raison de leurs avantages, les générateurs sont activement utilisés comme sources d'électricité dans les domaines et les domaines suivants :

• transport;
• industriel;
• national;
• agricole.

On trouve aussi des unités puissantes dans ateliers de réparation automobile. De plus, leur conception simplifiée permet aux appareils d'être utilisés comme sources d'énergie électrique. Des appareils y sont connectés pour le soudage, et aussi avec leur aide, ils organisent l'approvisionnement en nourriture d'importants établissements de santé.

Ainsi, même les villages et les fermes éloignés des réseaux centraux peuvent s'approvisionner en énergie.

La principale différence entre un générateur asynchrone et un générateur synchrone est la modification conception de rotor... Dans le deuxième mode de réalisation, le rotor utilise des enroulements de fil. Pour organiser le mouvement de rotation de l'arbre et créer une induction magnétique, l'unité utilise une source d'alimentation autonome, qui est souvent un générateur de puissance plus faible. Il est placé parallèlement à l'axe sur lequel se trouve le rotor.

L'avantage d'un générateur synchrone est la génération d'énergie électrique propre. De plus, l'appareil se synchronise facilement avec d'autres machines similaires, et c'est aussi une différence.

Le seul inconvénient tenir compte de la susceptibilité à la surcharge et au court-circuit. En outre, il convient de noter que la différence entre les deux types d'équipement réside dans le prix. Les unités synchrones sont plus chères que les unités asynchrones.

Quant au facteur clair, son indicateur est beaucoup plus faible pour les unités asynchrones. Par conséquent, on peut affirmer que ce type d'appareil génère du courant électrique pur sans aucune pollution. Grâce à l'action d'une telle machine, il est possible d'assurer un fonctionnement plus fiable :

• UPS;
• chargeurs;
• récepteurs de télévision de nouvelle génération.

Le démarrage des modèles asynchrones est rapide, cependant, il nécessite une augmentation des courants de démarrage, qui déclenchent la rotation de l'arbre. L'avantage est qu'au cours du travail la structure subit des charges moins réactives, grâce à quoi il a été possible d'améliorer les indicateurs du régime thermique. De plus, le fonctionnement des générateurs asynchrones est plus stable quelle que soit la vitesse de rotation de l'élément mobile.

Il existe plusieurs classifications de générateurs asynchrones. Ils peuvent différer selon les facteurs suivants.

• Type de rotor - la partie tournante de la structure. Aujourd'hui, les unités fabriquées de ce type prévoient un rotor à phase ou à cage d'écureuil dans leur conception. Le premier est équipé d'un enroulement inductif, qui est un fil isolé. Avec son aide, il est possible de créer un champ magnétique dynamique. La deuxième option est une structure unique qui a une forme cylindrique. A l'intérieur se trouvent des goupilles équipées de deux bagues de verrouillage.
• Le nombre de phases de travail. Ils désignent les enroulements de sortie ou de stator situés à l'intérieur de l'appareil. Dans ce cas, le week-end peut comporter une ou trois phases. Cet indicateur détermine le but du générateur. La première option est disponible pour un fonctionnement à une tension de 220 V, la seconde - 380 V.
• Diagramme de connexion... Il existe plusieurs façons d'organiser le fonctionnement d'un générateur triphasé. Il est possible de connecter les bobines à l'appareil en utilisant une connexion en étoile ou en triangle. Ils peuvent également être placés sur les pôles de l'élément fixe - le stator.

Aujourd'hui divers variations de moteurs asynchrones... Il peut être monophasé ou triphasé pour le raccordement. Il peut être pourvu de plusieurs enroulements ou de la modernisation de la conception du rotor. Cependant, dans tous les cas, les schémas de connexion de l'appareil restent inchangés.

Parmi les schémas courants figurent les suivants.

• "Star". Dans ce cas, il est nécessaire de prendre les extrémités des enroulements du stator et de les connecter en un point. La méthode convient principalement aux générateurs triphasés qui doivent être connectés à une ligne triphasée à une tension plus élevée.

• "Triangle". C'est une conséquence de la première option, seule la connexion se produit de manière séquentielle. En conséquence, il s'avère que la fin du premier enroulement est connectée au début du deuxième, la fin du deuxième - au début du troisième, et ainsi de suite. L'avantage de cette méthode est la possibilité de générer une puissance maximale pendant le fonctionnement de l'unité.

• "Etoile-triangle". Cette méthode a intégré les avantages des deux précédentes. Il permet un démarrage en douceur et une puissance élevée. Pour vous connecter, vous devrez utiliser un relais temporisé.

Chaque générateur est connecté au système via un certain schéma qui détermine comment l'électricité est produite. Chacune de ces méthodes implique le placement rationnel des fils des enroulements d'un élément fixe entre les pôles de son noyau, seulement dans ce cas, la connexion de ces fils est réalisée de différentes manières.

Pour commencer, il convient de préciser que cela ne fonctionnera pas de créer une station mobile asynchrone à partir de zéro... Le plus que l'on puisse faire est de fabriquer le rotor sans modification ou de mettre à niveau le moteur de type asynchrone vers une conception alternative.

Pour effectuer des travaux de modernisation du rotor, il suffit de s'approvisionner en ready-made stator du moteur et effectuer une série d'expériences. L'idée principale derrière l'assemblage d'un générateur maison est d'utiliser des aimants en néodyme. Avec leur aide, il sera possible de fournir au rotor le nombre de pôles requis pour générer de l'énergie électrique.

En collant les aimants sur la pièce, qui doit d'abord être plantée sur l'arbre, et en respectant la polarité et l'angle de décalage, il sera possible d'obtenir le résultat souhaité. Vous aurez besoin de beaucoup d'aimants, la quantité minimum est de 128 pièces. La conception finie du rotor est adaptée au stator. Lors de l'exécution de cette procédure, il est nécessaire de prévoir un espace entre les dents et les pôles magnétiques du rotor. Il devrait être minime.

Dans le processus, il est important de refroidir régulièrement la structure.pour éviter la déformation et la perte des propriétés magnétiques. Si tout est fait correctement, le générateur fonctionnera correctement.

Il n'y a qu'un seul problème qui peut survenir dans le processus de création d'un générateur asynchrone. Il est difficile de faire une conception de rotor idéale à la maison., par conséquent, s'il est possible d'utiliser un tour, il vaut mieux ne pas le négliger. Il faut également beaucoup de temps pour ajuster et retravailler les pièces.

Une autre option pour obtenir un générateur est conversion de moteur à induction utilisé dans les voitures... De plus, vous devez acheter un électro-aimant dont la puissance répondra aux exigences relatives aux futurs équipements. Il convient de noter que lors de la recherche d'un moteur, vous devez tenir compte du fait que sa puissance est la moitié de la valeur que vous souhaitez atteindre dans le générateur.

Pour obtenir le design souhaité et organiser son fonctionnement efficace, vous devrez acheter 3 modèles de condensateurs... Chaque élément doit pouvoir supporter des tensions de 600 V.

La puissance réactive d'un générateur de type asynchrone est liée à la capacité du condensateur, elle peut donc être calculée à l'aide de la formule. Il est à noter que lorsque la charge augmente, la puissance du générateur augmente. Ainsi, afin d'atteindre une tension stable dans le réseau, il sera nécessaire d'augmenter la capacité des condensateurs.

Voir la vidéo suivante sur le principe de fonctionnement d'un générateur asynchrone.