Masini electrice -energie -transformari - randament

scanteitudorel a scris:Este  bine  ca ai  facut aceste   precizari  pentru cei care  sunt  in  masura sa gandeasca  fenomenele  respective   pe  baza  acestor   formule. Eu nu sunt  in masura sa-ti  contest  sau sa-ti  aprob  afirmatiile  .
Am  retinut  in  mod  special acest  aspect.
Daca am zis despre campul electrostatic ca reprezinta acea atmosfera de fotonini asemanatoare campului caloric, atunci despre campul magnetic putem spune ca reprezinta un rotor (vartej sau curent cu circuit inchis) de fotonini, care se exprima ca un moment energetic
Si  as  mai  fi adaugat  la  textul tau  urmatoarele  :  Acest  curent  care  circula  sub   forma  de vartej   deplaseaza   fotoninii  de  la   polul  N  magnetic  la  polul S  magnetic  .  Gresesc  ?

scanteitudorel a scris:Si mai adaug  ceva .
 Nu  trebuie  sa  consumi  energie  electrica  mai mult timp   decat  este  necesar ,    daca  tot  vrei  sa   recuperezi cat  mai mult din energia magnetica  .  Acest timp    necesar se  refera  la  faptul  ca   bobina  va   fi  alimintata  cu  energie electrica    pana  ajunge   magnetismul  la  valoarea  maxima ,  valoare  care  este   definita   de  curentul   din  bobina   precum  si  de  inductanta  acesteia.    Dupa  aceea   curentul  electric  se  stabilizeaza  si    doar   intretine starea   de  maxima  magnetizare .
  Deci ;   dupa  acest   timp   apare  un  consum  de  energie  electrica   inutil  pentru  procesul  reversibil,   dintre  energii ,   mai   sus  amintit.
In aceasta   situatie   recuperatorie   apare  notiunea   de  impuls  electric  si  evident  frecventa  acestuia  . Intre   doua  impulsuri  este  necesar  un  timp  asa   zis  de  relaxare .  In  acest  timp  energia  magnetica  se   transforma  din nou  in  energie  electrica .   Modalitatea  prin care  aceasta   energie electrica  recuperata  poate  fi  folosita  pentru;    suplimentarea  energiei  electrice  consumate ,  pentru   suplimentarea   energiei mecanice  generate  de  catre   electromotor ,    sau   suplimentarea   energiei  electrice  generata   de  catre   generatorul  electric    ,    depinde   de  optiunea   fiecaruia .

eugen a scris:  
Numesc "amorsare", in acest context,  fenomenul tranzitoriu in care curentul pe o inductanta ajunge de la zero la o valoare maxima, prin cuplarea independenta - sau  in conectare cu alte elemente, rezistori, condensatori, etc -la o sursa de putere electrica .
Termenul amorsare este sugerat de amorsarea unei pompe de fluid, cand debitul ajunge de la zero la o valoare maxima prin acea pompa.

Am urmarit pe osciloscop in multe experimente timpul in care o bobina de exemplu ajunge la curent maxim.
La bobine fara miez magnetic, in aer, se poate merge la frecvente inalte si scurta timpul de amorsare foarte mult.
Este  logic   eugen ,  deoarece  si timpul de  incarcare  cu  energie  magnetica  pana  la valoarea  maxima  este  scurt  .  Daca  adaugi si  miez   feromagnetic   acesta  concentreaza  liniile  magnetice  in  centrul  bobinei ,  deci  alta  capacitate  de  incarcare  obtii.
Chiar am postat pe undeva pe Laborator... ca metoda de minimizare a energiei de amorsare,  la  inductante exista avantajul ca se pot cupla cu condensatori si alege un regim de amorsare in impulsuri cu frecventa sincronizata cu regimul rezonant sau cu cel critic neoscilant la cuplarea periodica cu o sursa .( Formulele lui Steinmetz prezentate pe Laborator... care s-a inspirat matematic din practica lui Tesla a regimurilor energetice in impulsuri).
Din acest  motiv  am scris  mai sus ca  energia  magnetica   transformata din  nou  in  energie  electrica poate fi recuperata   prin  diferite  metode dupa  obtiunea  fiecaruia  .  Conditia  ar  fi ca aceste   recuperari  sa  fie  sincronizate  asa cum spre   exemplul exista    intr-un  circuit  oscilant   pentru  a  se   obtine  fenomenul  de  rezonanta.

Asa cum ai precizat in mod extrem de util , practic, energia electrica de la o sursa poate fi minimizata in cazul alimentarii in impulsuri a unui consumator inductiv.
Motoarele, generatoarele electrice, etc lucreaza la frecvente joase, cea mai clasica e cea de 50 de hertzi.
Da   si  cu  toate  acestea   cele  de  mica  putere  ,(  pana  in  100  de  w ),  au  valori   ale   randamentului   cuprinse  intre  0,1  si  0,5  pe  cand  cele  de  mare  putere  800 Mw   au  randamentul  de  0,988. De  ce   apare  acesta  diferenta  ,  daca  ne  gandim  ca  legile    din  fizica  se   aplica  atat  masinilor  mici  cat  si masinilor  de  mare  dimensiune  ?  Aici  intervine  energia care  poate   fi  recuperata  sau  nu    in  functie   de  frecventa . La  fel  se  intampla  si in  cazul  transformatoarelor  electrice  . 0,65  randament pentru cele  mici  0,85  pentru  cele  medii  si  0, 997  pentru  cele  mari.
Materialele  miezurilor au limite de frecvente, peste anumite frecvente in sus pierd termic .
Acest  lucru  este  binecunoscut  .  Apare  fenomenul  de  Histerezis .  Din  acest  motiv   sunt   folosite  feritele in  cazul dispozitivelor  de  transformare  cu comutatie  rapida , unde  frecventele  sunt  de ordinul  zecilor  de  Khz.
De exemplu am luat un transformator de cuptor cu microunde , 220/2000 vca si la frecvente de kilohertzi introduse pe primar, nu mai este transformator, miezul nu suporta frecvente inalte.
Transformatorul de  cuptor este  alcatuit  din  tole  de Permaloy  , care  nu   raspund  acestor  frecvente.  Exista  la  fiecare   producator  de  ferite  ,  sau    alte  materiale  feromagnetice  un  tabel  cu  datele  pentru fiecare  material   . Proiectantul  unui circuit  electric/  electronic  studiaza  in  amanunt  aceste  date  .  Nu  pune  nimic  la  intamplare .
Ideal ar fi ca masinile -gen  motoare?- sa poata lucra la frecvente mai inalte.
Iar regimul de impulsuri sa fie controlat pentru minimizarea consumurilor.
Nu  pot  lucra  eugen din  simplul  motiv  ca,    pe  fiecare   amplitudine  electrica  se   realizeaza  un  lucrul  mecanic   care   prin  forta  pe  care  o  detine    determina  rotatia  rotorului  cu  o  anumita  viteza . .   Daca   obtii viteza  mare  nu  ai forta ,  (  cuplu  redus )  si invers .   Electromotorul   de la  masina automata   de spalat rufe functioneaza  pe  acest principiu    de   frecvente   mai  ridicate   sau  mai  scazute , dar  frecventa  maxima este   limitata .   In  plus   are  prevazut  pe  axul  rotor   un  detector  de  pozitie . Practic  acest    dispozitiv  este  un  generator  de  curent  alternativ  cu  magnet  permanent   multi  polar  amplasat  pe  rotor   de mici dimensiuni.   Impulsurile  generate  de  el  deschid  sau  inchid  circuitul  electric  la  momentul   oportun.  

eugen a scris:Doru,
Ma preocupa printre altele obtinerea unor impulsuri de tensiune inalta cat mai scurte, si de frecventa cat mai ridicata, aplicate pe condensatori de inalta tensiune sau direct pe bobine.
Aici  lucrurile sunt   cam  amestecate  si  trebuie  sa  le  lamurim intr-un fel .  Daca   vrei tensiune  inalta  folosesti  un trafo  de  inalte  TV  vechi .  Trebuie  sa  ma uit  pe  o schema  sa  vad  la  ce  frecvente lucreaza  . Problema cu  condensatoarele este  mai  dificila  deoarece  trebuie  sa   adaptezi  condensatorul  la  curentul  debitat de  secundar .  Daca     rezistenta  lui este mica    si  are capacitate mare de   absortie ,  creste  curentul  peste  limita    admisa de  conducor  si   functioneaza ca  si cum  ar fi in scurt .
In acest sens mi-ar fi necesar un generator de inalta tensiune si inalta frecventa, frecventa de ordinul  a  zeci de  kHz.
Ca   sa   ai inalta   tensiune  ai nevoe de  multe   spire   si  daca   ai  multe   spire  creste  inductanta   bobinei . Daca   este in  aer  randamentul  este  foarte  mic .  Daca   introduci o bara de ferita   cilindrica  ,  creste   randamentul ,  dar   se  mareste  timpul  de transformare  din  energie  magnetica  in energie  electrica .  Acum  depinde  si de ce putere  ai nevoie  ?
Am tatonat ca surse de inalta tensiune bobina de inductie auto, transformatorul de cuptor cu microunde sau versiuni experimentale de transformatoare pe ferita, in frecvente de ordin kilohertzi.

O bobina auto cam pe la 10-20 kz poate fi folosita ca trafo de frecventa relativ ridicata dar are pierderi mari.
Daca  liniile  magnetice   sunt  inchise  prin  aer  cum  sa nu  ai  pierderi,   prin  randamentul  dispozitivului .
Ai  idee pana la ce frecventa un transformator de cuptor de microunde poate transforma cu randament acceptabil?
Din cate  cunosc  transformatoarele de  acest  fel   din  Permaloi I+ E  ,(  25  cm  patrati  ), sunt  folosite ca  ridicatoare  de   tensiune . Sa  mai uit in  Manualul  Radioamatorului  la  transformatoarele de   radiofrecventa .
Nu am reusit sa alimentez in sinusoidal un astfel de trafo , la frecventa mai mare de 50 de hz.
Ce  se  intampla   ?   Vreau  mai multe date  despre  el .  Poate nu  vorbim  despre  acelasi transformator  .
Sau ar trebui ca un astfel de  trafo sa fie  construit pe tole de radiofrecventa ?
Unul    toroidal  din  ferita .  Dar  ai  de   bobinat  cu iglita  cam  mult  pentru secundar.

Oscilatorul de alimentare pe care mi l-am construit nu realizeaza sinusoidal  decat  la frecvente ridicate, nu la 100-200 hz, etc.
Asta  depinde  de   relatia  care  exista intre   condensatori  , bobine   rezistente  ,  permeabilitatea   materialului  folosit  .  Alte   frecvente ,  alte  valori  .  Vrei  sa  faci  un  oscilator  de  banda  larga  cu  aceleeasi piese ?
Trafo-urile pe ferita pe care le-am experimentat se strapung si ar trebui sa le cufund in ulei si sa le vacuumez uleiul, sa scot bulele de aer din uleiul izolatotor.
Rezistenta electrica  a  feritei este   foarte  mare  si nu ar trebuii sa  se  strapunga  materialul .  Poate  aerul  dintre   spire . Astept  mai multe  detalii .  
Teoretic ar merge.Practic, daca vreau sa recuperez sarma, aflata in baie de ulei, se complica, devine nepractic pentru mine.

eugen a scris:Trafo de cuptor de microunde 220/2000 v, 1000 VA recuperat l-am folosit pana cand s-a strapuns secundarul, in timpul unor manevre in gol, cand tensiunea in secundar a crescut.
Logic  .  Scade   curentul  creste  tensiunea  .  In mod normal  nu  ar  fi  trebuit   sa  se intample  asa  ,  daca  ele  sunt  construite pentru  2000 v in gol.   Asta   numai  in  situatia  cand  transformatorul  nu poate   sa   genereze  suficienta   forta magnetomotoare.  La  cel mai  mic  curent   care   circula in  secundar  scade    foarte mult  tensiunea .  De  regula  se intampla asa  cand  forma grafica a  alternantei  nu mai  este  sinusoidala ,  adica  ingusta   si   foarte inalta  . Din  acest  motiv  unii   inventatori  se  pacalesc  foarte   usor   atunci  cand folosesc  instrumente  de  masura  digitale.  Tensiune  foarte mare  si  curent   foarte  mare ,  dar  in sarcina  putere debitata   mica.  
La unele trafo-uri de cuptoare cu microunde  le-am recuperat secundarele si le-am montat pe alte trafo-uri experimentale, cu miezuri cu ferita pentru a le utiliza in frecvente  pe la zeci de kHz.
Foarte bine  .  Cum sa  raspunda la   frecvente  un  transformator  din  Permaloy  la  fel ca  unul  din  Ferita .  Aici intervine  saturatia magnetica  , permeabilitatea   mag .  remanenta   magnetica  ,(  curba  de  Histerezis ).
Se strapung mai usor cand frecventa de alimentare  creste.
Normal , diferenta  de  potential  pe  o  spira   creste  in   functie de  viteza  de   variatie  a  fluxului  magnetic  . In  functie  de  frecventa  calculezi  necesarul  de  spire pe cele  doua  bobine  si  sectiunea  mizului pentru  o   anumita   putere .

La trafo cu miez de ferita, am avut strapungeri in secundar, intre spirele secundarului bobinat de mine.
Am  scris mai  sus  de  ce  .   Sigur  ai crescut  frecventa  si  implicit a crescut tensiunea .
Pana la urma va trebui cufundare in ulei, vacuumare, etc.
Ulei  de   transformator  .  Acesta este scopul lui  .
Oscilator de banda larga am nevoie pentru a cauta frecventa de rezonanata specifica unui montaj LC.
Foarte bine  , dar  de  ce  nu  lucrezi  pe   plaje  de  frecvente  .   Montezi   un  soclu  de  la  un  tub  EL 84  pe  aparat   si  dupa  ce  ai  inlaturat  sticla tubului  montezi o   bobina   a  carei  frecventa   o  schimbi cu  un  condensator variabil   montat   pe aparat  si  asa  cuprinzi o plaja  de  frecvente  .  Pentru alta  plaja de   frecvente  schimbi  bobina   montata  pe  alt   suport  de  la  acelasi tip de lampa si tot asa .
Asa   procedez  eu  .

Am mai folosit ca sursa de impulsuri, descarcari de pe condensatori aflati in rezonanta cu bobine in aer. Descarcari in aer, vacuum sau prin descarcatoare de protectie de la 90 pana la 6000 v.
Foloseste ce  crezi  ca  se  preteaza respectivului   montaj.

Ar fi interesant de desfacut carcasa metalica a unei bobine de inductie auto, scos uleiul, vazut daca se poate monta miez de ferita, reconfectionat   o carcasa adaptata, reumple cu ulei, etc.
Si facut proba in frecventa.
Cum  sa  nu se  poata  din   punct  de  vedere  mecanic   ,  dar  ce   faci cu  primarul  care   este  confectionat   pentru   curenti  mari  ?  Ai  un oscilator  atat  de  puternic  , sau  folosesti  tranzistor  tip.  Mosfet  ?    In locul  tolelor din   interior  introduci  o bara cilindrica din ferita   ca  acelea  folosite  in  radioreceptoarele mai  vechi.   Uleiul nu  este sub presiune ,  deci  nici o  problema .