superconductores de alta temperatura aplicados a máquinas ... · superconductores de alta...
Post on 26-Jan-2019
226 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Superconductores de alta temperatura aplicados a máquinas eléctricas
Motor sincrónico a histéresis STF70-45/-14-5
Prof. Dr.-Ing. habil Arkadi GrünerRicardo Naciff©2002
Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Mendoza
Institut für Energieübertragung und Hochspannungstechnik
Deutscher Akademischer Austauschdinst
Universität Stuttgart
El auténtico conocimiento es conocer laextensión de la propia ignorancia.
ConfucioFilósofo chino, 551 - 479 a. C.
Este informe no es en si mismo un fin, sólo el comienzo del ensayo delHTS-Motor, por medio de impulsos de corriente magnetizante.
Todo el trabajo fue realizado en 5,5 Meses, desde la idea al resultado,pasando por todas las etapas intermedias de ajuste teóricas yprácticas.
R.N.
Muchas gracias por la valiosa ayuda
Dr.-Ing. Achim Beisse
Dipl.-Ing. Tobias Kolb
Dipl.-Ing. Sangbong Lee
Christian Jähne M. A.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 4
Indice
Nomenclatura......................................................................................................... 5
Introducción........................................................................................................... 7
Superconductor Tipo I ....................................................................................... 7
Superconductor Tipo II....................................................................................... 8
Superconductores Tipo III ................................................................................... 9
HTS-Motor STF70-45 ............................................................................................ 10
La máquina ensayada .......................................................................................10
Circuito equivalente.........................................................................................11
Conexión .......................................................................................................11
Dispositivo Impulsor ............................................................................................ 14
Energía y rendimiento.......................................................................................... 15
Aproximación Matemática................................................................................... 18
Aproximación de la Tensión ...............................................................................18
Aproximación de la Corriente y del Flujo ..............................................................19
Laboratorio........................................................................................................... 21
Resultados ........................................................................................................... 22
Rotor 5mm.....................................................................................................22
Tensión, Corriente y Flujo................................................................................ 22
Curva de Histéresis......................................................................................... 23
Inductividad hL ............................................................................................ 24
Rotor 14mm ...................................................................................................25
Tensión, Corriente y Flujo................................................................................ 25
Curva de Histéresis......................................................................................... 26
Inductividad hL ............................................................................................ 27
Bibliografía........................................................................................................... 28
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 5
Nomenclatura
2LN Nitrógeno líquido
3,2,11stR Resistencia del HTS-Motors en la rama 1, 2 y 3
3,2,11stLσ Inductividad estatórica en la rama 1, 2 y 3
3,2,1δL Inductividad del entrehierro en la rama 1, 2 y 3
3,2,1HTSstL Inductividad del superconductor en la rama 1, 2 y 3
1R Resistencia del HTS-Motors
1σL Inductividad estatórica
δL Inductividad en el entrehierro
HTSL Inductividad del superconductor
hL Inductividad del entrehierro y superconductor agrupadas
dL Inductividad sincrónica
hψ Flujo Polar
i Corriente
u Tiempo
1Ru Caída de tensión en 1R
1σu Caída de tensión en 1σL
hu Caída de tensión en hL
N Número de vueltas
Φ Flujo
δ Entrehierro
HTS∆ Profundidad radial del aro superconductor
1D Diodo, BYT30PI
2D Diodo, 1N4007
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 6
Tr TRIAC de alta corriente
C Condensador electrolitico
Ri Resistencia del Dispositivo Impulsor
CW Energía en el Condensador
LW Energía en la Bobina
VW Energía perdida
η Rendimiento
2R Factor de correlación
t Tiempo
shR Resistencia patrón.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 7
IntroducciónSuperconductor: Material capaz de conducir corrienteeléctrica sin ofrecerle resistencia a su paso.
Antes del descubrimiento de la superconducción, los materiales presentes en la naturaleza
podían clasificarse en conductores, semiconductores y aislantes. En el 1.911, Heike Kamerlingh
Onnes descubre la superconductividad, y con ella, una nueva forma de clasificación para los
materiales. En esencia casi cualquier material conductor puede superconducir si se presentan las
condiciones térmicas y eléctricas adecuadas, éste es un estado que presenta algunas limitaciones
y puede desaparecer fácilmente. Por ejemplo, está acotado por una corriente crítica, un campo
magnético critico y una temperatura crítica. Los superconductores se dividen en tres tipos: Tipo
I, metálicos o suaves; Tipo II, duros o de campo intenso y Tipo III, cerámicos.
Superconductor Tipo I
Ciertos metales; en particular los que tienen bajas temperaturas de fusión y son mecánicamente
suaves, exhiben semejanzas en su comportamiento en el estado superconductor. Estos
materiales superconductores reciben el nombre de superconductores Tipo I, metálicos o suaves.
Son materiales simples como el Zinc, Aluminio o Mercurio. Ofrecen, a temperatura ambiente;
300°K, una determinada resistencia eléctrica. Pero al ser enfriados por debajo de su
temperatura critica se vuelven superconductores, es decir, su resistencia eléctrica cae
abruptamente a cero en una variación térmica menor a una centésima de Kelvin.
Pero este estado no persiste bajo la influencia de campos magnéticos, es por esto que también
se los llama suaves. Por este motivo su aplicación se vio limitada casi de inmediato. Otro factor
negativo es que la temperatura critica es muy baja, entre 1 y 9°K.
Figura 1. Densidad de corriente, Inducción y Temperaturacrítica
Temperatura
Densidad de Corriente
Inducción
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 8
Figura 3. Zonas de vórtices superconductores en el materialdel tipo YBa2Cu3O7.
La teoría que mejor explica el cómo y el porqué de este cambio de estado en las características
eléctricas del material en los superconductores del Tipo I, es la BCS-Theory de Bardeen, Cooper
y Schrieffer, presentada en 1957 y por el cual recibieron el Nobel de Física en 1972.
Superconductor Tipo II
Por otro lado, el comportamiento de muchas aleaciones y de algunos de los metales
superconductores más refractarios es complejo e individual, particularmente con respecto a la
forma cómo resultan afectados en el estado superconductor en presencia de un campo
magnético. A estos superconductores se les ha dado el nombre de superconductores Tipo II, o si
la superconductividad se conserva aun bajo la influencia de campos magnéticos intensos, se les
conoce con el nombre de duros o de campo intenso. En este tipo de superconductividad se
presenta el estado mixto, que produce en la misma pieza la diferenciación de áreas donde se
encuentra y donde no el estado superconductor. Estas áreas son cilíndricas y paralelas al campo
eléctrico aplicado. Los materiales son aleaciones con Plomo y Mercurio.
Figura 2. Se observa la caída de la resistencia enforma abrupta, para el mercurio.
0,000
0,025
0,050
0,075
0,100
0,125
0,150
4,10 4,20 4,30 4,40
Temperatura [°K]
Resi
sten
cia
[Ohm
]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 9
En 1933, W. Meissner y R. Oschenfeld encontraron experimentalmente que un superconductor se
comporta de manera tal que nunca permite que exista un campo de inducción magnética en su
interior. En otras palabras, no permite que un campo magnético penetre en su interior. El campo
magnético en el interior de un superconductor no sólo está congelado, sino que vale siempre
cero.
Superconductores Tipo III
En abril de 1.986 se anunció el descubrimiento de unos nuevos materiales superconductores
cerámicos que presentaban una temperatura de transición superior a cualquiera de los
materiales existentes hasta esa fecha. El descubrimiento de este nuevo tipo de superconductores
fue realizado por J. C. Bednorz y K. A. Müller en un laboratorio de investigación de la compañía
IBM en Zurich, Suiza. Esto les valió el Nobel de Física de 1987. La aleación fue 4,1354 OCuBaLa y
la primer temperatura hallada fue de 35°K, que comparada con las halladas hasta el momento es
muy superior. Es por esto que se llaman Superconductores de Alta Temperatura. En Febrero de
1.994, en el National Institute of Standards and Technology-Colorado se confirmó que a presiones
mayores de 300.000 Atmósferas y para la aleación 33,308222,08,0 CuCaBaTlHg se puede hallar una
temperatura critica de 138°K, la mayor hasta el momento.
Estos Superconductores cerámicos tienen algunas características propias con respecto a los
anteriores, éstos presentan un Ciclo de Histéresis particular muy diferenciado de los materiales
ferromagnéticos, como se muestra en la Figura 4.
Para los científicos, siempre el objetivo ha sido encontrar un material capaz de superconducir a
temperatura ambiente, 300°K.
Figura 4. Ciclo de histéresis para un material ferromagnético y para un materialsuperconductor del tercer tipo.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 10
HTS-Motor STF70-45
La máquina ensayada
Fue construido por le Empresa Oswald Elektromotoren GmbH para estudios en el Institut für
Energieübertragung und Hochspannungstechnik. Consta de un devanado estatórico en estrella,
donde se encuentran también la bobinas de medición polar y puntual, esta última alojada en un
diente estatórico. El rotor es de fácil cambio, con lo cual se lo puede ensayar, como en este
caso, con varios rotores de distintas características. En este caso se utilizaron dos Rotores con
anillos superconductores de 14 y 5mm de profundidad.
El Rotor consta de cuatro aros formados cada uno por ocho segmentos de cerámica
superconductora. El material superconductor utilizado es xOCuYBa −732 , Itrio – Bario - Cobre -
Oxigeno, cuya temperatura crítica de superconducción es de 90°K. Pese a esto el ensayo se
realiza a 77°K, que es la temperatura de ebullición del 2LN , Nitrógeno líquido utilizado para
enfriar el circuito magnético del HTS-Motor y sus devanados.
Figura 5. Corte del HTS-Motor y detalles constructivos donde se observan los cuatroaros superconductores formados por ocho segmentos cada uno.
Estator
Zona de Dientes
Segmentos superconductores
Rotor
Bobina PuntualBobina Polar
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 11
Circuito equivalente
Todo el circuito eléctrico equivalente del circuito magnético del Motor-HTS está representado en
la Figura 6. Cada sector del motor: Yugo del Estator, Zona de Dientes, Entrehierro,
Superconductor y Yugo del Rotor tiene su propio circuito “T” que lo representa eléctricamente.
Conexión
Los devanados estatóricos están conectados en estrella, como se ve en la Figura 7. Este circuito
puede simplificarse como se muestra en la Figura 8.
Zona de Ranuras Yugo del Rotor
ZJS3
ZJS1 ZJS2 ZZS1 ZZS2 Zδ1 Zδ2 ZHTS1 ZHTS2 ZJL1 ZJL2
ZZS3
Zδ3 ZHTS3 ZJL3
Yugo del Estator SuperconductorEntrehierro
Figura 6. Circuito “T” para cada una de las partes del circuito magnético del HTS-Motor.
Figura 7. Conexión en estrella donde dos ramas fueron cortocircuitadas para losensayos.
R1st3
σ1L δL
LHTSst3
L HTSst1δ L
σ1L
R1st1
L
HTSst2
δ
Lσ1L
R1st2
st1
st1
st3
st2
st2st3
321
321
312111
stHTSstHTSstHTS
ststst
ststst
LLL
LLL
RRR
==
==
==
δδδ
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 12
Donde cada resistencia y cada inductancia de cada una
de las tres ramas valen:
3121
3121
111stst
stst
st RR
RRRR
⋅+
+= (1)
32
32
1dd
dd
dd LL
LLLL
⋅
++= (2)
Para simplificar el problema de la Figura 6, se toma la
Figura 8, que queda representada eléctricamente por la
Figura 9, que a su vez se reduce a la Figura 10. La señal
que toma el Medidor de Flujo proviene de una bobina de
medición instalada en toda el área polar del motor, y
toma la tensión generada por la concatenación de Flujos
del Estator al Rotor. Se puede decir entonces que la
derivada de este flujo, con respecto a la corriente, es la
inductancia hL .
did
L hh
ψ= (3)
La Ley de Kirchoff dice que:
)()()()(11
tutututu hR ++= σ (4)
Donde:
1)()(1
RtituR ⋅= (5)
dtdi
Ltu hh ⋅=)( (6)
Utilizando la ecuación (3):
dtd
dtdi
did
tu hhh
ψψ=⋅=)( (7)
Recordamos que:
N⋅Φ=ψ (8)
Rotor
ψσ1 ψ
ψδ
∆H
TS
Entrehierro
Estator
δ
HTS
Figura 8. Esquema de flujos simplificadosentre el Estator y el Rotor.
R1
Lh
σ1L
Figura 10. Se agrupan las inductanciasque representan el Entrehierro y el HTS.
R
δL
L1 σ1
LHTS
Figura 9. Circuito eléctrico equivalentede la Figura 3.
1R
dL
Figura 11. Circuito eléctrico elementaldel HTS-Motor.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 13
El objetivo es encontrar las inductancias variables en el tiempo pertenecientes la Figura 10. Para
esto, reducimos aún más la Figura 10 agrupando las dos inductancias 1σL y hL , dando como
resultado la Figura 11.
En este caso:
dtdi
Ltu dd ⋅=)( (9)
Reemplazando de la ecuación (4) a la (9) podemos decir que:
dtdi
LRtitu d ⋅=⋅− 1)()( (10)
De donde se despeja dL
dtdi
RtituLd
1)()( ⋅−= (11)
Esta ecuación no representa con fidelidad la inductividad variable en el tiempo del HTS-Motor,
por esto se analiza la misma inductividad pero con el balance energético.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 14
Dispositivo Impulsor
En esencia son cuatro ramas de baterías de condensadores como las representadas en la Figura
12. Los condensadores son electrolíticos y trabajan hasta una tensión máxima de V380 , en este
caso se los ensayó hasta V300 .
Por medio de un pulsador se excita la compuerta del TRIAC descargando los condensadores en la
carga, en este caso una de las bobinas estatóricas del HTS-Motor. Este dispositivo puede trabajar
sin problemas en un rango de A200 de pulso de corriente no mayor y ms200 .
R i
Salida
2D
D1
C
Tr
0-300 ACV
G
Circuito 7. Dispositivo Impulsor
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 15
Energía y rendimiento
La única fuente de energía es el Capacitor, y por lo tanto la energía en juego en el sistema
siempre debe ser igual a la energía acumulada por el condensador en el instante cero.
Como se observa en la Figura 14, al momento de producirse la máxima corriente, no toda la
tensión acumulada en los condensadores a sido descargada en el motor, esto significa que parte
de esta energía aún permanece en él, parte se encuentra en la bobina que representa el HTS-
Motor y otra parte se pierde.
Figura 13.La energía acumulada en el condensadorse descarga en los devanados del HTS-Motor.
C
Sistema
Energia L
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 300
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
275
300
Tensión
Corriente
Tens
ión
[V]
Corr
ient
e [A
]
Tiempo [ms]
Figura 14. Curva de tensión y corriente para el rotor de 5mm de profundidad de superconductor.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 16
Las ecuaciones que representan el estado energético de cada elemento del circuito, capacitor y
bobina, son:
2)(
)(2tu
CtWC ⋅= (12)
2)(
)()(2ti
tLtW dL ⋅= (13)
Para el instante inicial
2
20
0
UCWC ⋅= (14)
2)(
20
0
ItLW dL ⋅= (15)
El subíndice 16 indica el instante 16 milisegundos, que es el momento preciso en el que se
produce la corriente pico. Para ese instante:
2
216
16
UCWC ⋅= (16)
2
216
161616
ILW dL ⋅⋅=η (17)
En ese instante el equilibrio energético queda.
1616160 PLCC WWWW ++= (18)
Donde 16PW es la energía perdida en el proceso para ese instante. En este caso se opta por
utilizar no este término, sino el rendimiento eléctrico del sistema, que se lo supone variable en
el tiempo. Para este caso la ecuación queda:
16
61610 η
LCC
WWW
+= o
6161160LCC
WWW +=⋅η (19)
Reemplazando la ecuación (12) y (13) en la (19) tenemos
2)(
2)( 2
16
2
160
tiL
tuCW dC ⋅+⋅=⋅η (20)
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 17
Despejando la inductancia
⋅−⋅⋅=
22 2
161602
1516
UCW
IL Cd η (21)
Y en forma general
⋅−⋅⋅=
2)(
)()(
2)(
2
02
tuCtW
titL Cd η (22)
Esta ecuación describe la inductancia variable en el tiempo del HTS-Motor, para un impulso de
corriente magnetizante. Pese a que no se encuentra la curva del rendimiento eléctrico, se
determina que el rendimiento tiende a cero más rápido que la inductancia.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 18
Aproximación Matemática
Aproximación de la Tensión
Por ejemplo, para el ensayo del Rotor de 5mm de profundidad de superconductor y V300 .
Entre ms200 ≤
55
44
33
221 x+Bx+Bx+Bxx+BA+By ⋅⋅⋅⋅⋅= (23)
Parámetro Valor Error
A 294.63471 0.3505
1B 1.21339- 0.066
2B 0.42356- 0.00876
3B 0.03498- -4107.67485⋅
4B -6102.16639 ⋅ -5103.97386 ⋅
5B -5105.68117 ⋅ -6102.44742 ⋅
De ms20 en adelante la tensión permanece en cero.
Error general de la aproximación es 0.999762 =R
Figura 15. Medición real tomada con Osciloscopio y aproximaciónsuperpuestas.
-10 -5 0 5 10 15 20 25 300
50
100
150
200
250
300
Tens
ión
[V]
Tiempo [ms]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 19
Aproximación de la Corriente y del Flujo
Para ambos tipos de curva se utilizó el mismo método. Para aproximar las curvas con el menor
error posible se las dividió en dos partes: antes y después de ms16 . La primera parte con un
Polinomio de 7mo grado y la segunda con una función Pulso. Entre ms160 ≤ , con un error de
0.99962 =R
77
66
55
44
33
221 x+Bx+Bx+Bx+Bx+Bxx+By=A+B ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ (24)
Parámetros Valor Error
A 1.78756 1.07543
1B 13.97522 1.84855
2B 3.75063- 0.98644
3B 1.07657 0.22649
4B 0.12238- 0.02617
5B 0.00666 0.00159
6B -4101.77089- ⋅ -5104.865 ⋅
7B -6101.86297 ⋅ -7105.86394 ⋅
A partir de ms16
−−
−−
⋅
−⋅+= 2
0
1
0
10t
xxP
t
xx
eeAyy (25)
Parámetros Valor Error
0y 0 0
0x 0 0
A 285 2.51294
1t 3.81366 0.14034
P 6 0.28077
2t 35 0.38441
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 20
Figura 16. Medición real tomada con Osciloscopio y aproximación superpuestas.
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 3000
20
40
60
80
100
120
140
160
180Co
rrie
nte
[A]
Tiempo [ms]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 21
Laboratorio
A través del Osciloscopio se toman medidas instantáneas de:
§ Tensión [V]. La tensión del Capacitor se mide directamente en bornes del Dispositivo
Impulsor, y mediante un Libre Potencial, se lo vincula con el Osciloscopio
§ Corriente [A]. La Corriente se mide a través de la caída de tensión en una resistencia de
Ω1,0 , la cual se vincula con el Osciloscopio con un Libre Potencial.
§ Flujo [Vs]. El Flujo se toma del Flujometro, Instrumento que toma la señal de tensión
generada por la bobina de medición alojada en un polo del HTS-Motor, y la integra en el
tiempo.
A través de una aplicación Excel, programada en Visual Basic, se toman los datos luego de cada
ensayo.
Libre Potencial
HTS-Motor
0 ACV 300 ACV
Entrada
Trafo 1:1SalidaPulsador
Dispositivo Impulsor
Libre Potencial
0-300 ACV 6 DCV
Salida
Fuente
Zst
Rsh
Autotrafo
Trafo 1:1
Fuente Fuente
Trafo 1:1Trafo 1:1
Zst
Zst
EntradaFlujometro
Salida
Trafo 1:1
PC
Trafo 1:1
Ch2Ch1 Ch3
Osciloscopio
Figura 17. Esquema de conexión de los instrumentos de medición en Laboratorio.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 22
Resultados
Rotor 5mm
Tensión, Corriente y Flujo
Para una tensión de V300 en el condensador, la máxima corriente en la bobina del HTS-Motor
se alcanza a los 16milisegundos de la descarga, y su valor llega a A165 .
Figura 18. Curvas obtenidas de experimentación en laboratorio. Se observa que a los 16 milisegundos deproducida la descarga del condensador, se alcanza la corriente máxima en la Bobina del HTS-Motor.
0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240 2560.000.010.020.030.040.050.060.07
Tiempo [ms]
Fluj
o [V
s]
0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240 2560
306090
120150180
Corr
ient
e [A
]
0 16 32 48 64 80 96 112 128 144 160 176 192 208 224 240 2560
50100150200250300
Tens
ión
[V]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 23
Curva de Histéresis.
Para un pulso de corriente de A165 , la Inducción remanente es de T44,0 . En el detalle se
observa la prolongación de la caída de la Inducción, aún después que la corriente se mantiene en
cero, donde para materiales ferromagnéticos no se produce.
Gráfica 1. Curvas obtenidas de aproximación matemática. Inducción en función del tiempo y Corriente enfunción del tiempo, determinan la curva de Histeresis del Rotor HTS de 5mm de profundidad.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
Indu
cció
n [T
]
Tiempo [ms]0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
2.00
Corriente [A]
Indu
cció
n [T
]
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 1650
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Corriente [A]
Tiem
po [
ms]
0A 4A 8A 12A 16A 20A
0.4T
0.6T
0.8T
1.0T
1.2T
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 24
Inductividad hL
La inductividad es representada en la Figura 20, se obtiene de la Ecuación (3)
Figura 20. La Inductancia que representa el circuito magnético, y en particular el entrehierro y elsuperconductor, se divide en dos partes: antes y después del máximo valor de corriente.
0 20 40 60 80 100 120 140 1600.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
0.0007
0.0008
Lh [H
]
Corriente [A]
0 40 80 120 1600
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Tiempo [ms]
Corr
ient
e [A
]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 25
Rotor 14mm
Tensión, Corriente y Flujo
Para una tensión de V250 en el condensador, la máxima corriente en la bobina del HTS-Motor
se alcanza a los 16milisegundos de la descarga, y su valor llega a A140 .
Figura 21. Medición de Tensión, Corriente y Flujo para el rotor de 14mm de profundidad desuperconductor.
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 2400.00
0.01
0.02
0.03
0.04
Tiempo [ms]
Fluj
o [V
s]
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 2400
255075
100125150
Corr
ient
e [A
]
0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 225 2400
50
100
150
200
250
Tens
ión
[V]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 26
Curva de Histéresis.
Para un pulso de corriente de A140 , la Inducción remanente es de T28,0 .
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 5000.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
Indu
cció
n [T
]
Tiempo [ms]0 25 50 75 100 125 150
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
1.25
Corriente [A]In
ducc
ión
[T]
0 25 50 75 100 125 1500
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Corriente [A]
Tiem
po [
ms]
Figura 22. Curvas obtenidas de aproximación matemática. Inducción en función del tiempo yCorriente en función del tiempo, determinan la curva de Histeresis del Rotor HTS de 14mm deprofundidad.
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 27
Inductividad hL
La inductividad es representada en la Figura 23, se obtiene de la Ecuación (3).
Figura 23. La Inductancia que representa el circuito magnético, y en particular el entrehierro y elsuperconductor, se divide en dos partes: antes y después del máximo valor de corriente.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 1400.0000
0.0001
0.0002
0.0003
0.0004
0.0005
0.0006
0.0007
0.0008
0.0009
0.0010
Corriente [A]
Lh [H
]
0 20 40 60 80 100 120 140 1600
20
40
60
80
100
120
140
160
Corr
ient
e [A
]
Tiempo [mseg]
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 28
Bibliografía„HTSL-Massivmaterialmotor, Feldberechnung des Motors“
Bundesministerium für Bildung und Forschung - Projekt 13N6855A/4, Stuttgart ©2002
Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Gutt - Prof. Dr.-Ing. Arkadi Grüner
I.E.H. - I.E.M.A. , Universität Stuttgart
„PSpice, Einführung in die Elektroniksimulation“
Ed. Carl HanserVerlag München Wien ©2001
Robert Heinemann, Robert.PSPICE.Heinemann@t-online.de
ISBN: 3-446-21656-1
„HTS Motors < 0,5 MW“
Bundesministerium für Bildung und Forschung - Projekt 13N6855A/4, Moscow ©2001
Prof. L. Kovalev
Moscow State Aviation Institute, Technical University
„Superconducting Trapped Field Motors with Static Magnetization“
Bundesministerium für Bildung und Forschung - Projet 13N6855A/4, Stuttgart ©2001
Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Gutt
I.E.H. - I.E.M.A. , Universität Stuttgart
“Superconductivity and localization“
Ed. World Scientific, Singapore ©2000
Michael V. Sadovskii
ISBN: 981-02-4193-3
“Magnetism and superconductivity“
Ed. Stephen Lyle ©2000
Laurent-Patrick Lévy
ISBN: 3-540-66688-5
“Handbook of superconductivity“
Ed. Academic Press, San Diego ©2000
Charles P. Poole
ISBN: 0-12-561460-8
„Das große PSpice V9 Arbeitsbuch“
Ed. Fächer Verlag Frank Hoschar und Klaus Pontius GdbR, Karlsruhe ©2000
Frank Krämer
ISBN: 3-9804099-7-X
„Einsatz schmelztexturierter Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) in elektrischen Maschinen“
Ed. Shaker Verlag GmbH ©2000
Dr.-Ing. Volker Schlechter
ISBN: 3-8265-7643-8
Motor Superconductor STF70-45/-14-5 | 29
“Theory of superconductivity“
Ed. Perseus Books ©1999
J. R. Schrieffer
ISBN: 0-7382-0120-0
„Das OrCAD Capture Insider-Buch“
Ed. Fächer Verlag Frank Hoschar und Klaus Pontius GdbR, Karlsruhe ©1998
Paul G. Krol
ISBN: 3-9804099-6-1
“Los Superconductores”
Ed. IEPSA ©1997
Dr. Luis Fernando Magaña Solís
ISBN: 968-16-5329-7
“Máquinas Eléctricas”
Manuscritos de cátedra ©1997
Ing. Roberto De Rosetti
Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Mendoza
„Hochstromanwendung der Supraleitung“
Ed. B.G. Teubner Stuttgart ©1995
Prof. Dr. techn. Peter Komarek
ISBN: 3-519-03225-2
„Tehoretisch Elektrotechnik und Elektronic”
Ed. Springer-Lehrbuch 14. Auflage ©1993
Prof. Dr.-Ing. E. h. Karl Küpfmüller – Prof. Dr.-Ing. Gerhard Kohn
ISBN: 3-540-56500-0
“Superconductor engineering“
B. F. Allen, New York ©1992
Thomas O. Mensah
ISBN: 0-8169-0567-3
„Supraleitung, 4. überarbeitete und ergänzte Auflage“
Ed. VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim ©1990
Prof. Dr., Dr. h. c. Werner Buckel
ISBN: 3-527-27882-6
“VLSI handbook“
Ed. McGraw-Hill ©1989
Joseph DiGiacomo
ISBN: 0-07-016903-9
top related