Cum Transformam Un Motor Asincron InGenerator ?

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

Cele mei comune motoareelectrice

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

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

«Masina Asincrona Trifazata In Regim De Generator

Graficul masiniiasincrone

Regimul de generator al maşinii asincrone nu a prezentat interes în aplicaţiile clasice,deoarece producerea energiei electrice în sistem trifazat cu generatoare sincrone a fostîntotdeauna soluţia cea mai simplă şi eficientă pentru conversia mecano-electrică a formelortradiţionale de energie. Abia dezvoltarea sistemelor eoliene şi de micro-hidrocentrale, cusaltul exploziv de aplicaţii din prezent a readus în atenţie regimul de generator almaşinii asincrone, a cărei funcţionare la turaţie de antrenare variabilă este adecvatăregimurilor nestaţionare ale turbinelor de captare a energiei vântului sau a apei curgătoare. Pentru ca maşina să absoarbă putere electrică, rotorul trebuie antrenat la oturaţie 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 funcţionăriioptime 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 dereductoare.

O particularitate în funcţionarea generatorului asincron este necesarul de putere reactivăpentru magnetizarea miezului şi pentru producerea fluxurilor de dispersie, pe care şi-o asigurăabsorbind-o pe la bornele înfăşurării statorice. Energia reactivă absorbită provine din reţeauaîn care generatorul sincron debitează puterea activă ( în cazul conectării la o reţea de puteremare, cum este reţeaua energetică ), sau prin conectarea unei baterii de condensatoare înparalel cu bornele înfăşurării statorice ( în cazul funcţionării pe o reţea de mică putere, o reţeaproprie lipsită de surse de energie reactivă ). Pentru generatorul cuplat la reţeaua de foartemare 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, învârtindturbina, 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 nuare perii şi al cărui rotor este realizat din tole care au de jur împrejur nişte crestături în care sunt turnaţiconductori din cupru, ( mai demult ! ) sau mai nou din aluminiu ( pentru motoarele construite în ultimiicincizeci de ani ). Aceşti conductori sunt scurtcircuitaţi la capete prin două inele ceea ce le conferă aspectulunei colivii. De aceea motorul asincron mai e numit motor cu rotorul colivie. La prima vedere rotorulacestui tip de motor pare că e un bloc cilindric nebobinat.

Generatorul asincronautonom

Aceste motoare pot fi motoare trifazate, sau motoare monofazate, adică construite pentru a funcţionaîn curent trifazic sau în regim de curent alternativ monofazat. Pentru ca motorul să producă curent electriclucrând în regim de „generator” trebuie să i se monteze în paralel pe fiecare înfăşurare câte uncondensator. Valoarea totală a acestor condensatori trebuie să fie între 150 şi 400 uF, la o tensiune de 330V C.A. – atenţie condensatorii trebuie să fie de lucru nu de pornire. Obţinerea regimului corect delucru 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 luinominală. Ca un exemplu pentru un motor de 1500 W având turaţia nominală de 3000 RPM, va fi adus la oturaţie de 3100 – 3150 RPM. În aceste condiţii el va furniza la borne o putere cu circa 20 % mai micădecât avea el nevoie pentru a funcţiona ca motor – în cazul nostru cam 1200 W. Dacă turaţia motoruluiscade, 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 scadăspre regimul de lucru ca motor. Cea mai convenabilă asemenea utilizare este ca „generator” pentrumicrohidrocentrale cu debit constant şi de asemenea ca „generator” pentru grupurile electrogene cu motorcu ardere internă. De altfel unele din acele grupuri care se găsesc în comerţ, mai ales cele ieftine şi deputere 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, dela o sursă externă, după care rotaţia lui poate fi întreţinută cu ajutorul unui motor de mică putere ( acelaşicare l-a pornit ! ) alimentat de la motorul nostru asincron care va fi antenat de la axul amplificatorului deenergie 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 dindiferite articole referitoare la comportarea maşinii asincrone ca „generator”.

1. Un asemenea „generator” realizat dintr-un motor asincron cu rotor în colivie, nu va putea pornimotoare electrice similare lui, care au o putere mai mare de 1/4 din puterea nominală a lui ca motor. Adicădacă avem un motor de 1000 W care furnizează ca „generator” indiferent cât ( să spunem 750 W ) el nuva 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 fiealimentat 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 cemotorul nostru începe să furnizeze tensiune. Asta se poate realiza prin construcţia bateriei decondensatoare din câte două condensatoare de valori deferite pe fiecare bobină, astfel ca un rând decondensatoare să poată fi deconectat din circuit ulterior, deconectare care se poate face automat cuajutorul unor comutatoare normal deschis.

Pe de altă parte într-un articol am găsit nişte informaţii care nu-s tocmai concordante cu informaţiile pecare 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 cugeneratoarele 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