Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Vše o tomto tématu - teorie, praxe, konkrétní projekty i produkty. Osvětlení, topidla, vařiče a související.
Odpovědět
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Zdravím.

Chtěl bych se zeptat, jestli tu někdo máte informace, jak předělat třífázový asynchronní motor na generátor.

Jasně, dá se přetočit když je připojen na síť.

Ale mě by zajímalo, jestli se dá nějak snadno dostat do generátorového režimu bez připojení k síti. Řekněme zbytkový magnetismus, nějaká zátěž na fázích aby tudy tekl proud a pak by se mohlo vygenerovat magnetické pole a to generovat ve statorových cívkách elektřinu.
Ale nemám v tomto oboru detailní odborné znalosti.
Co to může dělat při nižších otáčkách? Poklesne spíše napětí nebo proud?
Zkoušel jste si s tím už někdo hrát ?
Raději se zeptám, než koupím metrákový motor za pár tisíc a rozvrtám ho v dílně na kovošrot.

Co s tím chci dělat:
Chtěl bych nějaký robustní bezúdržbový generátor k větrné elektrárně s prakticky neomezenou životností.
Napětí 48V, výkon dle síly větru 200-2000W. Otáčky můžu zpřevodovat v nižších stovkách dle potřeby ale nechtěl bych na tisíce, pak jsou velké ztráty na mechanice a asi by to dost hlučelo.

Originální generátory se nevyplatí a permanentní magnety časem slábnou.

Tak si říkám, vzít nějaký výkonný elektromotor, kterých se všude válí spousta a trochu ho upravit. K tomu třífázový usměrňovací můstek. Když bude ve špičce dávat vinutí při nižších otáčkách nižší napětí - řekněme 60V / 30A tak by to bylo super. Většinu času počítám s výkonem v nižších stovkách Wattů.
Chtěl bych to jako doplněk k FVE pro dny jako jsou teď. U nás celkem dost fouká, ale osvit je mizerný.
BOB2016
Příspěvky: 138
Registrován: 23.01.2018 9:50
Pohlaví: muž

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od BOB2016 »

Z asynchronneho motora s kotvou nakratko neurobis nikdy generator.
3 F motor s kotviu nakratko pozostava z vinutia v statore, na ktore ked sa pripoji sietove napatie tak zacne vytvarat tocive magneticke pole.
V kotve nakratko sa generuje napätie tecie prud a vznika "magnet" ktory je mechanicky spojeny s rotorom a ten sa potom otaca.

Ak zacnes len otacat rotorom asynchronneho motora, tak nevznika ziadne magneticke pole!
99% asynchronnych trojfazovych motorov je vyrobenych s kotvou nakratko.
Pez
Příspěvky: 802
Registrován: 29.01.2020 16:14
Pohlaví: muž

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Pez »

Čistě teoreticky máš pravdu ale použité motory mají zbytkový magnetismus takže jako generátor fungují. Lépe řečeno fungují ale ne moc ideálně a k větrné el. nejsou vhodné, potřebují stabilní otáčky na vstupu. Např pro vodní jsou v pohodě.
Trace
Příspěvky: 768
Registrován: 21.01.2016 22:17

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Trace »

Pár tipů:

1) Je mnohem lepší mít více méně výkonných větrných turbín, než jednu o velkém výkonu (https://windcatching.com/)
- pokud ti odejde jedna velká turbína s připojeným generátorem, nemáš nic. Pokud ti odejde jedna z mnoha malých generačních jednotek, snadno ji vyměníš a energii furt máš
- proto bych se nebál použít staré motory různého typu - alternátor z autovrakoviště, motor s magnety z klimatizační jednotky atd. Že magnetické pole časem mizí? Tak sebereš z vrakáče nový.


2) výběr větrné turbíny - "klasické" či vertikální (https://en.wikipedia.org/wiki/Vertical- ... nd_turbine), obě jsou vhodné pro trochu jiné použití a mají různé parametry
- " Watch this before you buy a wind generator, My personal experience, and what to look for ": https://www.youtube.com/watch?v=83smlFegbCM
- Ugrinsky turbína z 3D tiskárny: https://www.youtube.com/shorts/n6M6n2OS8-s
- Savoniova turbína z rozpůleného sudu: https://www.youtube.com/watch?v=mW-QmvBQXGw


3) Poslední dobou se roztrhl pytel s perspektivními větrnými systémy, které jsou snadné na stavbu
- https://www.youtube.com/watch?v=im8W4z4og-8
- https://www.youtube.com/watch?v=l3sSCwi4VJA
- https://www.youtube.com/watch?v=RoVIsGfTkS0
- https://www.youtube.com/watch?v=LteWS7OdaRs

4) přebytečná energie se může využít na ohřátí nějakého média (voda v bojleru, hromada písku odporovým drátem) a naakumulovaná energie využít pro topení, ohřev vody či tepelný motor (stirling, peltier)
F-35 je neviditelne letadlo a proto ho cinske, ruske a iranske radary nemohou videt. Kdo tvrdi opak, je dezolat.
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Plánuju Savonius ze sudů. Je to levné, vejde se mi to vzadu na zahradu a mělo by to být odolné i silným větrům. Tornádo by to asi ze země vyrvalo, ale to už by letalo všechno kolem.

Právě že to nechci moc opecovavat a měnit součástky. Ideálně to tam dát a mít pokoj na dalších 40 let. Ventilátory na místním JZD jedou od doby co bylo postaveno někdy v 60. letech. Nikdo ty motory tam nikdy neudržoval.
Asi budu muset občas zkontrolovat převody, když budou dobře navržené tak taky na pořád.
Ale zase dělat převodovku pro každý sud zvlášť se mi nechce a ztráty na 16 malých prevodovkach by byly větší než na 1 velké.

Tak to mě dovedlo k této myšlence. Asynchronni motor + diferenciál z auta jako převod do rychla.

Bude to doplněk k FVE na zimu. Baterku Plánuju 30-50kWh, podle toho co se vejde do pristenku.
O zbytek prebytku se postará topná patrona v akumulační nadrzi topného okruhu.
Pez
Příspěvky: 802
Registrován: 29.01.2020 16:14
Pohlaví: muž

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Pez »

Tady máš k tomu nějaké čtení.👍
BP_xdusek12.pdf
(988.21 KiB) Staženo 193 x
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Super, Díky.

Takže zajištění udržování jalového proudu kondenzátorama, jak triviální. Je tam i vzorec na výpočet tak to nemusím dohledávat extra. Doufám, že to bude fungovat.

Když to dobře půjde, tak za dva roky bych to mohl mít hotové, tak se pak ozvu jak to dopadlo.
Pez
Příspěvky: 802
Registrován: 29.01.2020 16:14
Pohlaví: muž

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Pez »

Rádo se stalo :yes,
já bych volil pro větrnou el. jiné řešení ale každý to má jinak.
Co bych ti doporučil je napřed vzít motor a pohánět ho třeba ruční vrtačkou nebo druhým el. motorem a vyzkoušet si vše bez větrné části, jestli ti to bude fungovat v zamýšlené sestavě. Hlavně si ověřit rozsah použitelných otáček v tom vidím největší problém. Pokud by ti to fungovalo tak pak ladit větrník a převod.
Uživatelský avatar
dracekvo
VIP
Příspěvky: 3607
Registrován: 06.02.2012 18:05

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od dracekvo »

Já jsem k tomu poněkud skeptický, ale počkám si na výsledek. Sám jsem s tím nikdy nelaboroval.
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Tu zkoušku s vrtačkou nejdříve udělám. To je jasné.

Jaké řešení bys volil ty?

BTW jeden člověk mi kdysi radil použít nějaký variátor z náklaďáku pro stabilizaci výstupních otáček větrníku. Ale nemůžu si teď vzpomenut z jakého typu to bylo.
Pez
Příspěvky: 802
Registrován: 29.01.2020 16:14
Pohlaví: muž

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Pez »

Pro větrníky je těch řešení hodně. Záleží jaký chceš/ potřebuješ výstup z generátoru a jak jej budeš dále zpracovávat. Podle toho se musí zvolit generátor a celý systém viz. třeba Trace výše. Na netu je toho o větrnících mraky.
Variátor je prostě “převodovka” s plynulou změnou otáček v nějakém rozsahu, ten by měl odpovídat potřebám generátoru nebo požadavku na výstup z něj. Musíš jej také nějak řídit/ ovládat aby otáčky byly pokud možno ideální pro zvolené řešení.
Já bych volil co nejjednodušší řešeni, třeba alternátor 24V z vrakáče z běžně dostupného auta, který vždy dokážeš nahradit. Ale tím se neřiď, kdo by pak prošlapával slepé cesty? :angel
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Ano, to byl můj původní návrh. Alternátor z náklaďáku 24V.

Jenže výkonnější střídače se dělají na 48V. Tak to teď celé předělávám na 48V systém.

Navíc na alternátoru se opotřebovávají kroužky a kartáče. To znamená údržbu. Když odhadnu každých 2400 hodin ( cca 100 000 km v autě ) tak je to 3x do roka se v tom rýpat.

Zpracování výstupního proudu vidím v připojení přes regulátor nabíjení k baterii. Nic moc víc tam neplánuju. maximálně nějaká stabilizace napětí na výstupu generátoru aby tam nebyly napěťové špičky.

V záloze mám ještě synchronní generátor s neodymovými magnety.
Nebo dát dostatečně výkonné magnety do rotoru alternátoru abych se zbavil buzení přes kroužky.
Nebo udělat buzení alternátoru přes přidané cívky, abych se vyhnul kroužkům a bylo to bezkontaktní. ( Už se takové alternátory i vyrábějí )
Nebo v rotoru elektromotoru vyfrézovat drážky a nacpat tam magnety a tak, aby vzniknul generátor s permanentními magnety.

Ten asynchronní motor/generátor mi přijde asi nejvíce robustní a trvanlivé řešení, a taky vůbec nejlevnější. Proto o tom uvažuju.

Do 500W je nejjednodušší motor z elektrokola. Ale já bych chtěl ve špičkách až 2kW.
Uživatelský avatar
dracekvo
VIP
Příspěvky: 3607
Registrován: 06.02.2012 18:05

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od dracekvo »

Ono bude asi nejlevnější, ale asi taky nejméně funkční. Kdyby to bylo tak jednoduché, tak se to používá.
Magnety slábnou, ale za kolik let? Mám přes 10 let staré auto na baterky a ty magnety tam furt ten výkon daj. Stejně tak různé malé motorky do letadel a u elektrokol si taky nikdo na motory nestěžuje. Nepozoruju, že by to tahalo nějak méně, než když jsem to koupil.
Když už se ptáš, já osobně bych na to použil zařízení k tomu určené a vyprdl bych se na nějaké pokusy s asynchronním motorem.
Ale každopádně zkoušku s externím pohonem bych doporučil. Ale nevolil bych vrtačku, spíš nějaký 1 kW motor (nebo prostě takový jaký plánuješ výkon vrtule). Vrtačka nemá ani otáčky, ani patřičný výkon.
Uživatelský avatar
Josef
Rozpadlík
Příspěvky: 1727
Registrován: 10.03.2011 7:20

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Josef »

Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu jsem kdysi zkoušel. Funguje to, ale vyžaduje to stabilní otáčky od hnacího stroje (protože ty doplňkové kondenzátory jsou frekvenčně silně závislé) a potřebuje to dobře vykompenzovanou zátěž - žárovky, topné těleso a pod. Naopak nesnáší to indukční spotřebiče obsahující tlumivku nebo větší transformátory. Takže se to hodí třeba jako generátor pro elektrocentrálu s benzínovým motorem (opatřeným otáčkovým regulátorem) nebo pro elektrocentrálu s naftovým motorem (klasické vstřikovací čerpadlo má také regulátor otáček). Pro vodní elektrárnu bez regulátoru otáček a zejména pro větrnou elektrárnu, kde otáčky velmi silně kolísají, to podle mého názoru vhodné určitě nebude a předpokládám, že může docházet i k dost nebezpečným provozním stavům (např. nečekané odbuzení generátoru při hodně silném větru a překročení otáček vrtule po odlehčení vedoucí až k její destrukci).
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

Josef: Díky, na tvoji odpověď jsem dost čekal.

Co se stane když tam dám zbytečně moc velké kondenzátory?

Zátěž bych chtěl jako spotřebovávající víceméně stabilní napětí, jen měnící se proud dle výkonu větru. ( Baterie ).

Otáčky můžou kolísat odhaduju tak o 200% ( 120 - 360, případně zpřevodované dle poměru ), když tam nedám automatický variátor, což bych nechtěl. Další krám se ztrátama a údržbou.

Uvažoval jsem tak, že když cívky motoru jsou dělané na 230V při 1400 ot/min, tak 60V budou dávat cca ve 1/4 otáček, tedy cca 350 otáček. Což by měl být můj výstup z turbíny.

Pokud jsem dobře pochopil chování asynchronního generátoru, tak při relativně stabilním napětí mění proud v závislosti na otáčkách. Nebo jsem to pochopil blbě a je to jinak?

Víš proč to nesnáší indukční zátěže? Myslím, že pokud by se to spojilo rovnou, tak kolísající frekvence by se dost nelíbila ani zátěži.

Jak by se to mohlo náhle odbudit? Poklesem otáček a proudu? A v těch vysokých otáčkách tě napadá nějaký způsob jak se to odbudí?
Uživatelský avatar
Josef
Rozpadlík
Příspěvky: 1727
Registrován: 10.03.2011 7:20

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od Josef »

vrb píše: 18.12.2022 20:25Co se stane když tam dám zbytečně moc velké kondenzátory?
Mezi kondenzátory a vinutími motoru budou protékat velké jalové proudy. Vinutí původního motoru není na jalové proudy dimenzované a současně má nezanedbatelný ohmický odpor. Proto se významné množství energie změní ve vinutí na teplo - motor bude klást mechanický odpor (intenzívně "brzdit") a silně se u toho zahřívat (i v situaci, kdy z něj nebudeš odebírat žádnou elektřinu).
vrb
VIP
Příspěvky: 895
Registrován: 13.08.2011 1:52

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od vrb »

OK, kašlu na to.

Dám tam BLDC motor v generátorovém režimu. Na bazoši se dá koupit 700W hoverboard pod 1000 Kč. Případně nějaká silnější elektrokoloběžka. K tomu stačí usměrňovací 3F můstek a je to. Případně MPPT pro malou VTE.

Vraky těchto vozítek můžou být snadno přebudovány na nouzové generátory. Do budoucna pro rozpadlíky strategická surovina.
Uživatelský avatar
bacil
Příspěvky: 2911
Registrován: 29.10.2013 15:56

Re: Asynchonní třífázový motor jako generátor v ostrovním režimu

Příspěvek od bacil »

BLDC motor má jako generátor mnohem menší účinnost. Je už lepší mít alternátor nebo aspoň dynamo ze staré škodovky.

Rozdíl je v pólových nástavcích, kde u motoru jsou dělané pro hladký chod, ale u generátoru je potřeba co nejrychlejší změna magnetického toku.
Levná dezinfekce: viewtopic.php?p=217870#p217870
Ozon 2,5ppm/30min: https://rozpad.cz/viewtopic.php?p=216273#p216273
UVC 60J/m2, peroxid 1 minuta 0,5-6% roušky, 0,5% na všechno
Odpovědět