Сборка безтопливного генератора "Мотор Дяди Васи" своими руками

[ВечеСлав]

Автор с логином simskif делится своими наработками.
Итак, схема призвана обеспечить работу асинхронного электродвигателя согласно алгоритму, изложенному Host-ом в описании запуска привода насоса в лаборатории «дяди Васи».
В целом алгоритм выглядит так:
1. Двигатель включается в однофазную сеть и запускается;
2. После разгона контролируется некое напряжение и только после этого переключается тумблером вся схема на автономную работу;
3. Вынимается вилка из розетки.

16.jpg

Далее были учтены еще ряд подробностей, указанных Host-ом:
а) Наличие переменного напряжения 340 вольт на каких-то выводах двигателя;
б) использование всех 6-и проводов, исходящих из электромотора;
в) возможность параллельного подключения к обмоткам двигателя еще двух ламп на 220 вольт или еще одного трехфазного асинхронного двигателя (в моей схеме их можно подключить параллельно генерирующим обмоткам (А1-А2)+(В1-В2));
г) ну и, собственно, реализовано само «ноу-хау» дяди Васи: «импульс, емкости и очень важно вовремя переключать».
Рассмотрим работу нижеприведенной схемы. В начальный момент времени асинхронный электродвигатель включен по классической схеме запуска с пусковым конденсатором из схемы соединения «Звезда». Обмотка А1-А2 непосредственно включена в однофазную сеть 220 Вольт, а обмотка В1-В2 кратковременно подключается к этой же сети через пусковой конденсатор С1.
Пусковой выключатель SA1- стандартный для включения однофазных асинхронных двигателей с одной группой постоянно замкнутых после включения контактов- SA1.1 и с кратковременно замыкаемой группой SA1.2 во время нажатия на кнопку выключателя. После запуска (при помощи обмотки В1-В2) двигатель начинает работать на одной обмотке- А1-А2.
При этом на выводах его соединенных обмоток А1 и В1 появляется фазное напряжение 380 вольт, т.е. асинхронный двигатель переходит в режим широко описанного в прикладной электротехнической литературе генератора трехфазного напряжения. Полученное напряжение подается на выпрямитель VD1-VD4 и накапливается на батарее конденсаторов С7.
Как только выпрямленное напряжение достигнет некоей величины (по умолчанию порядка 540 Вольт), о чем можно судить по показанию вольтметра РА1, надо замкнуть выключатель SA2 и тем самым запустить схему разряда/слежения на силовом тиристоре VS1.
Главное в работе схемы- осуществить разряд батареи конденсаторов на электродвигатель только в нужный момент времени- в начале роста положительной полуволны генерируемого напряжения на обмотке С1-С2 электродвигателя.
Схема слежения работает следующим образом: на делитель R1-R2 подается напряжение 220 вольт (естественно, сдвинутое по фазе на 120 градусов относительно опорного напряжения обмотки А1-А2), в одно из плеч делителя включен выпрямитель-ограничитель для питания оптосимистора VS2, который открывается только тогда, когда на его внутреннем светодиоде напряжение достигнет величины его включения (порядка 2 вольт), а это произойдет именно в начале роста положительной полуволны напряжения, снимаемого с обмотки С1-С2 электродвигателя.
После разряда батареи конденсаторов С7 на обмотку С1-С2 двигатель получает мощный крутящий импульс, и согласно гипотезе, цикл работы повторяется. При этом автоматически достигается синхронность работы электродвигателя с питающей сетью, что позволяет в любой момент времени после разгона двигателя выдернуть вилку из розетки или выключить выключатель SA1.

21.jpg

Для защиты светодиода оптосимистора от перенапряжения и скачков отрицательного напряжения применен стабилитрон VD1. Обвязка управляющей цепи питания и силовой цепи тиристора VS1 применена стандартная для улучшения условий открытия/закрытия тиристора в условиях работы на индуктивную нагрузку.
При проведении экспериментов необходимо так подбирать емкость батареи конденсаторов С7, чтобы не сжечь сам двигатель, ведь и так на обмотку двигателя С1-С2 подается почти удвоенное напряжение питания (мне видится емкость С7 равная емкости резонансной для L-C контура, в котором индуктивность- это сама обмотка двигателя С-С2, а емкость- батарея конденсаторов С7). Для начала экспериментов резонансные емкости С2рез, С3рез и С4рез можно не устанавливать, а величину С7 взять минимальную, постепенно увеличивая её величину для получения устойчивого результата.
Схема не требовательна к элементной базе, единственное, что желательно, так это выбирать силовые полупроводниковые элементы с большим запасом по напряжению и токам, т.е. тиристор VS1 и диоды VD1-VD4 должны выдерживать пусковые токи используемого вами асинхронного двигателя.
В моей схеме приведены элементы на токи до 80 Ампер при напряжениях до 1000 вольт, что позволяет запускать электродвигатели мощностью до 10 кВт. Естественно, при работе эти полупроводниковые элементы сильно нагреваются, поэтому наличие радиаторов обязательно.