В контакте

Данные для переделки асинхронника в генератор



ротор асинхронного двигателя на неодимовых магнитах


немного вводной информации по переделке асинхронных двигателей в генератор
Переделка асинхронного двигателя довольно популярный метод изготовления генератора для ветрогенератора. Асинхронные двигатели с малым количеством полюсов рассчитаны на высокие обороты, к примеру двух-полюсные на 3000 об/м, но для ветрогенераторов нужны низкие обороты, по этому нужно выбирать самые низко-оборотистые двигатели. Сейчас в доступности самые низко-оборотистые на 750 и 1000 об/м, соответственно на 8 и 6 полюсов.

Двигатели на 2-4 полюса приходится перематывать чтобы сделать больше количество полюсов, это достаточно сложно и затратно, а двигатели на 6-8 полюсов можно не перематывать и использовать как есть. Вся переделка двигателя в генератор заключается в переделке ротора на неодимовые магниты. Делается это достаточно просто, родной ротор просто протачивается на толщину магнитов (к примеру 5 мм), далее ротор делится на количество полюсов (к примеру 8) и на полюса наклеиваются магниты.

Магниты подбираются небольших размеров и из них набираются полюса. К примеру двигатель АИР112MB8 3 кВт имеет ротор диаметром 131 мм, а длинна 130 мм. Значит длинна окружности ротора (130 мм*3,14=408,2 мм), но мы протачиваем ротор на 5 мм, значит (130 мм-10 мм*3,14=376.8 мм) делим на количество полюсов (376.8:8=47.1 мм) и получаем ширину полюса 47.1 мм. Магниты возьмём 30*10*5 мм, их поместится 4 ряда в полюсе и останется зазор в 7 мм между полюсами. По длине ротор 130 мм, а у нас как-раз 4 магнита по длинне 120 мм, и получается на ротор нужно по 16 магнитов на полюс, а всего понадобится 128 магнитов.

Можно использовать магниты любых других удобных размеров для набора полюсов. Магниты клеятся на супер-клей и другие клеи, а после наклейки оборачивается ротор скотчем и заливается эпоксидной смолой. Чтобы наиболее эффективно использовать магниты нужно делать минимальный зазор между магнитами и статором, тогда диаметр ротора с магнитами делают по диаметру статора, чтобы он на миллиметр не заходил в статор. После наклейки и заливки магнитов ротор подгоняют в статор шлифуя магниты, стачивают по немногу и пробуют вставлять в статор, добиваются того чтобы магниты были как можно ближе к зубам статора и при этом ротор вращался свободно без зацепов статора. При шлифовке очень важно не перегреть магниты, можно шлифовать на болгарке поливая водой, или на токарном станке.

асинхронный двигатель на неодимовых магнитах

Вообще желательно сделать новый цельно-металлический ротор под магниты, или на родной ротор асинхронника под магниты одеть металлическую гильзу. Так магниты будут работать гораздо эффективнее, и хватит толщины 3-4 мм, а если не ставить гильзу, то магниты желательно ставить потолще, к примеру 6-10 мм.

Ниже представлены данные по асинхронным двигателям, размеры, толщина обмоточного провода, количество полюсов, сопротивление обмотки и прочее. Атак-же расчёт мощности переделанного генератора на различных оборотах при работе на аккумуляторы напряжением 12/24/48 вольт. За основу расчёта я взял магнитную индукцию равной 1 Тл, но на практике она может быть больше или меньше, всё зависит от толщины магнитов, плотности заполнения полюсов. Если будет протачиваться родной ротор и без металлической гильзы, то при толщине магнитов 5 мм марки n50 магнитная индукция будет 0.8 Тл примерно, если магниты толщиной 8-10 мм, то магнитная индукция будет 1-1.2 Тл. А если с гильзой или с цельно-металлическим ротором, то при толщине магнитов 5-6 мм магнитная индукция составит около 1-1.2 Тл

Асинхронный двигатель АИР100L6 2,2 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 168 мм, внутренний диаметр 113 мм, длина статора 120 мм, число зубов 36.
Обмотка: число проводников в пазу 42, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2.39 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013---
120265,4/70--
1803910.8/1405,4/140-
2405216.2/21110,8/281-
3006521.6/28116.2/4224,5/247
3607827/35221/56310/540
4209132.5/42227/70415/832
60013048/63343/112631/1710
90019575/98570/183058/3172

Асинхронный двигатель АИР100L8 1.5 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 168 мм, внутренний диаметр 117 мм, длина статора 120 мм, число зубов 48.
Обмотка: число проводников в пазу 48, диаметр провода 1,01 мм, трехфазный, сопротивление фазы 3.7 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60171/13--
120345,6/732/56-
1805110/1306.7/175-
2406814.8/19311,3/2954,3/244
3009522/28818.6/48411.6/604
36011226.7/34723.2/60416.2/843
42012931/40727.8/72320.8/1082
60017042.4/55138.9/101131.8/1658
90025565.4/85061.8/160954/2852

Асинхронный двигатель АИР112MA6 3 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 100 мм, число зубов 54.
Обмотка: число проводников в пазу 28, диаметр провода 1,19 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013--
90193/39--
120266.5/84--
1803913/1696.5/169-
2405219.5/25313/338-
3006526/33819.5/5076.5/338
3607832.5/42226/67613/676
4209139/50732.5/84519.5/1014
60013058.5/76052/135231.8/39/2028

Асинхронный двигатель АИР112MA8 2.2 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 100 мм, число зубов 48.
Обмотка: число проводников в пазу 40, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 2.6 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60171.5/20--
90348/1053/80-
1205114.6/1909.6/250-
1806831/27516/4206.1/320
2408527/36022.6/59012.6/550
30011238/49533/86023/1200
36012944.6/57939.6/103029.6/1540
42014651/66546/120036/1880
60016357.6/75052.6/137042.6/2220

Асинхронный двигатель АИР112MB8 3 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 191 мм, внутренний диаметр 132 мм, длина статора 130 мм, число зубов 48.
Обмотка: число проводников в пазу 31, диаметр провода 1,25 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1.93 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60172/26--
903411/1434.2/109-
1205120/26013.1/242-
1806828.9/37622.1/5748.4/437
2408537.8/49231/80717.3/903
30011252.1/67745.2/117631.5/1642
36012961/79354.2/140940.5/2107
42014670/91063.1/164249.4/2572
60016378.9/102672.1/187458.4/3037

Асинхронный двигатель АИР132S6 5.5 кВт

Число полюсов 6, 1000 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 225 мм, внутренний диаметр 154 мм, длина статора 115 мм, число зубов 54.
Обмотка: число проводников в пазу 21, диаметр провода 1,13 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1 Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
6013--
90196/78--
1202613/169--
1803926/33813/338-
2405239/50726/676-
3006552/67639/101413/676
3607865/84552/135226/1352
4209178/101465/169039/2028
600130117/1521104/270478/4056

Асинхронный двигатель АИР132S8 4 кВт

Число полюсов 8, 750 об/м.
Размеры статора: наружный диаметр 222 мм, внутренний диаметр 158 мм, длина статора 112 мм, число зубов 48.
Обмотка: число проводников в пазу 28, диаметр провода 1,48 мм, трехфазный, сопротивление фазы 1,24Ом.

Примерная мощность на АКБ 12/24/48 вольт при соединении треугольником

Обороты ( об/м)Напряжение ХХАКБ 13 V А/Ватт*чАКБ 26 V А/Ватт*ч АКБ 52 V А/Ватт*ч
60173,2/41--
903416.9/2206,4/127-
1205130.6/39820/524-
1806844.3/52633.8/88012.9/670
2408558/75447.5/123726.6/1383
30011279.8/103769.3/180348.3/2516
36012993.5/121683/215962/3229
420146120/157296.7/251675.8/3941
60016357.6/750110/287289.5/4654

Множество двигателей не имеет смысла просчитывать, думаю представленной информации выше достаточно для того чтобы понять что получится из асинхронного двигателя различных размеров. Думаю что вполне можно и четырёх-полюсные на магниты переделывать, и даже двух-полюсные, но мощность будет ниже. Так-же я посчитал мощность при соединении фаз треугольником так-как при таком соединении сопротивление генератора меньше и следовательно ток зарядки выше. Но можно соединять и звездой, напряжение при этом поднимется в 1,7раза выше, но и сопротивление тоже, зато зарядка начнётся при ещё более низких оборотах.

Маломощные асинхронные двигатели от 0.18 до 1 кВт без перемотки статора не подходят для ветрогенераторов, энергию конечно давать будут, но из-за большого сопротивления обмоток ток зарядки будет очень маленький. Например 6-ти полюсной двигатель мощностью 0.55 кВт имеет сопротивление фазы 22Ом, и при 600 об/м мощность будет всего (130-13:22=5,3*13=69) 69ватт на АКБ 12вольт, а на 48вольт около 180ватт.

Винт для генератора можно рассчитать и изготовить из ПВХ труб, или сделать из дерева. Програ ммка по расчёту лопаситей описана в этой статье - Расчёт лопастей для ветрогенератора