Rezonanční elektromotor

[talmar]

Asi jsi zcela nepochopil princip rezonance u motoru.Pokud zapojíš motor do rezonance tak se prudce navýší jeho účinnost a stoupne výkon.Proto se musí jít dolů s napájecím napětím jinak motor shoří.Prakticky mám vyzkoušeno že u jednofázového motoru 0,25kw který je konstruován na 220V se musí jít s napětím dolů na 70-80V.Při tomto napěti motor bere nominální proud tak jako při 220V a je schopen dodat i stejný výkon na hřídeli.Tímto se zvýší zhruba třikrát jeho účinnost.Problém je udržet motor v rezonančním chodu a taky zajistit snížené napěti hlavně pro větší výkony.Pro třífázový motor se to dá řešit frekvenčním měničem.Některé umí kromě frekvence měnit i výstupní napěti.

[huhu]

Taky mi ta rezonance nedává spát.Dělám nějaké pokusy s asynchronními motory.Jednofázový motor není až takový problém najet do rezonance..............v praxi to také funguje.

Pokud zapojíš motor do rezonance tak se prudce navýší jeho účinnost a stoupne výkon............Tímto se zvýší zhruba třikrát jeho účinnost.Problém je udržet motor v rezonančním chodu a taky zajistit snížené napěti hlavně pro větší výkony.

mno, já bych si vystačil i s menším výkonem, hlavně když by mi dával 240% příkonu. Uplně klidně bych s tím poháněl nějaký malý generátor, mootor napájel přes trafo a o nic se nestaral.

Co přesně ti chybí ? Proč neudržíš motor v rezonančním chodu ?
To už se musí dát dořešit !

[talmar]

Není to zase tak snadné.Motor v rezonanci spolu s danou mechanickou zátěží je nutno chápat jako laděný obvod.Jak elektricky-rezonance,tak mechanicky-zátěž motoru.Pokud se nám mění zatížení motoru obvod se rozladí a motor z rezonance vypadne.Proto je pro rezonanční chod motoru výhodná konstantní zátěž-turbína,čerpadlo atd.Taky je nutná nějaká zpětná vazba která nám zajistí chod motoru v rezonančním režimu.A to je docela problém.

[Akord]

Asi jsi zcela nepochopil princip rezonance u motoru.Pokud zapojíš motor do rezonance tak se prudce navýší jeho účinnost a stoupne výkon.Proto se musí jít dolů s napájecím napětím jinak motor shoří.Prakticky mám vyzkoušeno že u jednofázového motoru 0,25kw který je konstruován na 220V se musí jít s napětím dolů na 70-80V.Při tomto napěti motor bere nominální proud tak jako při 220V a je schopen dodat i stejný výkon na hřídeli.Tímto se zvýší zhruba třikrát jeho účinnost.Problém je udržet motor v rezonančním chodu a taky zajistit snížené napěti hlavně pro větší výkony.Pro třífázový motor se to dá řešit frekvenčním měničem.Některé umí kromě frekvence měnit i výstupní napěti.

Napetí s frekvencí mení každý normální fr.menič, ale ne u každého se dá nastavit individuální charakteristika V/f, a mají jenom nekteré prednastavené.
S tím 3násobkem účinnosti sis to absolutne vycucal z prstu, podobne jako to udelal Kopecký. Neumíš merit účinnost, nebo popiš porádne, jak jsi meril, a najdu ti problém. Účinnosti točivých stroju merím často. To by naopak musel být nepovedený motor, který má pri chybne udaném proudu jako nominálním tretinovou účinnost kolem 25% a ta by nastoupala na skutečný nominál. Keždému normálnímu asynchronu pri stoupnutí proudu nad nominál účinnost klesá. Vetšinou bývá maximální účinnost pod nominálním proudem, nejaká rezonance to naopak jen zhoršuje, pridají se také ztráty v kondu. Také pozor, príkon u asynchronu není napetí krát proud, je treba respektovat kosinus úhlu mezi proudem a napetím, a ten dokonce pri rezonanci jde k 90 stupňum, tam je kosinus =0, a motoru klesá odber činný výkonu(príkonu), stejne tak jako by mel slábnout moment na hrídeli pri nezmenených podmínkách, cos ostatne popsal v dalším príspevku. Nejde vnutit stoupnutí fázového posunu bez vlivu na pokles momentu. V rezonanci je posun maximální blízko 90 stupňu (účinník blízký nule) a moment blízký nule, to je jenom logické, moment a fázový posun jsou spojené nádoby.

[talmar]

Pokud motor odevzdá při 70V na hřídeli stejný výkon jako při 220V tak má zákonitě při 70V vyšší účinnost pokud použijeme bezestrátovou regulaci napětí.Taky to nemám přesně změřeno ale nárust účinnosti je tam enormní.Tímto jsem si ověřoval tento princip a funguje.Nyní řeším třífázový motor s měničem.Pokud s tím máš zkušenost uvítal bych radu jak zatížit tento motor abych přesněji změřil jeho výkon na hřídeli.Zkoušel jsem spojení dvou motorů,druhý jako generátor.Druhý motor jsem budil ze sítě.Jako brzda funguje dobře ale pokud z jiné fáze odebírám výkon tak ta buzená fáze měření zkresluje protože taky něco tlačí do sítě nebo odebírá podle otáček.Nevíš o nějaké lepší metodě?

[Akord]

Pokud motor odevzdá při 70V na hřídeli stejný výkon jako při 220V tak má zákonitě při 70V vyšší účinnost pokud použijeme bezestrátovou regulaci napětí.Taky to nemám přesně změřeno ale nárust účinnosti je tam enormní.Tímto jsem si ověřoval tento princip a funguje.Nyní řeším třífázový motor s měničem.Pokud s tím máš zkušenost uvítal bych radu jak zatížit tento motor abych přesněji změřil jeho výkon na hřídeli.Zkoušel jsem spojení dvou motorů,druhý jako generátor.Druhý motor jsem budil ze sítě.Jako brzda funguje dobře ale pokud z jiné fáze odebírám výkon tak ta buzená fáze měření zkresluje protože taky něco tlačí do sítě nebo odebírá podle otáček.Nevíš o nějaké lepší metodě?

První veta pro asynchronní motor obecne neplatí, beze srandy, ani nechytám v ničem za slovo. To lze ríct až potom, když víš, jaký činný výkon spotrebuje ze síte. Na to potrebuješ wattmetr, který je schopný merit jalový výkon, nebo neco (napríklad osciloskop s patričnou funkcí), co je schopné násobit časove posunutý proud s napetím v reálném čase, nebo oba prubehy ve stejném čase navzorkovat a pak vynásobit. Že je tam 70V neznamená, že tam nebude 3násobek proudu, nebo i více, a účinnost ješte dále nepoklesne. Účinník cos(fí) se bude menit podle konkrétní záteže, takže stále muže být dost vysoký, aby stroj bral dostatečný proud a mel i moment, ten by však pri stoupající rezonanci mel klesat.. Záleží na mnoho vecech. Takže nemáš nic overené, pokud neznáš fázový posun mezi napetím a proudem. Až nevlastníš takový wattmetr, zkus si porídit starší elektromer, nebo napájet pomocné spotrebiče z jiného elektromera, a prepočíst ve známém čase kWh na kW. Elektromer merí činný výkon pomerne presne, až mu nic není, a jalový výkon ignoruje.

Vždy merím mechanický výkon mechanicky, je to docela pohodlné, pouze to chce trochu cvik. Je ale treba motor upevnit za hrídel (samozrejme aby se mohla točit od pohonu), a stator nechat volne viset, pootáčet. Dobre to jde udelat v soustruhu upnutím za hrídel.
pak stačí vzít na statoru nejakou díru z patky, nebo rameno, zmerit její vzdálenost od osy otáčení, a mechanický výkon je pak známý, pokud jsou známé otáčky. Za tu díru, nebo rameno zavesit silomer pro rybáre, takový kolem 20kg.
P=63 * R * N * m , kde R je to rameno v metrech(vzdálenost silomeru od stredu osy), N jsou otáčky za sekundu (otáčky za minutu/60) a m je namerená hmotnost., výkon je ve Wattech, vztah není nic jiné, než práce (síla * dráha) za sekundu. Silomer je treba držet približne kolmo na rameno, a stator blokovat proti náhodnému pretočení o více, než treba cvičit pri merení. Nastartovat treba s pomocí oprení o doraz, pak pritáhnout silomer do protiotáčky, ať ukáže reakci síly rotoru na stator.
Pokud jsou otáčky neznámé, dají se odpočítat pomocí stopek, prevodu, pootočením hnacího motora rukou za vrtuli bez napájení, apod.

[talmar]

Zajímavá metoda ale ta mi moc neposlouží.Budu muset postupovat jinak.Musím udělat nějakou elektronickou brzdu pro motor.Jeho přesný výkon mne až tak nezajímá.Zajímá mne rozdíl v příkonu motoru do stejné zátěže v normálním režimu a v rezonanci.Tím budu schopen celkem přesně zjistit zda a o kolik se zvedla účinnost.Brzdu nadstavím tak aby motor odebíral ze sítě max.jmenovitý proud.Na to bude asi nejlepší nějaký komutátorový motor s magnety.Nebo asynchronní motor budit stejnosměrným proudem.Prý to funguje jako brzda.

[Akord]

Zajímavá metoda ale ta mi moc neposlouží.Budu muset postupovat jinak.Musím udělat nějakou elektronickou brzdu pro motor.Jeho přesný výkon mne až tak nezajímá.Zajímá mne rozdíl v příkonu motoru do stejné zátěže v normálním režimu a v rezonanci.Tím budu schopen celkem přesně zjistit zda a o kolik se zvedla účinnost.Brzdu nadstavím tak aby motor odebíral ze sítě max.jmenovitý proud.Na to bude asi nejlepší nějaký komutátorový motor s magnety.Nebo asynchronní motor budit stejnosměrným proudem.Prý to funguje jako brzda.

Metoda co jsem popsal je vetšinou vhodná jen pro generátor, ale mužete takhle merit mechanický výkon na tom brzdném motoru prímo, bez zkreslení pres težkopádné a v širší oblasti neverohodné merení generovaného výkonu. V prípade asynchronu je to ješte složitejší, musel by jste ho pri ruzných podmínkách nakalibrovat. Tím, že necháte pootáčet na brzdném motoru stator a upnete hrídel pevnou spojkou prímo na hnací motor, stačí pak ten silomer, vztah je stejný. Malé házení nevadí, nezkresluje, bežná hrídel cizí motor unese. Takovou soustavu jsem kdysi zkoušel jako rízenou redukci otáček. Je treba snad jen nejaké základní zabezpečení, aby se pritom neodpoutal.
Oba vámi popsané zpusoby jsou schodné, pri stejném výkonu je výhodnejší ten komutátorový motor, ale je méne dostupný. Asynchron 380V napájet kolem 50V DC pres 2 fázy, to bývá obvyklý ekvivalent pro brzdu, zaradit tepelnou ochranu na nominální proud.
Zbytek souhlasím, pokud zmeríte činný príkon ze síte, zjistíte, co potrebujete.

[Akord]

Zajímá mne rozdíl v příkonu motoru do stejné zátěže v normálním režimu a v rezonanci.Tím budu schopen celkem přesně zjistit zda a o kolik se zvedla účinnost.

To ale není ani vzdálene objektivní test. Pokud má nastat rezonance a motor má mít nejaký moment, tak ten moment i s príkonem a tím i účinnost budou (bez rezonance) podstatne nižší, než má motor blízko nominálního proudu s nominálním príkonem.
Objektivní by bylo, pokud motor pri rezonanci porovnáte s účinností motoru nepríliš vzdálene(více než asi 60%) nominálního proudu, nebo kolem 2/3 nominálního výkonu.
Motor pri rezonanci bude mít mechanický výkon podstatne nižší, a tato účinnost pri rezonanci by mela být pri normálních motorech také nižší, než jiný motor, s mírne vetším psaným výkonem, než poskytne motor testovaný v rezonanci. Opakuji, nemá smysl srovnávat motor v resonanci s "podvýživeným" motorem, který nepracuje v optimu, je treba srovnávat s takovým motorem, který pri stejném mechanickém výkonu pracuje v optimální oblasti, tedy jeho nominální výkon je nejvíce 1.5 násobek výkonu, který dá nejaký testovaný motor v rezonanci. Tímhle zamotává i Kopecký, protože tomu buď nerozumí, nebo nechce, podle toho, co popisoval bych rekl, že nic nemeril, pouze veštil.

Rezonance je v techto prípadech vždy ztrátová, nastává posun optimálne navržených veličin. Rekne to každý, kdo umí navrhovat motory, protože účinnost je daná kompromisem mezi velikostí, cenou, hmotností, merným výkonem. Není problém udelat jakýkoliv motor s účinností 95% bez ohledu na výkon, jenom bude velký, težký, drahý. Za predpokladu neodfláknuté konstrukce o účinnosti nejvíce rozhoduje hmotnost medi použité ve vinutí a na druhém míste ztráty v dynamoplechu. Ostatní vlivy jsou podružn, a obvykle jdou zanedbat..

[talmar]

Zajímá mne rozdíl v příkonu motoru do stejné zátěže v normálním režimu a v rezonanci.Tím budu schopen celkem přesně zjistit zda a o kolik se zvedla účinnost.

To ale není ani vzdálene objektivní test. Pokud má nastat rezonance a motor má mít nejaký moment, tak ten moment i s príkonem a tím i účinnost budou (bez rezonance) podstatne nižší, než má motor blízko nominálního proudu s nominálním príkonem.
Objektivní by bylo, pokud motor pri rezonanci porovnáte s účinností motoru nepríliš vzdálene(více než asi 60%) nominálního proudu, nebo kolem 2/3 nominálního výkonu.
Motor pri rezonanci bude mít mechanický výkon podstatne nižší, a tato účinnost pri rezonanci by mela být pri normálních motorech také nižší, než jiný motor, s mírne vetším psaným výkonem, než poskytne motor testovaný v rezonanci. Opakuji, nemá smysl srovnávat motor v resonanci s "podvýživeným" motorem, který nepracuje v optimu, je treba srovnávat s takovým motorem, který pri stejném mechanickém výkonu pracuje v optimální oblasti, tedy jeho nominální výkon je nejvíce 1.5 násobek výkonu, který dá nejaký testovaný motor v rezonanci. Tímhle zamotává i Kopecký, protože tomu buď nerozumí, nebo nechce, podle toho, co popisoval bych rekl, že nic nemeril, pouze veštil.

Rezonance je v techto prípadech vždy ztrátová, nastává posun optimálne navržených veličin. Rekne to každý, kdo umí navrhovat motory, protože účinnost je daná kompromisem mezi velikostí, cenou, hmotností, merným výkonem. Není problém udelat jakýkoliv motor s účinností 95% bez ohledu na výkon, jenom bude velký, težký, drahý. Za predpokladu neodfláknuté konstrukce o účinnosti nejvíce rozhoduje hmotnost medi použité ve vinutí a na druhém míste ztráty v dynamoplechu. Ostatní vlivy jsou podružn, a obvykle jdou zanedbat..

To jste tedy už asi nějaké motory v rezonanci provozoval když přesně víte jak se budou chovat.Je pravda že Kopecký je spíše teoretik,ale zdá se mi že jeho úvahy a propočty stojí na reálných základech i když matematice zrovna neholduju.Tím spíš si to chci ověřit v praxi.Dosavadní pokusy co jsem prováděl na jednofázových motorech přesně odpovídají propočům podle jeho vzorců.Taky jsem zde zjistil zajímavý jev.Pokud jde motor naprázdno má maximální odběr proudu.Pokud ho zatěžujem tak jeho proudový odběr klesá úměrně zátěži.Pokud ho zablokuju tak má odběr nejnižší-chová se úplně naopak.

[talmar]

Co se týče zátěže pro můj motor tak další asynchron jako brzdu nemohu použít.Je to totiž brzda ale závislá na otáčkách.Ty musí být vždy nadsynchronní,jinak nebrzdí ale pohání.Rezonanční otáčky motoru musím doladit na měniči a těžko se zrovna trefím do 50Hz plus,mínus něco navíc.Jako nejschůdnější řešeni se mi jeví alternátor.Dá se sehnat za rozumný peníz.

[Akord]

Co se týče zátěže pro můj motor tak další asynchron jako brzdu nemohu použít.Je to totiž brzda ale závislá na otáčkách.Ty musí být vždy nadsynchronní,jinak nebrzdí ale pohání.

To není pravda. Pokud vinutí pres 2 fázy budíte DC max kolem 50V, tak brzdný účinek zažíná pri hodne nízkých otáčkách, významný je již pri 1/5 nominálních otáček. Brzdný moment pak stoupá až do nominálních otíček.
Nekteré rezonanční jevy na motorech znám z praxe, nejaké motory/generátory jsem počítal i konstruoval. Že se motor choval naprázdno s velkým odberem a pri zatížení s malým je normální, podobných možností je víc než dost, duležité jsou výkony. Rezonance jenom vec komplikuje, bežný motor nemá co rezonovat,jinak to jde vždy do ztrát. Rezonance by mela určitý smysl pouze v tom prípade, že by motor potreboval být napájený z nepríliš odlišného napetí, než je nominální, ale je to otáčkove závislé, nákladné a opet ztrátové rešení. Rezonance umí fungovat jako snižující, nebo zvyšující trafo, závisí na pomeru L/C apod.
Prípadne pri nejakých speciálních moterech, ale ne za účelem zvýšení účinnosti, nejúčinnejší motory jsou ty, kde jde všechno co možná hladce, hladký prubeh momentu bez pulzace, jako synchronní stroj, nedo dobre udelaný DC, asynchron je v principu na 3. míste v poradí účinnosti, ale z konstrukčního hlediska je nekdy pred DC a kvuli možnosti pohodlného rozbehu pre synchronem. V dobe frekvenčních meniču se ale zase karta obrací. Takže se nenechte moc mást nejakými rezonančními komplikacemi. Zkuste si první merení a vše bude jasné.

[jeff]

Už je to dávno, co jsem tohle vlákno zakládal a konstrukce od pana Kopeckého uvedené na začátku jsem stavěl. Je to fakt dávno, jak dnes zpívají Visací zámek, mi tenkrát bylo ku-va drát padesát. Sehnal jsem feritová jádra U80 a podle návodu jesm sestavil a oživil pulsní generátor, jádra navinul a sestavil celý model, celkem 4 verze. Co se týkalo elektrické funkce, tak to bylo naprosto přesně, jako podle učebnice elektroniky, napětí na C i L seděly, podle napájecí frekvence stoupal i zisk napětí a proudů. Tenhle typ motoru se neumí sám rozběhnot, tak se mu muselo pomoci a pak se roztočil na mírně nadrezonanšní otáčky na prázdno, při zátěži klesaly až na rezonanční, další zatěžování vedlo k vypadnutí z rezonance a motor se rychle zastavil. Účinnost jsem nějak neměřil, ale bylo zcela evedentní, že je menší než 1.
Podobně jsem zkoušel hrátky s asynchronními motory, dnes se tromu říká rotoverter, tady se vše chová jinak, pro třífázový motor na 3x400V stačí napětí jedné fáze cca 110V a v rezonanci je na cívkách sdružené napětí tak akorát těch 400V a motor se sám roztočí na jmenovité otáčky, odběr ze sítě je zlomek normální spotřeby, ale zrovna tak i mechanický výkon.
Rezonance je jistá možnost a dobrá věc, ale takhle se tomu nějak nechce fungovat podle našich potřeb. Tak jsem si pak říkal, že pokud by byla rezonance zrezivělý kus železa, co nám z ní zbude, když z ní ten oxid železa opadá?

Jeff

[Akord]

Jeff:
akorát doplním k tomu asynchronu, že pri vhodné rezonanci muže klesnout odber proudu proti puvodnímu, ale už tak ne ne odber výkonu(príkon). Je treba merit činným wattmetrem, nebo elektromerem, ne pouze proud krát napetí, protože klasický asynchroňák má sice veší proud naprázdno, ale ten je do značné míry jalový, posunutý fázove vuči napetí, a jako činný prikon(spotreba) se neuplatní, ani fyzicky o spotrebu nejde, jalový výkon se pouze prelévá, to co zbude pri poklesu sinusovky se preleje do nárustu pri další. Takže proud je sice vetší, ale funguje jen jako kyvadlová doprava mezi zdrojem a spotrebičem, a o neco více zatežuje prívodní vedení, generátor v elektrárne v principu vetší výkon na hrídeli nepotrebuje, ani nemusí dodat.
Kolem rezonance muže vzniknout situace, že ten jalový proud pendluje jen mezi kondem a motorem, a na prívodech tím reálne poklesne. Činný výkon(spotreba, hrazení ztrát) se však odebírá ze síte stejný(často pri rezonanci i vetší o další ztráty), i když se merené proudy liší.

[talmar]

Sháním nějaký alternátor jako brzdu.To brždění asynchronem se mi nějak neosvědčilo.Pokud zapojím napěti na svorky a potočím s rotorem tak fyzicky opravdu brzdí a dost hodně.Pokud je napojen na testovaný motor a zapojim ho opět do brzdy u testovaného motoru se to proudově vůbec neprojeví-nechápu to.Na rezonanci budu testovat malý motor 120W 1400ot. 220T,380H.