Principiul de functionare al convertoarelor electrice cu energie magnetica intermediara

Principiul de functionare al convertoarelor electrice cu energie magnetica intermediara

Principalele aplicatii ale convertoarelor cu energie magnetica intermediara sugereaza gruparea acestora in doua mari categorii:

·     737c28h     convertoare de tip electric-electric

·     737c28h     convertoare electromecanice.

a) Convertoare de tip electric-electric asigura conversia energiei electrice, tot in energie electrica, dar cu alti parametri. Aceste convertoare se mai numesc si transformatoare electrice.

Convertorul de tip electric-electric cu energie magnetica intermediara functioneaza pe principiul enuntat de legea inductiei electromagnetice:

"Tensiunea electromotoare indusa de-a lungul unui contur inchis este egala si de semn contrar cu viteza de variatie in timp a fluxului magnetic determinat printr-o suprafata oarecare S care se sprijina pe curba ."

(1.7)

In relatia (1.7), reprezinta normala la suprafata iar dA este elementul de arie (vezi figura 1.3) De remarcat ca sensul normalei se asociaza cu sensul de parcurgere al curbei dupa regula burghiului drept, iar tensiunea electromotoare este circulatia intensitatii campului electric , pe curba inchisa :

(1.7.a)

Convertoarele de tip electric-electric nu au elemente in miscare (curba este fixa si nedeformabila). In consecinta variatia fluxului magnetic are loc numai prin variatia in timp a inductiei magnetice:

(1.7.b)

iar ca surse ale campului magnetic vor fi utilizate circuitele electrice alimentate in curent alternativ.

b) Convertoare de tip electromecanic care efectueaza conversia energiei electrice in energie mecanica, procesul fiind reversibil.

In cazul in care se efectueaza conversia electrro-mecanica convertorul functioneaza in regim de motor.

In cazul in care convertorul (masina) efectueaza conversia mecano-electrica se spune ca acesta functioneaza in regim de generator, respectiv se numeste generator electric.

Principiul de functionare a unui convertor de tip electro-mecanic consta in exercitarea asupra elementelor mobile ale convertorului a unei forte numita forta electromagnetica sau a unui cuplu, numit cuplu electromagnetic, determinat de variatia energiei magnetice, in conformitate cu teorema fortelor generalizate:

"Componenta a fortei generalizate (forta, respectiv cuplu) este egala cu derivata partiala, cu semn schimbat, a energiei magnetice, in raport cu coordonata generalizata (coordonata liniara, respectiv coordonata unghiulara), la fluxuri magnetice constante:

In cazul mediilor magnetice liniare teorema fortelor generalizate poate fi utilizata si sub forma:

"Componenta a fortei generalizate este egala cu derivata energiei magnetice, in raport cu coordonata generalizata, la curenti constanti:

(1.8.a)

Observatii

·     737c28h      737c28h Pentru medii liniare, trebuie subliniat faptul ca, indiferent de modul de calcul al fortei generalizate, cu expresiile (1.8) sau (1.8.a) rezultatul este acelasi.

·     737c28h      737c28h Conform ecuatiei (1.8) fortele generalizate actioneaza astfel incat energia magnetica sa descreasca

·     737c28h      737c28h Forta electromagnetica , respectiv cuplul electromagnetic dezvoltat de un convertor se considera pozitive daca actioneaza in sensul vitezei de deplasare (viteza liniara, respectiv viteza unghiulara). Astfel variatia lucrului mecanic dezvoltat este pozitiva, conform ipotezelor in care s-a enuntat primul principiu al termodinamicii - vezi paragraful 1 si ecuatia (1.1) si are expresia

- in cazul deplasarii liniare (1.9.a)

- in cazul deplasarii circulare (1.9.b)