- Обертове магнітне поле - основа схеми генератора з асинхронного двигуна
- Створюємо передумови для переробки
- Секрети виготовлення генератора з асинхронного двигуна
- Оцінюємо рівень ефективності - чи вигідно це?
В електротехніці існує так званий принцип оборотності: будь-який пристрій, що перетворює електричну енергію в механічну, може робити і зворотний роботу. На ньому заснований принцип дії електричних генераторів, обертання роторів яких викликає появу електричного струму в обмотках статора.
Теоретично можна переробити і використовувати будь-який асинхронний двигун як генератор, але для цього треба, по-перше, зрозуміти фізичний принцип, а по-друге, створити умови, що забезпечують це перетворення.
Обертове магнітне поле - основа схеми генератора з асинхронного двигуна
В електричній машині, спочатку створюється як генератор, існують дві активні обмотки: збудження, розміщена на якорі, і статорна, в якій і виникає електричний струм. Принцип її роботи заснований на ефекті електромагнітної індукції: обертове магнітне поле породжує в обмотці, яка знаходиться під його впливом, електричний струм.
Магнітне поле виникає в обмотці якоря від напруги, зазвичай подається з акумулятора , Ну а його обертання забезпечує будь-яка фізична пристрій, хоча б і ваша особиста м'язова сила.
Конструкція електродвигуна з короткозамкненим ротором (це 90 відсотків усіх виконавчих електричних машин) не передбачає можливості подачі напруги живлення на обмотку якоря.
Тому, скільки б ви не обертали вал двигуна, на його живлять клемах електричного струму не виникне.
Тим, хто хоче зайнятися переробкою асинхронного двигуна в генератор, треба створювати обертове магнітне поле самостійно.
Створюємо передумови для переробки
Двигуни, що працюють від змінного струму, називають асинхронними. Все тому, що обертається магнітне поле статора трохи випереджає швидкість обертання ротора, воно як би тягне його за собою.
Використовуючи той же принцип оборотності, приходимо до висновку, що для початку генерації електричного струму обертається магнітне поле статора має відставати від ротора або навіть бути протилежним за напрямком. Створити обертове магнітне поле, яке відстає від обертання ротора або протилежно йому, можна двома способами.
Загальмувати його реактивним навантаженням. Для цього в ланцюг живлення електродвигуна, що працює в звичайному режимі (НЕ генерації), треба включити, наприклад, потужну конденсаторних батарей. Вона здатна накопичувати реактивну складову електричного струму - магнітну енергію. Цим властивістю останнім часом широко користуються ті, хто хоче заощадити кіловат-години.
Якщо бути точним, то фактичної економії електроенергії не відбувається, просто споживач трохи обманює електролічильник на законній основі.
Накопичений конденсаторної батареєю заряд знаходиться в протифазі з тим, що створюється годує напругою і «пригальмовує» його. В результаті електродвигун починає генерувати струм і віддавати його назад в мережу. 
Використання надпотужних моторів в домашніх умовах за наявності виключно однофазної мережі вимагає певних знань в тому, як підключити трифазний електродвигун в мережу 220в .
Для одночасного підключення споживачів електроенергії до трьох фаз служить спеціальне електромеханічний пристрій - магнітний пускач, про особливості правильної установки яких можна прочитати тут .
На практиці цей ефект застосовується в транспорті на електричній тязі. Як тільки електровоз, трамвай або тролейбус йдуть під ухил, до ланцюга харчування тягового електродвигуна підключається конденсаторна батарея і відбувається віддача електричної енергії в мережу (не вірте тим, хто стверджує, що електротранспорт доріг, він майже на 25 відсотків забезпечує енергією сам себе).
Такий спосіб отримання електричної енергії не є чиста генерація. Щоб перевести роботу асинхронного двигуна в режим генератора, треба використовувати метод самозбудження.
Самозбудження асинхронного двигуна і перехід його в режим генерації може виникнути через наявність в якорі (роторі) залишкового магнітного поля. Воно дуже мало, але здатне породити ЕРС, що заряджає конденсатор. Після виникнення ефекту самозбудження конденсаторна батарея підживлюється від виробленого електричного струму і процес генерації стає безперервним.
Секрети виготовлення генератора з асинхронного двигуна
Щоб перетворити електромотор в генератор треба використовувати неполярні конденсаторні батареї. Електролітичні конденсатори для цього не годяться. У трифазних двигунах конденсатори включаються зіркою або трикутником. з'єднання «Зіркою» дозволяє почати генерацію на менших оборотах ротора, але величина напруги на виході буде трохи нижче, ніж при з'єднанні «трикутником».
Також можна зробити генератор з однофазного асинхронного двигуна. Але для цього годяться лише ті, які мають короткозамкнений ротор, а для запуску використовують фазосдвігающій конденсатор. Колекторні однофазні двигуни для переробки в генератор не годяться.
Розрахувати в побутових умовах величину потрібної ємності конденсаторної батареї не представляється можливим.
Тому домашній майстер повинен виходити з простого міркування: загальна вага конденсаторної батареї повинен бути рівний або трохи перевищувати вагу самого електродвигуна.
На практиці це призводить до того, що створити досить потужний асинхронний генератор майже неможливо, оскільки чим менше номінальні обороти двигуна, тим він більше важить.
Оцінюємо рівень ефективності - чи вигідно це?
Як бачите, змусити електродвигун генерувати струм можна не тільки в теоретичних вигадках. Тепер треба розібратися, наскільки виправдані зусилля по «зміни статі» електричної машини. 
У багатьох теоретичних виданнях головною перевагою асинхронних генераторів представляють їх простоту. Чесно кажучи, це лукавство. Пристрій двигуна нітрохи не простіше пристрою синхронного генератора. Звичайно, в асинхронному генераторі немає електричного кола збудження, але вона замінена на конденсаторних батарей, яка сама по собі є складним технічним пристроєм.
Зате конденсатори не треба обслуговувати, а енергію вони отримують як би даром - спочатку від залишкового магнітного поля ротора, а потім - від вироблюваного електричного струму. Ось в цьому і є головний, та й практично єдиний плюс асинхронних генераторних машин - їх можна не обслуговувати.
Ще однією перевагою таких електричних машин є те, що генерується ними струм майже позбавлений вищих гармонік. Цей ефект називається «клірфактор». Для людей далеких від теорії електротехніки його можна пояснити так: чим нижче клірфактор, тим менше витрачається електроенергії на даремний нагрів, магнітні поля та інше електротехнічне «неподобство».
У генераторів з трифазного асинхронного двигуна клірфактор зазвичай знаходиться в межах 2%, коли традиційні синхронні машини видають мінімум 15. Однак облік клірфактор в побутових умовах, коли до мережі підключені різні типи електроприладів (пральні машини мають велику індуктивну навантаження), практично неможливий.
Всі інші властивості асинхронних генераторів є негативними. До них відноситься, наприклад, практична неможливість забезпечити номінальну промислову частоту струму, що виробляється. Тому їх майже завжди поєднують з випрямними пристроями і використовують для зарядки акумуляторних батарей.
Крім того, такі електричні машини дуже чутливі до перепадів навантаження. Якщо в традиційних генераторах для збудження використовується акумулятор, який має великий запас електричної потужності, то конденсаторна батарея сама забирає з виробленого струму частина енергії.
Якщо навантаження на саморобний генератор з асинхронного двигуна перевищує номінал, то їй не вистачить електрики для підзарядки і генерація припиниться. Іноді використовують ємнісні батареї, обсяг яких динамічно змінюється в залежності від величини навантаження.
Однак при цьому повністю втрачається перевага «простоти схеми».
Нестабільність частоти струму, що виробляється, зміни якої майже завжди носять випадковий характер, не піддаються науковому поясненню, а тому не можуть бути враховані і компенсовані, зумовило малу поширеність асинхронних генераторів в побуті і народному господарстві.
