Мощный генератор ЭДС или электродвигатель для сборки собственными руками потребует терпения и определенных материалов. Как то белая жесть, медь, латунь и железо. Хоть готовый генератор или двигатель и будет стоить дешевле самодельного. Зато будет отличаться тем что по характеристикам будет таким какой нужен. Другим преимуществом будет и то что, построив свою модель. Можно сделать устройство компактнее по размеру и гораздо мощнее чем готовый промышленный. И вся хитрость заключается в том, что самодельные устройства можно построить на частоту гораздо выше чем в промышленной энергосети. Все дело в том, что энергосеть которая питает промышленность и частные потребители настроена таким образом, чтобы при доставке энергии были минимальные потери. Исходя из этих соображений и была выбрана частота питающей сети 50 герц. По европейскому стандарту 60 герц. Поэтому двигатели и генераторы имеют огромные размеры, тяжёлые и требуют много цветных металлов. Но стоит повысить частоту питания в четыре раза, то бишь 200 герц вместо 50, как устройства той же мощности станут легче и компактнее в восемь раз. И естественно затраты на железо и цветные металлы уменьшается соответственно. Зато придется смириться с потерями на излучение энергии в виде волн, которые к стати не такие уж страшные не более десятка процентов. На частоте 50 герц тоже есть потери на излучение, но они очень малы не более одного процента. Но там где играет роль компактность и легковесность например в авиации, там применяется частота 200 герц. Поэтому самоделки лучше перевести на свою частоту питания. Тогда трансформатор, генератор и двигатель будет выглядеть как игрушки, но не уступающие по мощности своим тяжёлым и громоздким собратьям. На рисунке показана рама для самодельного генератора или двигателя. Есть ещё одна особенность на частоте 50 герц электродвигатель и генераторы имеют зависимость мощность к массе. Двигатель малой мощности потребует по массе столько же железа и цветного металла по весу, как и более мощный. Поэтому выгодно строить очень мощные устройства, потому что с мощностью растёт КПД до определенного значения. С повышением частоты такая зависимость тоже существует, но только при очень мощных устройств. Поэтому выгоднее строить менее мощные устройства на повышенных частотах питания. Для частного случая это самое то, что нужно. Если сравнивать двигатель на один киловатт 50 и 200 герц То по весу и размеру и потерям на шумность будет отличие значительное. До частоты тысячи герц, можно в качестве сердечника использовать простое железо, оно будет отлично работать. Поэтому все расчеты на создание собственной динамо машины стоит рассчитать на выбранную частоту целесообразно использовать частоты от 150 до 500 Герц. 250 Герц даст хорошую экономию на затраты металла и приемлемую потерю энергию на преобразование и передачу по проводам. Конечно на сотни метров проводов при передачи энергии потребителю будет теряться некая мощность и поэтому придется ставить дополнительные устройства согласования для устранения. Но в частном доме я думаю нет необходимости строить сети с такими размерами. Поэтому такой путь решения проблемы энергонезависимой сети вполне приемлем. На следующей картинке показана половина сердечника самодельного генератора на 250 герц с мощностью пять киловатт.
Мощный генератор ЭДС или электродвигатель для сборки собственными руками потребует терпения и определенных материалов. Как то белая жесть, медь, латунь и железо. Хоть готовый генератор или двигатель и будет стоить дешевле самодельного. Зато будет отличаться тем что по характеристикам будет таким какой нужен. Другим преимуществом будет и то что, построив свою модель. Можно сделать устройство компактнее по размеру и гораздо мощнее чем готовый промышленный. И вся хитрость заключается в том, что самодельные устройства можно построить на частоту гораздо выше чем в промышленной энергосети. Все дело в том, что энергосеть которая питает промышленность и частные потребители настроена таким образом, чтобы при доставке энергии были минимальные потери. Исходя из этих соображений и была выбрана частота питающей сети 50 герц. По европейскому стандарту 60 герц. Поэтому двигатели и генераторы имеют огромные размеры, тяжёлые и требуют много цветных металлов. Но стоит повысить частоту питания в четыре раза, то бишь 200 герц вместо 50, как устройства той же мощности станут легче и компактнее в восемь раз. И естественно затраты на железо и цветные металлы уменьшается соответственно. Зато придется смириться с потерями на излучение энергии в виде волн, которые к стати не такие уж страшные не более десятка процентов. На частоте 50 герц тоже есть потери на излучение, но они очень малы не более одного процента. Но там где играет роль компактность и легковесность например в авиации, там применяется частота 200 герц. Поэтому самоделки лучше перевести на свою частоту питания. Тогда трансформатор, генератор и двигатель будет выглядеть как игрушки, но не уступающие по мощности своим тяжёлым и громоздким собратьям. На рисунке показана рама для самодельного генератора или двигателя. Есть ещё одна особенность на частоте 50 герц электродвигатель и генераторы имеют зависимость мощность к массе. Двигатель малой мощности потребует по массе столько же железа и цветного металла по весу, как и более мощный. Поэтому выгодно строить очень мощные устройства, потому что с мощностью растёт КПД до определенного значения. С повышением частоты такая зависимость тоже существует, но только при очень мощных устройств. Поэтому выгоднее строить менее мощные устройства на повышенных частотах питания. Для частного случая это самое то, что нужно. Если сравнивать двигатель на один киловатт 50 и 200 герц То по весу и размеру и потерям на шумность будет отличие значительное. До частоты тысячи герц, можно в качестве сердечника использовать простое железо, оно будет отлично работать. Поэтому все расчеты на создание собственной динамо машины стоит рассчитать на выбранную частоту целесообразно использовать частоты от 150 до 500 Герц. 250 Герц даст хорошую экономию на затраты металла и приемлемую потерю энергию на преобразование и передачу по проводам. Конечно на сотни метров проводов при передачи энергии потребителю будет теряться некая мощность и поэтому придется ставить дополнительные устройства согласования для устранения. Но в частном доме я думаю нет необходимости строить сети с такими размерами. Поэтому такой путь решения проблемы энергонезависимой сети вполне приемлем. На следующей картинке показана половина сердечника самодельного генератора на 250 герц с мощностью пять киловатт.
На нем видны две катушки сердечник и якорь, вторая, нижняя половина сердечника с катушками идентичная верхней и поэтому не показана. Длина якоря 15 см, диаметр 10 см. Сто метров провода на якоре и сколько же на одну катушку. Итого 500 метров провода 0,8 мм в диаметре. Толщина сердечника 4 см и длиной 18 см, сделанная и набранная из жести толщиной 0,55 мм. Ниже показан макет двигателя и его детали.
На нем видны две катушки сердечник и якорь, вторая, нижняя половина сердечника с катушками идентичная верхней и поэтому не показана. Длина якоря 15 см, диаметр 10 см. Сто метров провода на якоре и сколько же на одну катушку. Итого 500 метров провода 0,8 мм в диаметре. Толщина сердечника 4 см и длиной 18 см, сделанная и набранная из жести толщиной 0,55 мм. Ниже показан макет двигателя и его детали.
Макет двигателя с разобранными болтами крепления и опорными рейками якоря
Макет двигателя с разобранными болтами крепления и опорными рейками якоря
Макет одной пластины якоря.
Макет одной пластины якоря.
Макет вала якоря и сборные его части. Пластины из латуни крепятся к валику из стеклоткани пропитанную смолой или клеем БФ-2. Диаметр пластины якоря 4 см. Длина якоря 8 см, мощность полтора киловатта. Для понимания как построить двигатель, а на его основе и генератор, советую обратиться к книжному изданию приложение к изданию юный техник к статье двигатели для моделей. Потренироваться на этих моделях стоит, так как вы приобретаете опыт постройки маленьких двигателей. После этого можно переходить на постройку шунт динамомашины. Можно взять за основу любую модель, только при сборке, пересчитать на частоту 250 Герц. Построив Динамо, можно собирать свои двигатели для своих самодельных станков. Для питания обмоток возбуждения можно использовать промышленную сеть. Выигрыш в экономии энергии такой комбо сети будет значительный если для выработки энергии использовать бензиновый или другой альтернативный двигатель. Даже если использовать электродвигатель на 50 герц питаемый от городской сети питания для раскрутки самодельного генератора на 250 герц. Смысл будет в том, что не надо будет покупать дорогие и тяжёлые двигатели для станков, дрелей, пылесосов, вентиляторов и прочих устройств, которые уменьшатся в размерах и в потребности энергии. Двигатель на пять ватт при частоте 50 герц будет потреблять 15 ватт энергии. Точно такой же двигатель в пять ватт на валу при частоте 250 Герц будет потреблять всего шесть ватт. При этом будет компактнее по размеру и легче по весу раз в десять. Думаю такая статистика говорит о многом.
Макет вала якоря и сборные его части. Пластины из латуни крепятся к валику из стеклоткани пропитанную смолой или клеем БФ-2. Диаметр пластины якоря 4 см. Длина якоря 8 см, мощность полтора киловатта. Для понимания как построить двигатель, а на его основе и генератор, советую обратиться к книжному изданию приложение к изданию юный техник к статье двигатели для моделей. Потренироваться на этих моделях стоит, так как вы приобретаете опыт постройки маленьких двигателей. После этого можно переходить на постройку шунт динамомашины. Можно взять за основу любую модель, только при сборке, пересчитать на частоту 250 Герц. Построив Динамо, можно собирать свои двигатели для своих самодельных станков. Для питания обмоток возбуждения можно использовать промышленную сеть. Выигрыш в экономии энергии такой комбо сети будет значительный если для выработки энергии использовать бензиновый или другой альтернативный двигатель. Даже если использовать электродвигатель на 50 герц питаемый от городской сети питания для раскрутки самодельного генератора на 250 герц. Смысл будет в том, что не надо будет покупать дорогие и тяжёлые двигатели для станков, дрелей, пылесосов, вентиляторов и прочих устройств, которые уменьшатся в размерах и в потребности энергии. Двигатель на пять ватт при частоте 50 герц будет потреблять 15 ватт энергии. Точно такой же двигатель в пять ватт на валу при частоте 250 Герц будет потреблять всего шесть ватт. При этом будет компактнее по размеру и легче по весу раз в десять. Думаю такая статистика говорит о многом.
