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Motori superconduttivi 2
Il documento analizza le applicazioni della superconduttività nei motori, classificando vari tipi di motori elettrici come DC e AC e illustrandone il funzionamento. Inoltre, viene presentato un confronto tra motori asincroni e sincroni, insieme a dettagli su motori ad alta temperatura e superconduttori. Infine, vengono discussi progetti avanzati di motori ad alta potenza e le performance dei prototipi di automobili basate su tecnologia HTS.
Motori superconduttivi 2
- 1. Applicazioni della Superconduttività MOTORIHTS Corso di Laurea in Scienza dei Materiali Cristian Pira UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PADOVA
- 2. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
- 3. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
- 4. Motore DC aspazzole statore rotore Circuito di armatura (o di rotore)
- 5. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
- 6. Motore Universale (o constatore con filo avvolto) statore Circuito di eccitazione (o di statore) rotore Circuito di armatura (o di rotore)
- 7. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
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- 9. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
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- 11. Ciclo di 4passi del Motor Step
- 12. Step Motor aMagneti Permanenti
- 13. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
- 14. Classificazione motori elettrici MotoriDC • Motore a spazzole • Motore universale • Motore brushless • Motore passo passo Motori AC • Motore Monofase • Motore Trifase • Sincrono • Asincrono • Motore universale • Motore brushless
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- 16. Storia 1885 – GalileoFerraris dimostra come produrre un campo magnetico rotante 1888 – Tesla brevetta il primo motore asincrono 1889 – George Westinghouse acquista i brevetti e fonda la Westinghouse Electric Corporation
- 17. Campi magnetici rotanti H Lacircolazione nel solenoide di una corrente alternata sinusoidale produrrà lo sviluppo lungo il suo asse x di un campo sinusoidale
- 18. Campi magnetici rotanti h(t) Lacircolazione nel solenoide di una corrente alternata sinusoidale produrrà lo sviluppo lungo il suo asse x di un campo sinusoidale
- 19. Campi magnetici rotanti Lacircolazione nel solenoide di una corrente alternata sinusoidale produrrà lo sviluppo lungo il suo asse x di un campo sinusoidale h(t)
- 20. Campi magnetici rotanti Lacircolazione nel solenoide di una corrente alternata sinusoidale produrrà lo sviluppo lungo il suo asse x di un campo sinusoidale Si dimostra che: h(t)
- 21. Campi magnetici rotanti RICAPITOLANDO: campomagnetico espresso come due vettori H/2 rotanti in verso opposto SI DEDUCE CHE: posso sovrapporre due o più campi sinusoidali IN QUESTO MODO: annullo una componente e ottengo un campo rotante di intensità costante
- 22. Campo rotante bifase ΙD1+ D2Ι= HM/2 + HM/2
- 23. Campo rotante trifase ΙD1+ D2+D3Ι = HM/2 + HM/2 + HM/2 = 1,5HM
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- 26. Principio di funzionamento n1= velocità campo magnetico rotante (velocità di sincronismo) n2 = velocità rotore I2 = corrente indotta B = campo magnetico Fe = forza elettromagnetica f = frequenza di alimentazione p = numero di coppie polari s = velocità di scorrimento n1= f 60 / p (giri/minuto) s = (n1 – n2) / n1
- 27. Principio di funzionamento vrotazione dell'albero < v rotazione del campo magnetico: non c'è sincronismo tra le due velocità
- 28. Coppia motore asincrono 𝑠= 𝑛1 − 𝑛2 𝑛1
- 29. 50 Hz vs60 Hz
- 30. Pro - Contro Pesoe ingombro ridotti (a parità di potenza) Autoavviante (sviluppa spontaneamente e automaticamente la coppia motrice necessaria variando la propria velocità) Elevata corrente di spunto (4-10 volte maggiore della corrente assorbita a pieno carico) Coppia e velocità non regolabili (necessità di elettronica di potenza)
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- 37. Principio di funzionamento 𝑛= 𝑓 ∙ 60 𝑝 𝑔𝑖𝑟𝑖 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜
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- 40. Avviamento Motore Sincrono •Avviamento del sincrono come asincrono • Avviamento mediante l’eccitatrice • Avviamento mediante motore di lancio
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- 42. Pro - Contro Velocitàdi rotazione precisa e stabile (variabile con inverter) Non autoavviante (necessità di un sistema di avviamento) Coppia e velocità non regolabili (necessità di elettronica di potenza)
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- 62. Un po’ dinumeri
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- 65. Rendimento in funzionedel carico
- 66. Applicazioni in faseavanzata di studio
- 69. - received (withpartner Reliance Electric) $10.2 millionin Department of Energy Strategic Partnership Initiative awards in 1996 for cost-shared development of high-horsepower, commercial-scale motors; - received a $10-million investment from Électricité de France, the French power company, in April 1997; and - raised $27 million via a second public stock offering in February 1994.
- 70. • 2003 consegnataalla U.S. Navy il motore 5 MW adatto a navi offshore o propulsione ibrida • 2004 definito il progetto del motore a 27 MW • 2007 consegnata alla U.S. Navy il motore 27 MW adatto a navi da crociera e militari
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- 76. Coppia Motore T= coppiadel motore Kt = costante empirica Bm = campo Magnetico ip = densità di corrente D = diametro del motore Kt è maggiore del 15% nei motori radiali rispetto ai motori assiali
- 77. Vantaggi Motore Assiale 1.Raffreddamento semplificato 2. Bobine superconduttive fisse 3. Sistema Brushless 4. Elevata affidabilità
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- 79. Motore 365 kW(2007)
- 80. Statore HTS • Ilcircuito di armatura è composta da 6 bobine HTS con core in Ferro • 3 Fasi • I cavi sono costituiti di DI-BSCCO ((Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O8+x) Tc= 110 K Ic = 170-200 A (77K) • Lo statore è raffreddato in azoto liquido
- 81. Specifiche Motore HTS365 kW
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- 85. EDS (Sospensione ElettroDinamica) •Levitazione indotta da una forza repulsiva il campo magnetico prodotto dagli elettromagneti e il campo indotto sulle bobine ai lati della rotaia • A basse velocità il campo indotto non è sufficiente a produrre la levitazione del treno
- 86. Sistema di propulsionee guida per EDS • Motore a propulsione lineare sincrono come per i Maglev EMS • Sistema elettronico di guida per stabilizzare la posizione del treno
- 87. Auto HTS Prototipo 1Prototipo 2
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- 94. Performance La società affermache le auto HTS percorrono il 10% di strada in più rispetto ad un’auto elettrica
Editor's Notes
- #5 Circuito di eccitazione (o di statore): alimentato in continua, genera il campo magnetico sulle espansioni polari, rivolte verso l’interno del motore. Può essere sostituito da un magnete permanente Circuito di armatura (o di rotore): le spire formano un avvolgimento chiuso che a tratti hanno tratti scoperti, che entrano in contatto elettrico con le spazzole attraveso le quali si fornisce potenza elettrica al motore Spazzole grafite o lega metallica
- #12 Sono i più diffusi: 80% contro 20% a magneti permanenti. Quelli a riluttanza variabile sono praticamente spariti
- #83 ・The armature composes of six iron-cored HTS windings and form 3 phases. ・Coil for armature is a stack of 14 double-pancake coils with DI-BSCCO. ・The windings are impregnated by epoxy and fixed to withstand electromagnetic force and mechanical vibration. ・Heat generated by AC loss (rated frequency ~ 16.7 Hz) is quickly transferred into the LN2 through the cooling channel.