RO127068A2

RO127068A2 - Motor electric cu ferorezonanţă

Info

Publication number: RO127068A2
Application number: ROA201000510A
Authority: RO
Inventors: Olga Oprescu
Original assignee: Olga Oprescu
Priority date: 2010-06-10
Filing date: 2010-06-10
Publication date: 2012-01-30

Abstract

Prezenta invenţie se referă la un motor electric cu ferorezonanţă. Motorul conform invenţiei este construit pe modelul unui motor electric asincron, cu rotorul în scurtcircuit, la care înfăşurările statorului sunt transformate în trei circuite cu ferorezonanţă serie, astfel încât puterea electromagnetică este preluată din diferenţa puterilor reactive, de valoare maximă la mersul în gol şi de valoare minimă la încărcarea motorului, şi este transmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică, prin întrefier, iar sursa de alimentare este o baterie de acumulatori prevăzută cu un invertor pentru conversia energiei electrice de curent continuu în curent alternativ, de la care se preia putere activă, ce se transformă în căldură prin efect Joule, necesară întreţinerii oscilaţiilor electromagnetice ale puterilor reactive.

Description

MOTOR ELECTRIC CU FEROREZONANȚĂ

Invenția se referă la un motor electric cu ferorezonanță, destinat domeniului energetic și pentru domeniul transportului rutier, CFR, fluvial și maritim

Este cunoscut motorul electric asincron trifazat, cu rotorul înscurtcircuit, pentru transformarea puterii electrice în putere utilă la axul motorului.

Problema tehnică , pe care o rezolvă invenția , constă în realizarea unui motor electric cu ferorezonanță. înfășurările statorice sunt transformate în trei circuite cu ferorezonanță serie , iar diferența între cele două puteri reactive ; una de valoare maximă , de la mersul în gol, iar cealaltă de valoare minimă , la încărcarea motorului, este egală cu puterea electromagnetică transmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier, conform formulei Pe.?· ~ ( V) . De la sursa de alimentare care este o baterie de acumulatori prevăzută cu un invertor pentru conversia energiei electrice de curent continuu în energie electrică de curent alternativ , se preia puterea activă necesară întreținerii oscilațiilor electromagnetice ale puterilor reactive și care se transformă în căldură prin efect Joule . în consecință acest motor devine independent de rețeaua electrică , față de motorul asincron , pentru care rețeaua electrică constituie sursa de alimentare de la care preia puterea electromagnetică transmisă de stator rotorului.

La motorul electric cu ferorezonanță înfășurările statorului sunt transformate în trei circuite cu ferorezonanță serie, încât puterea electromagnetică se preia din diferența celor două puteri reactive ; una de valoare maximă , la mersul în gol și de valoare minimă la încărcarea motorului, conform formulei ΆίεÂuJ, transmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier, iar sursa de alimentare asigură puterea activă nenecesară întreținerii oscilațiilor electromagnetice ale puterilor reactive , care se transformă în căldură prin efect Joule și sursa de alimentare o reprezintă o baterie de acumulator prevăzută cu un invertor pentru conversia energiei de curent continuu în energie electrică de curent alternativ.

Avantajele motorului cu ferorezonanță sunt:

-- poate fi utilizat în domeniul energetic și pentru domeniul transportului rutier, CFR, fluvial și maritim, deoarece acest motor este independent de rețeaua electrică;

- se reduce prețul energiei electrice;

cv2 0 1 0 - 0 0 5 1 0 -1 O -06- 2010

-- se reduce prețul transportului rutier, CFR, fluvial și maritim ;

-- se poate evita poluarea mediului terestru și maritim , din cauza deversării petrolului, în cazul unui accident în timpul transportului;

- reducerea rețelelor electrice ;

-- acest motor este nepoluant.

Desenele folosite la descrierea și funcționarea motorului sunt următoarele :

- Fig. 1 care reprezintă schema electrică ;

- Fig. 2 este reprezentarea grafică a ferorezonanței serie pentru motorul electric cu ferorezonanță ;

-- Fig. 3 reprezintă bilanțul puterilor active și reactive ce intervin la acest motor.

Motorul electric cu ferorezonanță este , din punct de vedere constructiv identic cu motorul electric asincron cu rotorul în scurtcircuit, conform schemei din Fig. 1. La litera B , se arată legarea în serie a capacităților C cu înfășurările trifazice ale statorului prin care se asigură prezența ferorezonanței serie în aceste circuite. în acest caz, motorul reprezintă pentru sursa de alimentare,doar trei circuite cu ferorezonanță serie. La mersul în gol puterea reactivă are o valoare maximă <9o , iar la încărcarea motorului, puterea reactivă se reduce la o valoare minimă . Puterea electromagnetică se preia din diferența acestor puteri și statorul transmite rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier. în Fig. 1 acest fapt este arătat prin săgeata /)/ în stator și Ațjrotor₍ care este în scurtcircuit. După cum s-a menționat sursa de alimentare a acestui motor cu ferorezonanță este a baterie de acumulatori prevăzută cu un invertor.De la această sursă de alimentare se preia numai puterea activă pentru întreținerea oscilațiilor electromagnetice ale puterilor reactive și care se transformă în căldură prin efect Joule.

Funcționarea motorului cu ferorezonanță este arătată în Fig. 2. Dreapta iJt' a tensiunii capacitive se intersectează în punctul d pe curba Ul a tensiunii inductive a înfășurărilor statorice.în punctul â cele două tensiuni sunt aproximativ egale și ferorezonanță serie se produce.Motorul pornește cu valoare maximă I© corespunzător punctului £> din Fig.2. De asemeni puterea reactivă Λ.ο are valoare maximă în circuitele statorice. în Fig.2 curentul de mers în gol Ic pentru circuitul de alimentare corespunde punctului din Fig. 2. Tensiunile Ub de la bornele înfășurărilor și condensa3

V-2010-00510-- U

O -06- 2010 toarelor sunt în opoziție de fază și pentru circuitul de alimentare rezultă tensiu nea /Jg indicată în Fig. 2.

Conform teoriei ferorezonanței serie , în circuitul de alimentare , curentul crește monotom de la O până în apropierea punctului A din Fig. 2. în acest moment in circuit, tensiunea atinge valoarea corespunzător punct A, iar curentul variază brusc de la valoare Ja la valoarea din punctul B care corespunde curentului de mers în gol. Odată cu variația bruscă a curentului Ie , are loc o schimbare bruscă a curentului circuitului, adică a defazajului, încât punctul A corespunde unui caracter inductiv, iar punctul B unui caracter capacitiv. Curentul la de mers in gol corespunde puterii reactive de valoare maximă . La mersul în sarcină puterea mecanică a motorului electric cu ferorezonanță , produs de cuplul rezistent la axul motorului și cuplul de frecări apare ca o rezistență de sarcină Rs în circuitul rotoric , care are ca efect aplatizarea curentului statoric la valoarea minimă Î£>

corespunzător puterii reactive la valoarea minimă. Diferența celor două puteri reactive A - A; este egală cu puterea electromagnetică ly zl βΐΰ -&!> -Xlc Jo — ALsIrÎytransmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier.

Scăderea curentului Is se explică prin faptul că puterea reactivă instantanee a condensatorului este egală și de sens contrar cu puterea reactivă instantanee a înfășurării statorice în orice moment J (c ) — — / R) rezultă că sursa de alimentare , după ce a încărcat inițial condensatoarele nu mai are loc schimb de putere reactivă între bornele condensatorului și sursa de alimentare, puterea reactivă este zero. Sursa de alimentare intervine numai cu putere activă , pentru întreținerea oscilațiilor electromagnetice ale puterii reactive , care se transformă în căldură prin efect Joule în circuitele statorului. Această putere activă scade odată cu reducerea curentului. Puterea electromagnetică transmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier este egală cu diferența celor două puteri active conform relației : TÂXtUc - X-ls -Rs i · Această relație definește funcționarea motorului electric cu ferorezonanță.

în Fig. 3 se explică bilanțul puterilor active și reactive, care intervin în funcționarea motorului.

înfășurările statorice înseriate cu condensatoare sunt astfel calculate încât dreapta /1/1 a tensiunii capacitive să se intersecteze pe curba îl 1_

^-2010-00510-1 Ο -06- 2010 a tensiunii inductive a înfășurării statorice în punctul C din Fig. 2 . Atunci apare ferorezonanța serie, care rămâne prezentă tot timpul funcționării motorului. Ca urmare a fenomenului de ferorezonanță încep oscilațiile electromagnetice și puterea reactivă a condensatorului se descarcă și se înmagazinează în câmul magnetic din întrefier și astfel se continuă oscilațiile electromagnetice ale puterii reactive. Conform legii conservării puterilor se stabilește relația :

et' rezultă că nu mai are loc schimbul de putere reactivă între bornele condensatorului și sursei de alimentare. De la sursa de alimenre se preia numai putere activă necesară întreținerii oscilațiilor electromagne tice și care se transformă în căldură prin efect Joule în înfășurările statorului. Puterea activă notată cu P în Fig. 3 este egală cu ?<+P^ip fiq i din aceasi figură adică P_t ~ puterea activă transformată în pierderi Jouli în înfășurările statorului, iar Pfc I sunt pierderi în miezul feromagnetic transformate în căldură și rezultă că :

Puterea electromagnetică primită de rotor de la stator, indicată in Fig. 3 prin litera Î3 se transformă o parte în pierderi Jouli în înfășurările rotorului indicată de litera iar litera P/T reprezintă puterea mecanică din relația Pn + . S-au neglijat pierderile în miezul feromagnetic al rotorului deoarece frecvența -fi este de valoare mică. Din puterea mecanică o parte se transformă în pierderi de frecare și ventilație 7^ o parte acoperă pierderile suplimentare în miez -?sp4, > diferența se transmite la axul motorului, sub formă de putere utilă notată in Fig. 3 prin ig conform relației ⁺ Gp_c fi fa la motorul cu ferorezonanță se produc aceleași pierderi ca și la motorul electric asincron trifazat. Pierderile totale în motorul electric cu ferorezonanță sunt ξίν fi ÎL+ , iar randa•Pil mentul este Π - —1Randamentul variază odată cu puterea utilă ceP_u -t dată la arborele mecanismului antrenat.

Diferențele dintre cele două motoare electrice sunt:

-- pentru sursa de alimentare motorul electric cu ferorezonanță reprezintă doar trei circuite cu ferorezonanță serie ;

-- puterea electromagnetică pentru motorul electric cu ferorezonanță se preia din diferența celor două puteri reactive, de la mersul în gol și mersul în sarcină;

-- puterea electromagnetică pentru motorul electric asincron se preia în totalitate de la rețeaua electrică de alimentare.

Claims

Motorul electric cu ferorezonanță , caracterizat prin aceea că, înfășurările statorului sunt transformate în trei circuite cu ferorezonanță serie încât puterea electromagnetică este preluată din diferența celor două puteri reactive una de valoare maximă la mersul în gol și ή de valoare minimă la încărcarea motorului conform formulei 74J, = —XlîTj DfJ transmisă de stator rotorului pe cale electromagnetică prin întrefier, iar sursa de alimentare asigură puterea activă necesară întreținerii oscilațiilor electromagnetice ale puterilor reactive și care se transformă în căldură prin efect Joule iar sursa de alimentare reprezintă o baterie de acumulator prevăzută cu invertor pentru conversia energiei electrice din curent continuu in curent alternativ.