В нашей стране существует множество мест, где отсутствует электричество. В основном это удаленные от населенных пунктов частные постройки, наполовину заброшенные поселения и труднодоступные районы. Электрификация таких мест дорогостоящее и весьма трудное занятие, поэтому в некоторых случаях имеет смысл установки автономного генератора. Его можно собрать своими руками буквально за один вечер и использовать для запитки бытовой техники и другой аппаратуры. Учитывая стоимость готового изделия не каждый может приобрести и обслуживать генератор. Предлагаю Вашему вниманию широко распространенную схему генератора небольшой мощности для самостоятельной сборки. Здесь мы будем говорить только о самом генераторе, поскольку привод может быть разным. Для приведения в действие вала генератора может быть использовано водяное колесо, лопасти самодельного ветряка или любой двигатель на бензине или другой горючей смеси и даже паровая машина. Скорость вращения вала генератора будет зависеть от выбранного вами привода, а также от редуктора, ессли предполагается тихоходный привод.

С подобными проблемами, кстати, столкнулись в США, Канаде и других странах с большими территори­ями. Стало ясно, что электрификация начинает как бы вступать в новую фазу, которую решать путем центра­лизованного производства электроэнергии уже не вы­годно. Гораздо выгоднее использовать автономные электростанции на один –два дома. В последнее время развернулось массовое производство мини-электростанций мощнос­тью 0,5 — 10 кВт. Они экономичны и надежны, запус­каются простым нажатием кнопки, рассчитаны на от­дельную ферму или отдельный дом. По зарубежным меркам они стоят совсем недорого: примерно месячный заработок рабочего средней квали­фикации. В нашей стране соотношение цен совсем иное. Мини-электростанции сельскому жителю практически недоступны. Остается лишь делать их самостоятельно.

И все же малая электростанция может оказаться дешевой, если исполь­зовать как генератор обычный асинхронный двигатель. Электродвигателей, разных по конструкции и принци­пам работы, известны сотни. Асинхронные двигатели отличаются исключительной простотой и надежностью. Однофазный двигатель чаще всего имеет на статоре две обмотки, трехфазный — три. Статор набран из отдельных пластин электротехнической стали.

 Эта сталь под действием внешнего магнитного поля, меняющего свое направление, быстро и легко перемагничивается. Из пластин такой же стали сделан ротор. Он не имеет обмотки в обычном смысле этого слова. Роль ее выполняют запрессованные в него толстые медные стержни. Ток в них возникает под действием переменного магнитного поля обмоток, поэтому какие- либо контакты для подачи тока не требуются. Ротор получается очень дешевым и прочным, а двигатель в целом чрезвычайно надежным и долговечным.

Случалось, что такие электромоторы работали до 50 лет и более. Старые образцы отличаются солидны­ми габаритами и весом, поэтому их считают устарев­шими и заменяют новыми. Если начать вращать вал такого двигателя, то на его клеммах появится напряжение в десятые доли воль­та, поскольку и статор и ротор размагничены не полно­стью. Толку от такого генератора мало. Но если парал­лельно каждой фазе двигателя включить конденсатор на 50 — 100 мКф, то через него пойдет ток, который усилит магнитное поле. Оно начнет создавать все более сильный ток, и в конце концов двигатель превратится в полноценный генератор трёхфазного тока. Напряжение будет зависеть от скорости вращения ротора, а мощность от привода.

Поскольку для освещения дома вполне достаточно однофазного тока, то в любом асинхронном двигателе, предназначенном для переделки в генератор, вы мо­жете использовать только одну фазу. Это означает, что обмотки других могут иметь обрыв или даже вооб­ще отсутствовать. Таким образом, вам подойдет прак­тически любой двигатель со свалки, лишь бы легко вращался его вал.

На этикетке асинхронного двигателя обычно указыва­ются номинальная мощность и число оборотов. Посколь­ку если в режиме генератора мы будем получать от дви­гателя однофазный ток, используя лишь одну фазу из трех, то и максимальная мощность будет не более одной трети от номинальной. Если номинальная скорость вращения вала двигателя составляет 3000 об/мин, то генератор можно соединить с двигателем бензопилы непосредственно, если меньше — потребуется понижающая передача.

Собрав свою электростанцию, присоедините к клем­мам выбранной катушки конденсаторную батарею ем­костью 50 — 100 мкФ и рабочим напряжением не ме­нее 400 В. При первом испытании следует нагрузить генератор несколькими включенными параллельно лампами накаливания на общую мощность 150 — 200 Вт. После этого запускайте бензиновый мотор и, регу­лируя число его оборотов при помощи дроссельной зас­лонки, добейтесь, чтобы на лампы устойчиво подава­лось напряжение 220 В. После этого полезно измерить число оборотов вала. Если оно отличается от номиналь­ного, значит, частота переменного тока не равна 50 Гц. Для работы ламп и электроинструмента это не имеет значения. Что касается телевизоров или компьютеров, то их подключать к генератору не следует. В простей­шей электростанции всегда может произойти случай­ное изменение напряжения и частоты, которое выведет их из строя. Избежать этого можно лишь установкой на электростанции систем автоматической стабилиза­ции частоты.

Если вам нужно запитать приборы от 380 Вольт, то для соединения статорных обмоток подойдет схема «звезда». Для этого соедините начало всех намоток вместе, а концы подключите к соответствующим емкостям.

Для получения напряжения в 220 вольт - следует использовать схему, приведенную выше.

Более подробно о сборке и настройке таких генераторов можно почитать тут. 

По материалам В.Хортова, кандидата технических наук.