#1212897

Уважаемые друзья!
В виду полного отсутствия эл. энергии в ближайших окрестностях(все снято и пропито в ельцинское время)и полной невозможности восстановления энергоснабжения возникла мысль сделать его самому.Купить бензоагрегат - это просто,пошел и купил.Но есть ручей,с бывшей небольшой плотинкой(промытой),который стекает в карстовую пустоту.Возникла мысль сделать мини-гэс.Вариант возможен только один плотиная мини станция.Возникли вопросы:
1.какой генератор поставить(расчет 1-2Квт\220в)?
2.может ли асинхронный эл.мотор служить генератором,и что для этого надо?
3.Как расчитать турбину,и тип ее(в трубе-поточная или перпендикулярная потоку)диаметр?
Кто сталкивался или владеет информацией?
С ув.

Регистрация: 06.12.2005 Санкт-Петербург Сообщений: 1271

По идее асинхронник работать не должен, в нем же нечему возбуждать ток в роторе. Нужен мотор с подмагничиванием ротора, то есть или с постоянным магнитом, или с электромагнитом на роторе.

Реклама
Выключатели диф. тока АВДТ32М IEK

Автоматы АВДТ32М IEK - ваша защита
от поражения электрическим током в компактном корпусе! Подробнее

По вопросу 2:
Чтобы асинхронный двигатель заработал в режим генератора, необходимо изменить cos фи системы, что достигается путем подвешивания параллельно фазам двигателя конденсаторов, включенных по схеме "звезда" или "треугольник". Конденсаторы обязательно должны быть неполярными, на рабочее напряжение не менее 600В (для сети 380В), емкостью от нескольких десятых до нескольких сотен микрофарад (зависит от асинхронника и от нагрузки).
Стоит добавить, что подобная схема АГ хоть и работает, но не выдает напряжение, удовлетворяющее ГОСТ, т.к. выходное напряжение является функцией мощности и характера (cos фи) нагрузки, частоты вращения вала АГ.

Кстати, по частоте напряжения Вы тоже не уложитесь (при любом генераторе, не обязательно асинхронном), т.к. вал генератора приводится во вращения непредсказуемым образом, частота также будет сильно плавать от нагрузки.

Как бытовой вариант - понижать трансформатором то, что получилось на выходе генератора, вольт до 11...15 (попробовать подобрать такой транс, чтобы уложиться в эти пределы при плавающем напряжении на первичке), выпрямлять, и на автомобильный инвертор. Получите 220В стабилизированных.

Видел на некоторых сайтах "рукавные мини гэс",когда вода отбирается длинным рукавом с наклоном вниз и там стоит турбина и..обычный эл.мотор,который используется как генератор.Если это уже промышленная поделка,то как они так делают?

А вот еще здесь посмотрите, мне кажется, для Вашего случая более подходит.

Это видел я.Это для рек.А у меня ручей,и бывшая плотина.

Мощность N=k*g*Q*p*H,
где
k - к.п.д. механической системы
g - 9,81 м/сек2 ускорение свободного падения
H - высота перепада на турбине/колесе, в метрах
Q - расход воды через колесо, м3/сек
p - плотность воды = 1000кг/м3

Q*p - это масса воды, проходящая за одну секунду через колесо.

mgH - это потенциальная энергия массы воды m при падении на высоту H.
С учетом к.п.д. механической системы (колеса, турбины) и за единицу времени получаем мощность N в ваттах.

Например, при сечении лопаток колеса 0,5 м2 (метр х полметра) и скорости воды 1 м/с расход Q= 0,5*1=0,5 м3/c. Перепад, скажем, 1 метр (? прямо в карстовой полости...)

Тогда мощность колеса N = 0,2*9,81*0,5*1000*1=981 Вт, почти киловатт.
Если колесо просто поставить в поток, то в силу маленького перепада и мощность резко уменьшится.

Петр Гарин написал :
А у меня ручей

А какой расход в ручье, можете прикинуть? При любой плотине Вы больше, чем течет, не получите, только сможете увеличить высоту H.

Генератор надо ДЕЛАТЬ тихиходный, иначе никак. Покупной не найдете.

ГЭС чем то сродни ветрякам. посмотрите старые темы на форуме
http://www.mastercity.ru/vforum/showthread.php?p=1190222#post1190222
http://www.mastercity.ru/vforum/showthread.php?t=60817
По поводу асинхронного двигателя в качестве генератора там тоже где-то было.

Burrdozel написал :

Burrdozel!
Спасибо вам за ваши расчеты.Расход воды не мерял,но произведу при первой возможности.Что выходит:Лопаточное колесо выгоднее трубной турбины?
А перепад воды составит при восстановлении подпора,где то 1-2метра.

Burrdozel.
Там такая ситуация:Ручей течет из мохового болота,средней "шустрости",русло от50см до 1метра,глубина местами до 70-100см,на перекатах мельче.
Карстовая воронка имеет глубину метров 10,и около нее прудообразное расширение связанное с задержанием воды в давние года.То есть - на дне этого блюдца есть две плотины.Первая для удержания воды для накопления ее в колодцах - перепад 1м.Сейчас ручей течет по промытой проточине.Далее,вторая дамба делалась для создания пруда.Перепад 1-2м.Сейчас промыта на всю глубину(щель 70см).Далее ручей уходит в карстовую пустоту в земле.
Есть мысль восстановить плотину и поставив сливную трубу заставить воду делать эл.энергию.
Вопросов много,где ставить трубу сверху,посередине плотины? ее диаметр?Какую применить турбину колесо или что то в трубе?
Хочу услышать ваши советы,т как вы в этом много что знаете.
С ув.

Петр Гарин написал :
где ставить трубу сверху,посередине плотины? ее диаметр?Какую применить турбину колесо или что то в трубе?

Если колесо - трубу сверху. Если турбина, то обычно снизу. Колесо реализовать проще. Асинхронный двигатель на 750 оборотов закрутить через ременную передачу.
Работа асинхронного электродвигателя в генераторном режиме:

Опыт эксплуатации мини-ГЭС показывает, что на практике расхода воды небольшой РЕКИ хватает на 5-10 кВт генерируемой мощности. Если открыть задвижки на большую мощность, срабатывается водохранилище Разница между верхним и нижним бьефом около 3 м, зеркало водохранилища несколько гектаров.
Померьте расход воды. Сколько литров в минуту выдаёт Ваш ручей. Отсюда и плясать будете.

rele_svg.
Спасибо большое за ссылку на генератор-мотор,и за остальные советы.А производительность ручья промерю на л\мин

Тут прочитал про верхненаливные колеса,неплохая у них производительность была.
Скорее всего так надо будет и сделать.Подправить плотину,поднять уровень воды,на верхнем ярусе плотины установить трубу и сделать колесо со шкивом.

Петр Гарин написал :
2.может ли асинхронный эл.мотор служить генератором,и что для этого надо?

Сан-Саныч написал :
По идее асинхронник работать не должен, в нем же нечему возбуждать ток в роторе. Нужен мотор с подмагничиванием ротора, то есть или с постоянным магнитом, или с электромагнитом на роторе.

Кандибобер написал :
Чтобы асинхронный двигатель заработал в режим генератора, необходимо изменить cos фи системы, что достигается путем подвешивания параллельно фазам двигателя конденсаторов, включенных по схеме "звезда" или "треугольник". Конденсаторы обязательно должны быть неполярными, на рабочее напряжение не менее 600В (для сети 380В), емкостью от нескольких десятых до нескольких сотен микрофарад (зависит от асинхронника и от нагрузки).

Петр Гарин написал :
Если это уже промышленная поделка,то как они так делают?

Двигатель звездой, батарею треугольником. Можно предусмотреть вспомогательный пуск - дополнительный конденсатор переключаемый с гальванического элемента на основную батарею пакетником.

Регистрация: 06.12.2005 Санкт-Петербург Сообщений: 1271

А можно поподробнее как изза кондеров асинхронник начинает вырабатывать ток? Немного теории?
Ведь насколько я понимаю, короткозамкнутый ротор не сможет навести ЭДС в статоре, он же сам не создает магнитного поля а в его "клетке" только наводится он

Как кондеры влияют?

С коллекторным все понятно, особенно в тех где постоянные магниты, а в асинхроннике?

Регистрация: 30.12.2005 Воронеж Сообщений: 3621

Есть автомобильный генератор, добавить мультипликатор (повышающий редуктор - можно из велосипедного колеса), соединить это с рукавным гибким спиральным приводом... ИМХО.

Маугли7111 написал :
Можно предусмотреть вспомогательный пуск - дополнительный конденсатор переключаемый с гальванического элемента на основную батарею пакетником.

Примерно так можно помочь возбудиться.

Сан-Саныч написал :
А можно поподробнее как изза кондеров асинхронник начинает вырабатывать ток? Немного теории?

rele_svg написал :
:

Тории?? Немного? Вот много:

ppkvin написал :
Есть автомобильный генератор,

Долго не протянет.Предположим, ресурс "гены" 100 тыс км. Делим на 40 км\ч. 2500 часов. А в году 8760 часов . Да и мощность маловата.

Регистрация: 06.12.2005 Санкт-Петербург Сообщений: 1271

Можно прояснить, как асинхронный мотор с КОРОТКОЗАМКНУТЫМ ротором может генерировать?

Я так понимаю, что если бы речь шла не про короткозамкнутый а про фазный ротор, то тут более-менее понятно...
А вот если взять скажем 2-хполюсный двигатель, синхронная скорость его пусть 3000 оборотов на 50 герцах и 3500 на 60 герцах.
Раскручиваю я его скажем до 6000 оборотов.
Почему начнет генерироваться ЭДС?

Ведь чтоб начал генерироваться ЭДС должен быть какой-то магнитный поток.
В роторе его нет, в статоре тоже по идее нет.
С чего тут генерироваться? Если бы ротор был скажем из постоянного магнита сделан, я бы понял, а если это просто пространственная клетка?

Регистрация: 06.12.2005 Санкт-Петербург Сообщений: 1271

Асинхронная машина может работать в генераторном режиме изолированно от общей питающей сети, что оказывается возможным при включении параллельно обмотке статора статических конденсаторов С (рис. 4.33). В этом случае вследствие остаточного магнетизма при вращении ротора может начаться процесс самовозбуждения асинхронного генератора.
_____________________________
Вот это как понять? что есть остаточный магнетизм?

Сан-Саныч, может прекрасно работать. То, что подключить АГ в сеть, или параллельно другому АГ тяжело - факт, из-за того, что по хорошему, для стабилизации вырабатываемого напряжения емкость конденсаторов надо постоянно менять в зависимости от нагрузки.
Если на пальцах, то АГ возбуждается вследствии того, что меняется фаза между током и напряжением - за счет сдвига фаз конденсаторами. Первоначальное напряжение, конечно, достигается за счет остаточной намагниченности, если ее нет, надо кратковременно его подать, или намагнитить ротор до пуска, например постоянным током.

P.S. Есть такой закон электротехники - "Любая электрическая машина обратима". Из него следует, что какую бы конструкцию не имел двигатель, его можно заставить (не влезая внутрь) работать как генератор, и наоборот. Другое дело, что он может работать как генератор гораздо хуже (КПД гораздо ниже), чем двигатель, но это уже детали.

Если интересны детали, погуглите - в инете есть информация на эту тему.

Кандибобер написал :
что подключить АГ в сеть, или параллельно другому АГ тяжело - факт, из-за того...

На параллельную работу с сетью - никаких проблем.

Сан-Саныч написал :
что есть остаточный магнетизм?

Остаточная намагниченность ротора. Есть всегда.
На самом деле в использовании асинхронного двигателя при изолированной от сети работе основная сложность - поддержание стабильных оборотов.
А ещё на форуме есть люди, которые творили такой генератор своими руками, только не водой крутили. В теме "Бортовой журнал мотоблока 105". (еле нашёл) http://www.mastercity.ru/vforum/showpost.php?p=1192550&postcount=1062

А "нижнебойное" колесо никак? В турбине используется кинетическая энергия потока, генерируемая напрямую движением воды именно на конкретном перепаде давлений (трубы), но реально кинетическую энергию вода набирает на всем предыдушем уклоне. При прохождении 10 л воды со скоростью 4 м/сек и ее остановке после колеса до скорости 2 м/сек можно отбирать 40 дж энергии максимум, но "без шума и пыли " , при запасании электроэнергии в аккамуляторе даже 20 ваттный источник может обеспечить киловаттную мощность в течение получаса ежедневно.

По МОЕМУ мнению, ни асинхронник в качестве генератора, ни автомобильный генератор достаточного выхода не дадут. Энергию воды съедят, а электричества получится эээ... немного.
Аргумент.
Асинхронник надо раскручивать, желательно до синхронной частоты. Как получить быстрое вращение (3000 или 1500 об/мин) от тихоходного водяного колеса/турбины? Правильно, механической передачей. Зубчатым редуктором или ремнем со шкивами. И отдать всю энергию на потери в механике, да еще уменьшить пропорционально момент на валу генератора. То же самое и с автомобильным генератором. Ему обороты нужны, более 1000об/мин.
Поэтому надо поступать так, как это делают на "взрослых" ГЭС. Там генератор многополюсный- тихоходный.

Я вижу выход только такой: взять синхронный генератор - тот же автомобильный - и перемотать его, сделав множество- по количеству пазов- обмоток. Обмоток будет двадцать или больше.
Каждую обмотку включить через диодный мостик. Все "плюсы" мостов собрать на одну шину, все "минусы" - на вторую. Какое напряжение получится- надо пробовать, будет зависеть от возбуждения, от количества витков и т.д.
Шину нагрузить на аккумуляторную батарею достаточной емкости, напряжение должно соответствовать напряжению на выходе генератора (придется исследовать, как напряжение гуляет при работе под нагрузкой, как управлять возбуждением...)
Напряжение получится, скажем, 5 В. (Цифра взята "от фонаря").
Далее надо делать (или искать) импульсный преобразователь DC/DC 5В-> 220В.
И не париться по поводу переменки. Большинство бытовых потребителей спокойно перенесет замену переменки на постоянку, даже не чихнет. В том числе все механизмы с коллекторными двигателями.
Проблема будет только с а)холодильником б)насосом в)стиральной машинкой.
Для питания таких потребителей существуют замечательные инверторы 12DC->220AC.
Можно сделать по-другому:
Генератор -> преобразователь из напряжения генератора(какое получится, с учетом нестабильности и т.п.) в 12В или 24В постоянки -> батарея хороших аккумуляторов 12 или 24В ->инвертор 12->220.
Для питания отдельной дачи 200Вт постоянно получаемой энергии хватит за глаза, если будет буферная система накопления.
Для ориентира: в автомобильном аккумуляторе 12В 55А-ч при полном заряде сохраняется 0,66КВт-ч электрической энергии. С учетом к.п.д. преобразования в 220В можно рассчитывать на 0,5КВт-ч. То есть можно спокойно просидеть весь вечер перед телевизором.

Вот только суммарная стоимость такой системы будет такой, что со стоимостью энергии лучше не сравнивать. Но независимость "от Чубайса" - это сильно.
Был бы у меня такой ручей- обязательно занялся бы.

Что касается самого колеса (турбины) и способа её вращения - ну надо посмотреть, как люди делают. Это может быть и просто колесо, и колесо по типу насосного, только с противоположным направлением потока- вход по касательной, выход по центру в торец, и турбина в трубе... В любом случае это устройство должно соответствовать потоку.
Здесь правильно сказали, что для получения энергии можно использовать ровно столько воды, сколько дает ручей. Плотина- это способ немного увеличить H и сделать буферный запас, чтобы не зависеть от погоды.

Петр Гарин написал :
Ручей течет из мохового болота,средней "шустрости",русло от50см до 1метра,глубина местами до 70-100см,на перекатах мельче.

Ну померить просто: сделайте канал (или выберите более-менее ровное место в русле) известного сечения- скажем, метр шириной и запустите туда весь поток. Померьте глубину. Скажем, глубина будет 50 см. То есть площадь поперечного сечения 1м*0,5м = 0,5 кв.м
Бросаем бумажку на поверхность и засекаем время, за которое она проплывет длину канала (скажем, 2м). Допустим, получилось 4 сек. Значит, 1 куб.м воды (0,5 кв.м*2м) протекает в ручье за 4 сек. То есть расход 250 л/сек. Вот на эту цифру и надо ориентироваться, проектируя турбину, сечения труб и т.д...

вот в общем то реализованное вроде бы... там на сайте где то и формулы какие то были и исходные данные....

Ну самоделку типа многополюсного фарадея с принудительным возбуждением импульсным (постоянного направления) током тоже имеет смысл рассмотреть. По опыту самоделка из сидюков , пластин от транформаторов и проволоки 0,5 (с катушек разветки ЭЛТ монитора, на каждую "половинку" проволока с катушки ) конденсатор 63V х10000 мф до 55 V заряжает за два оборота, причем сопротивление ротора равномерное. То есть на каждом обороте снимается по 7 вт мощности , практически независимо от скорости вращения.

Сподоблюсь -выложу фотки, чтобы оценили "изделие".

Да уж, извольте, а то не совсем понятно, как сидюки электричество вырабатывают.

Сидюки не вырабатывают, сидюки являются просто удобными ( грошевыми ,но высокоточными) барабанами для крепления обмоток и возбуждающих магнитов.