Tanasă Ana-Maria TAMAE, anul II Motor electric solar bazat pe conversia helio-electromecanică a energiei solare 1. Considerații teoretice În cadrul acestui laborator s-a studiat funcționarea unui motor electric solar bazat pe conversia helio-electromecanică a energiei solare. Caracterul particular imprimat motorului solar studiat se referă la traductorul de poziție, care datorită dependenței de radiația luminoasă primită de la Soare, se comportă ca un fototraductor de poziție. Pentru a evidenția acest caracter particular a fost dezvoltat un studiu experimental referitor la dimensiunea unghiului fantei discului obturator (β), în vederea determinării poziției optime a acestuia în raport cu elementele de comutație din structura fototraductorului de poziție. În figura 1 este prezentat standul pentru dezvoltarea studiului experimental menționat, iar în figura 2 este prezentată o explicativă pentru definirea valorilor unghiulare β și γ implicate în studiul experimental. Unghiul β reprezintă unghiul fantei discului obturator, iar unghiul γ este definit ca fiind unghiul măsurat între axa fiecărui fototraductor, implicat în funcționarea traductorului și fanta discului obturator. Pentru punerea în evidență a influenței unghiurilor β și γ asupra poziției de pornire a motorului, turației și asupra valorii cuplului, experimentul a fost dezvoltat în mai multe etape, modificând valoarea unghiulară γ pentru diverse valori ale unghiului β, toate considerate pentru o tensiune constantă
Transcript
Tanasă Ana-Maria
TAMAE, anul II
Motor electric solar bazat pe conversia helio-electromecanică a energiei solare
1. Considerații teoretice
În cadrul acestui laborator s-a studiat funcționarea unui motor electric solar bazat pe conversia helio-electromecanică a energiei solare. Caracterul particular imprimat motorului solar studiat se referă la traductorul de poziție, care datorită dependenței de radiația luminoasă primită de la Soare, se comportă ca un fototraductor de poziție. Pentru a evidenția acest caracter particular a fost dezvoltat un studiu experimental referitor la dimensiunea unghiului fantei discului obturator (β), în vederea determinării poziției optime a acestuia în raport cu elementele de comutație din structura fototraductorului de poziție.
În figura 1 este prezentat standul pentru dezvoltarea studiului experimental menționat, iar în figura 2 este prezentată o explicativă pentru definirea valorilor unghiulare β și γ implicate în studiul experimental. Unghiul β reprezintă unghiul fantei discului obturator, iar unghiul γ este definit ca fiind unghiul măsurat între axa fiecărui fototraductor, implicat în funcționarea traductorului și fanta discului obturator.
Pentru punerea în evidență a influenței unghiurilor β și γ asupra poziției de pornire a motorului, turației și asupra valorii cuplului, experimentul a fost dezvoltat în mai multe etape, modificând valoarea unghiulară γ pentru diverse valori ale unghiului β, toate considerate pentru o tensiune constantă furnizată de sursa de celule fotovoltaice, incluse în construcția motorului.
Figura 1. Standul de încercare pentru motorul electric solar cu comutație prin fototranzistoare.
a)
b)
Figura 2. Explicativă la verificarea comutației motorului electric solar, prin modificarea unghiurilor β și γ;
a – model experimental; b – explicativă la definirea unghiurilor β și γ.1 – stator; 2 – disc obturator cu fantă; 3 – element fotosensibil;
4 – suport fototraductor de poziție; 5 – poli rotorici.
2. Date experimentale
Tabelul 1: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 120o.
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
120 0 1.6 10 1150 Prezinta cuplu de pornire in sens orar TEK0010120 10 1.64 10 1190 Prezinta cuplu de pornire TEK0011120 20 1.63 10 1195 Prezinta cuplu de pornire TEK0012120 30 1.68 10 980 Prezinta cuplu de pornire TEK0013120 40 1.7 10 440 Prezinta cuplu greu de pornire TEK0014120 50 1.83 10 - Lansare pentru a porni, apoi rezulta oprirea120 60 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 70 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 80 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 90 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 100 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 110 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire120 120 1.64 10 1107 Prezinta cuplu de pornire in sens trigonometric
TEK0015
Tabelul 2: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 100o.
TEK0010 TEK0011
TEK0012 TEK0013
TEK0014 TEK0015
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
100 0 1.62 10 1087 Prezinta cuplu de pornire in sens orar TEK0016100 10 1.59 10 1063 Prezinta cuplu de pornire TEK0017100 20 1.64 10 908 Prezinta cuplu greu de pornire TEK0018100 30 1.65 10 733 Pornire mai grea. TEK0019100 40 1.77 10 130 Pornire prin lansare 100 50 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire100 60 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire100 70 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire100 80 - 10 - Nu prezinta cuplu de pornire100 90 - 10 - Stabil, nu se misca100 100 - 10 - Stabil, nu se misca100 110 1.64 10 910 Pornire in sens orar TEK0020100 120 1.63 10 1027 Pornire in sens orar TEK0021
TEK0016 TEK0017
TEK0018 TEK0019
TEK0020 TEK0021
Tabelul 3: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 80o.
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
80 0 1.6 10 837 Prezinta cuplu de pornire greu TEK002280 10 1.6 10 782 Prezinta cuplu de pornire greu TEK002380 20 1.62 10 668 Prezinta cuplu si mai greu de pornire TEK002480 30 1.65 10 160 Pornire doar prin lansare80 40 - 10 - Nu porneste prin lansare 80 50 - 10 - Stabil, nu se misca80 60 - 10 - Stabil, nu se misca80 70 - 10 - Stabil, nu se misca80 80 - 10 - Stabil, nu se misca80 90 - 10 - Stabil, nu se misca80 100 - 10 - Stabil, nu se misca80 110 1.62 10 711 Pornire prin lansare in sens orar TEK002580 120 1.59 10 822 Pornire mai grea sens orar TEK0026
TEK0022
TEK0024 TEK0025
TEK0026
TEK0023
Tabelul 4: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 60o.
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
60 0 1.63 10 438 Pornire grea TEK002760 10 1.62 10 286 Pornire mai grea TEK002860 20 - 10 - Stabil, nu se misca60 30 - 10 - Stabil, nu se misca60 40 - 10 - Stabil, nu se misca60 50 - 10 - Stabil, nu se misca60 60 - 10 - Stabil, nu se misca60 70 - 10 - Stabil, nu se misca60 80 - 10 - Stabil, nu se misca60 90 - 10 - Stabil, nu se misca60 100 - 10 - Stabil, nu se misca60 110 - 10 - Stabil, nu se misca60 120 1.57 10 656 Pornire mai grea sens orar TEK0029
TEK0027
TEK0029
TEK0028
Tabelul 5: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 40o.
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
40 0 - 10 - Tendinta de pornire in sens trigonometric40 10 - 10 - Tendinta de pornire in sens trigonometric40 20 - 10 - Tendinta de pornire in sens trigonometric40 30 - 10 - Stabil, nu se misca40 40 - 10 - Stabil, nu se misca40 50 - 10 - Stabil, nu se misca40 60 - 10 - Stabil, nu se misca40 70 - 10 - Stabil, nu se misca40 80 - 10 - Stabil, nu se misca40 90 - 10 - Stabil, nu se misca40 100 - 10 - Stabil, nu se misca40 110 - 10 - Tendinta de pornire in sens orar40 120 - 10 - Tendinta de pornire in sens orar
Tabelul 6: Tensiune constantă U= 10 [V] şi β= 20o.
Unghiul β
Unghiul γ
I[A] U[V] n[rpm]
Observatii
20 0 - 10 - Tendinta de pornire in sens trigonometric20 10 - 10 - Stabil, nu se misca20 20 - 10 - Stabil, nu se misca20 30 - 10 - Stabil, nu se misca20 40 - 10 - Stabil, nu se misca20 50 - 10 - Stabil, nu se misca20 60 - 10 - Stabil, nu se misca20 70 - 10 - Stabil, nu se misca20 80 - 10 - Stabil, nu se misca20 90 - 10 - Stabil, nu se misca20 100 - 10 - Stabil, nu se misca20 110 - 10 - Stabil, nu se misca20 120 - 10 - Tendinta de pornire in sens orar
Caracteristica de funcţionare n = f(γ), pentru β = variabil.
3. Concluzii
După finalizarea testelor experimentale s-a ajuns la concluzia că motorul funcționează la turația cea mai mare, respectiv 1195 rpm, atunci când β=120o și γ=20o. Pe măsură ce unghiul β scade iar unghiul γ crește, performanțele motorului scad considerabil și anume turație redusă la arbore, de câteva rotații pe minut sau deloc, cu influențe nefavorabile asupra cuplului de pornire.
