TRANSFORMAREA UNUI MOTOR ASINCRON IN GENERATOR DE CURENT

Cum Transformam Un Motor Asincron In Generator ?

pentru cine doreste sa contribuie poate sa de-a clik pe adresa afisata in josul art. si intra pe pagina respectiva. Domnul care are acel site ajuta foarte mult pe cei care au nevoie de informatiile astea, asa ca …..:

Site-ul pe care tocmai aţi intrat constituie munca neplătită a unui om care nu are nici o sursă de venit. Pentru ca acest siet să continue să existe iar dumneavoastră să găsiţi în continuare aici informaţii pe care presa oficială vi le ascunde, fac apel la cei care vor dori să sponsorizeze acest site să o facă depunând lunar suma minimă de 10 lei în contul CEC Bank : RO84CECEDB0408RON0620679.

prima parte 

Pentru că în articolul intitulat „Eolienele – alternative energetice ?”  în partea a douaam spus că orice motor electric este reversibil, am gândit să vă dau ceva amănunte. Cel mai comun motor electric de curent alternativ, este cel  asincron cu rotorul în colivie (cel care nu are perii ( cărbuni )).

Cele mei comune motoare electrice

M-am gândit că poate, unii dintre dumneavoastră, vreţi să aflaţi cum putem transforma un asemenea motor în „generator”.

Pentru asta voi introduce aici un citat dintr-un curs universitar :

«Masina Asincrona Trifazata In Regim De Generator

Graficul masinii asincrone

Regimul de generator al maşinii asincrone nu a prezentat interes în aplicaţiile clasice, deoarece  producerea  energiei electrice  în  sistem  trifazat  cu  generatoare  sincrone  a  fost întotdeauna soluţia cea mai simplă şi eficientă pentru conversia mecano-electrică a formelor tradiţionale  de  energie.  Abia dezvoltarea  sistemelor  eoliene şi  de  micro-hidrocentrale,  cu saltul  exploziv  de  aplicaţii  din  prezent  a  readus  în  atenţie regimul  de  generator  al maşinii asincrone,  a  cărei  funcţionare la  turaţie  de  antrenare  variabilă este  adecvată regimurilor nestaţionare  ale  turbinelor  de  captare  a  energiei  vântului sau  a  apei  curgătoare.  Pentru  ca maşina să absoarbă putere electrică, rotorul trebuie antrenat la o turaţie mai mare decât turaţia de sincronism, ceea ce face ca alunecarea să ia valori negative  ( Fig. 4.15 a ). Adaptarea turaţiei turbinei la valoarea suprasincronă necesară funcţionării optime a generatorului se realizează cu  un  sistem  de  reductoare. Maşina asincronă este  reversibilă,  adică nu  necesită modificări constructive pentru a trece din regimul de motor în cel de generator, dar pentru o funcţionare la  parametri  optimi  ( randament  ridicat,  putere  utilă constantă),  alunecarea  trebuie  să aibă valoare  redusă (cca. -0.04  … -0.03 ) şi  turaţia  trebuie  menţinută la  variaţii  minime  în  jurul valorii la care este reglat sistemul mecanic de reductoare.

O particularitate în funcţionarea generatorului asincron este necesarul de putere reactivă pentru magnetizarea miezului şi pentru producerea fluxurilor de dispersie, pe care şi-o asigură absorbind-o pe la bornele înfăşurării statorice. Energia reactivă absorbită provine din reţeaua în  care generatorul sincron debitează puterea activă ( în cazul conectării la o reţea de putere mare, cum este reţeaua energetică ), sau prin conectarea unei baterii de condensatoare în paralel cu bornele înfăşurării statorice ( în cazul funcţionării pe o reţea de mică putere, o reţea proprie lipsită de surse de energie reactivă ). Pentru generatorul cuplat la reţeaua de foarte mare putere a sistemului energetic este necesar un sistem de monitorizare a turaţiei rotorului; dacă aceasta scade  sub  valoarea  turaţiei  de  sincronism, maşina  trebuie  deconectată de  la  reţea,  deoarece intră în regim de motor şi absoarbe putere activă din reţea, învârtind turbina, ceea ce conduce la risipă de energie.»

Mai Simplu…

Deci pentru cei mai mulţi este clar. Pentru cei care nu au înţeles mare lucru  putem intra în detalii… Astfel maşina asincronă este cel mai comun motor electric care se găseşte pe piaţă şi anume cel care nu are perii şi al cărui rotor este realizat din tole care au de jur împrejur nişte crestături în care sunt turnaţi conductori din cupru, ( mai demult ! ) sau mai nou din aluminiu  ( pentru motoarele construite în ultimii cincizeci de ani ). Aceşti conductori  sunt scurtcircuitaţi la capete prin două inele ceea ce le conferă aspectul unei colivii. De aceea  motorul asincron mai e numit motor cu rotorul colivie. La prima vedere rotorul acestui tip de motor pare că e un bloc cilindric nebobinat.

Generatorul asincron autonom

Aceste motoare pot fi  motoare trifazate, sau motoare monofazate, adică construite pentru a funcţiona în curent trifazic sau în regim de curent alternativ monofazat. Pentru ca motorul să producă curent electric lucrând în regim de „generator” trebuie să i se monteze  în paralel pe fiecare înfăşurare câte un condensator. Valoarea totală a acestor condensatori trebuie să fie între 150 şi 400 uF, la o tensiune de 330 V C.A. – atenţie condensatorii trebuie să fie de lucru nu de pornire.  Obţinerea regimului corect de lucru se face prin tatonări până se găseşte  valoarea convenabilă.

Cealaltă condiţie este ca motorul să fie rotit la o turaţie mai mare cu circa zece la sută decât turaţia lui nominală. Ca un exemplu pentru un motor de 1500 W având turaţia nominală de 3000 RPM, va fi adus la o turaţie de 3100 – 3150 RPM. În aceste condiţii el va furniza la borne o putere  cu circa 20 % mai mică decât  avea el nevoie pentru a funcţiona ca motor – în cazul nostru cam 1200 W. Dacă turaţia motorului scade, el intră în regim de motor, şi dacă este independent,  nu va mai furniza energie.

Este recomandat a fi folosit oriunde poate fi antrenat la o viteză de rotaţie constantă care să nu scadă spre  regimul de lucru ca motor. Cea mai convenabilă asemenea utilizare este ca „generator” pentru microhidrocentrale cu debit constant şi de asemenea ca „generator” pentru grupurile electrogene cu motor cu ardere internă.  De altfel unele din acele grupuri care se găsesc în comerţ, mai ales cele ieftine şi de putere mică sunt realizate cu maşini asincrone pe post de „generator”.

Mai există soluţia acţionării motorului asincron cu ajutorul unor motoare gravitaţional inerţiale ( amplificatoare de energie cinetică de genul celor construite de Fotios Chalkalis ).

Pentru mai multe amănunte vedeţi aici: http://chalkalis.blogspot.ro/

Amplificatorul de energie cinetică poate fi adus la regimul de turaţie  de lucru, manual sau electric,  de la o sursă externă, după care  rotaţia lui poate fi întreţinută cu ajutorul unui motor de mică putere ( acelaşi care l-a pornit ! ) alimentat de la motorul nostru asincron care va fi antenat de la axul amplificatorului de energie cinetică. În acest caz  vom obţine un adevărat grup energetic cu energie liberă  neconvenţională.

Cateva mentiuni teoretice ( eu nu le-am verificat ! )

Aceste menţiuni, nu sunt rodul experienţei mele personale, ci sunt culese de-a lungul timpului din diferite articole referitoare la comportarea maşinii asincrone ca „generator”.

1. Un asemenea „generator” realizat dintr-un motor asincron cu rotor în colivie, nu va putea porni motoare electrice similare lui, care au o putere mai mare de 1/4 din puterea nominală a lui ca motor. Adică dacă avem un motor de 1000 W care furnizează ca „generator” indiferent cât ( să spunem 750 W )  el nu va putea alimenta un alt motor cu rotor în colive mai mare de 250 W.

2. De asemenea uneori, nu poate  porni să furnizeze energie dacă este în sarcină. Adică „consumatorii” trebuie conectaţi la bornele lui abia după ce el furnizează deja tensiune nominală.

3. Dacă motorul nu vrea să lucreze ca generator, furnizând energie, atunci e recomandat să fie alimentat în prealabil preţ de jumătate de minut cu tensiune continuă în scopul de a premagnetiza  armăturile sale.

4. Capacitatea bateriei de condensatoare poate fi redusă cu două treimi ( recomandat) după ce motorul nostru începe să furnizeze tensiune. Asta se poate realiza prin construcţia bateriei de condensatoare din câte două condensatoare de valori deferite pe fiecare bobină, astfel ca un rând de condensatoare să poată fi deconectat din circuit ulterior, deconectare care se poate face automat cu ajutorul unor comutatoare normal deschis.

Pe de altă parte într-un articol am găsit nişte informaţii care nu-s tocmai concordante cu informaţiile pe care le culesesem deja – adică cu ceea ce am spus până acum:

5. Avantajele generatorului asincron autoexcitat:
- lucrează în regim stabil pentru sarcină activă cât şi pentru sarcină inductivă
- frecventa poate fi variată prin modificare capacităţii bateriilor de condensatoare
- tensiunea generatorului variază liniar cu frecvenţa
- conectarea receptoarelor se poate face înainte sau după conectarea bateriilor de condensatoare.
- ţinând seama de uşurinţa realizării bateriilor de condensatoare automate se poate spune ca soluţia cu generatoarele asincrone poate fi utilizata cu succes la aplicaţii economice

Rămâne ca fiecare să verifice aceste fapt prin experienţa proprie. Deci…

Urez succes tuturor celor care-şi vor construi o centrală energetică proprie cu asemenea motoare ! CCD

a doua parte

Deşi această parte a articolului e scrisă mai de mult, precipitarea evenimentelor legate de criza  exproprierii poporului român de resursele naturale ale ţării a făcut să întârzii publicarea ei. Ca urmare începutul acestei părţi  suferă prezenta introducere.

Între timp prima parte a suscitat mult interes generând ample discuţii între cititori pe una din reţelele de socializare de pe internet.

Modalitatea de modificare pe care am prezentat-o în prima parte este cea mai facilă şi se află la îndemâna oricui, chiar dacă nu are cunoştinţe de electrotehnică deoarece nu implică modificări majore făcute structurii motorului asincron.

Mai există însă o metodă mult mai eficientă, care poate transforma un motor asincron într-un alternator cu putere imensă comparabil cu fostul motor, putere care poate fi de la trei până la zece ori mai mare şi chiar mai mult.

Subliniez încă odată marele, imensul avantaj, că ambele metode  furnizează curent electric  alternativ perfect sinusoidal, a cărui frecvenţă este identică sau foarte apropiată de cea a reţelei naţionale.

Pentru exemplificare m-am folosit de  capturi de imagine dintr-un film rusesc care prezintă asemenea modificare: https://www.youtube.com/watch?v=iyl2zXPxKbk

Rotor modificat

Această metodă însă, presupune ca cel ce modifică motorul respectiv să aibă cel puţin cunoştinţe minime de electrotehnică şi lăcătuşerie şi de asemenea acces la un atelier mecanic bine dotat, deoarece avem de-a face cu modificarea  radicală a rotorului maşinii electrice.

Practic şi pe scurt spus, rotorul este strunjit şi în locul bobinelor în scurtcircuit ale acestuia    ( colivia ) se vor monta  un număr de perechi de poli magnetici formaţi din magneţi permanenţi cu neodim, care să fie multiplu al numărului de bobine al statorului. Procedeul de determinare al numărului de magneţi ţine mai mult de aritmetică decât de vreo cunoştinţă superioară de electrotehnică.

Trebuie să plecăm de la premiza că cele trei bobine ale statorului sunt repartizate pe un număr de ferestre ale miezului statoric care sunt multiplu de trei. Ca urmare ştiind că pentru fiecare bobină avem nevoie de o pereche de poli pentru ca câmpurile magnetice ce intersectează bobina să nu se anuleze între ele se poate determina  numărul de poli magnetici ce se vor monta numărându-se miezurile statorului şi împărţindu-se acest număr la doi.

Rezultatul va fi numărul de perechi de poli ce se vor monta. Aceste perechi de poli se vor constitui în şiruri aşezate un pic oblic faţă de axa rotorului, întocmai cum sunt montate şi barele de conductor ale coliviei. De asemenea fiecare şir va avea polaritate diferită astfel că pe circumferinţă de jur împrejur vom avea polii montaţi alternativ.

Dacă numărul de poli magnetici este egal cu cel al  miezurilor  statorului avem de-a face cu o păstrare a turaţiei de mers a  motorului transformat în alternator. Dar se pot monta şi un număr diferit anume multiplu sau submultiplu al numărului de perechi de poli, caz în care pentru a obţine aceiaşi frecvenţă a curentului electric ( 50 Hz ) va fi necesar ca alternatorul să fie rotit fie mai repede ( submultiplu )  fie mai încet ( multiplu ).

Vedeţi în imaginea de mai sus  cum arată rotorul după modificare. Pentru a o realiza se procedează la demontarea motorului şi la efectuarea unor măsurători. Se va măsura diametrul rotorului şi cel interior al miezului statoric. Se face diferenţa şi apoi se împarte la doi pentru a se afla distanţa dintre ele pe rază. Cu cât magneţii montaţi vor fi mai apropiaţi de stator cu atât puterea totală a alternatorului rezultat va fi mai mare. Plecând de la această distanţă se va proceda la determinarea  înălţimii magneţilor ce se vor folosi.

Avându-se în vedere că  câmpul magnetic al unui magnet permanent, indiferent cât de puternic ar fi el, se manifestă  cu putere maximă la o distanţă comparabilă cu lungimea acestuia, şi considerând că câmpul magnetic trebuie să fie suficient de puternic pentru a influenţa  relevant  miezul statoric se va  proceda la alegerea unor magneţi a căror înălţime să fie de 2 – 4 ori mai mare decât distanţa dintre rotor şi stator  determinată după cum am expus mai sus.

Magneţii trebuie montaţi aşa cum se vede şi din imagine într-o cămaşă de propilenă sau teflon care să fie lipită pe rotor, în aşa fel încât aceştia să nu intre în contact cu partea metalică a rotorului şi nici să nu se influenţeze prea mult între ei. Se va folosi un adeziv  de tip pastă bicomponentă care să aibă o priză bună atât pe metal cât şi pe materialul plastic folosit ( ceva de genul poxipol, poxilină, etc. )

De asemenea insist asupra unui lucru important anume ca diametrul acestor magneţi să nu fie foarte mare  ducând la montarea unui număr  cu mult mai mic de poli decât are statorul, deoarece cu cât diametrul magneţilor va fi mai mare cu atât  un număr mai mare de linii de câmp magnetic se vor scurtcircuita prin miezul statorului. Asta va constitui o frână magnetică importantă în rotaţia  rotorului contribuind major al scăderea randamentului noului alternator prin necesitate unei forţe crescute la axul său pentru a-l putea pune în mişcare.

Ca urmare diametrul magneţilor trebuie ales pe cât posibil cât mai mic… eu chiar aş recomanda să se  apeleze la montarea unui multiplu de perechi de poli magnetici faţă de cât are statorul, căci în  felul acesta  se vor putea folosi magneţi de diametru mai mic şi se va  reduce mult şi viteza de antrenare a  rotorului. Priviţi imaginea următoare:

Caracteristici motor-alternator

În privinţa puterii totale rezultate, ea va depinde exclusiv de tensiune. De ce ? Pentru că bobinajul statoric rămâne nemodificat iar cum intensitate curentului e dependentă direct de diametrul conductorului câştigul de putere va fi exclusiv în tensiune. În capturile de imagine am făcut una în care se vede că bobinele motorului sunt legate în stea şi alta în care se vede tensiunea scoasă pe o bobină la antrenarea alternatorului rezultat precum şi plăcuţa cu datele tehnice ale motorului. Observaţi că avem o tensiune de 500 V pe două bobine, adică o putere totală de 1,35 Kw ( 250 x3 ) x 1,8 A =1350 W.

Ştiu că sunt unii care din lipsă de cultură tehnică vor spune că de unde ştiu eu că trebuie să înmulţesc cu trei. Simplu. La legarea în stea nu se poate măsura tensiunea decât pe fiecare latură în parte, sau cel mult pe două laturi simultan, cazul din film ( ori în imagine se vede clar că bobinele sunt legate în stea ( minutul 10 secunda 1 ). De altfel am indicat cu săgeţi galbene poziţionarea coselor aparatului de măsură. Iar de pe plăcuţa originală a motorului unde se observă că acesta avea iniţial o putere de 0,55 Kw şi o intensitate de curent  de 3,1 respectiv 1,8 A.

După cum se poate observa această metodă duce la obţinerea unor tipuri de alternatoare mult mai puternice decât puterea originală a motorului asincron modificat.

Deoarece această creştere de putere se face pe seama  tensiunii, se impune folosirea după alternator a unor transformatoare de reţea coborâtoare care să furnizeze tensiunea de 220 V, sau calcularea numărului şi puterii magneţilor în  aşa fel încât să se poată obţine pe fiecare bobină a motorului în parte o tensiune apropiată de cea a reţelei, aşa cum a obţinut rusul din filmuleţul acesta. 250 de volţi pe o bobină e o tensiune acceptabilă din punctul de vedere al „consumatorilor” folosiţi în orice gospodărie…

Baftă tuturor celor care  au posibilitatea de a modifica astfel un motor şi vor avea curajul să o facă ! Cu stimă ! CCD.

http://blog.catalindancarnaru.ro/