Bert Harju med Harjumotorn, Finalist i Miljöinnovation 2009
Snabb information om Uppfinningen
Några viktiga samband för
Elgenerator/Elmotor tekniken.
Det synkrona varvtalet består av:
Antalet poler samt den inmatade frekvensen 50 Hz detta ger varvtalet. Detta betyder
att denna regel styr tillverknings processen för standard typer.
Serie för
tomgångsvarvtalet hos dagens asynkronmotorer vid olika varvtal/min: 3000, 1500, 750,
375, 187.5. Antalet poler: 2, 4, 6, 8, 10
Ökandet av ett polpar innebär att:
storleken, vikten, tillverkningspriset blir i paritet med antalet poler.
Detta
märks speciellt vid större produkter där storlek samt vikt innehar stor betydelse för
totalfunktionen i en anläggning.
I dagens standard produkter är statorn
fastmonterad i ytterhöljet vilket betyder att rotorn är den del som roterar samt
överför de elpulser som avges från statorn under drift.
Det som uppstår under
driftförhållandet med last på utgående axel, blir att rotorns varvtal kommer att
variera vilket innebör att magnetöverföringen mellan stator/rotor även kommer att
variera, detta betyder att den producerade magnetenergin från stator inte helt kommer
att överföras pga varvtalsvariationerna under arbetsfasen, detta i sin tur ger upphov
till värmeutveckling i stator/rotor. Som i sin tur minskar uteffekten. Motsvarande
funktioner innefattar även elgenerator tekniken i standard utförandet.
Nya viktiga samband gällande Harju Elgenerator/Elmotor teknikerna.
Innovationen innebar kort följande: Genom en mekanisk omvandlare av
rotationen gällande både stator/rotor funktionerna med samma standard komponenter,
erhålls rotationsvarvet/2 vilket innebär:
Gällande Elgenerator:
vid 50% av varvtalet erhålls samma uteffekt som standard innehar vid sitt synkrona
varvtal, (alltså har det synkrona varvtalet sjunkit med 50%), Vid samma varvtal som
standard dubblas uteffekten. Detta möjliggörs av att omvandlaren gör samma
arbete som ett polpar till i generatorn.
Gällande Elmotorn erhålls
på samma sätt 50% av det synkrona varvtalet, vilket betyder följande: Elmotorns
synkrona varvtal sker på samma sätt vilket ger ett extra polpars funktion, som
sänker varvtalet med 50%. men samtidigt ökar vridmomentet med det dubbla mot
standard i samma-storlek. Eftersom den inmatade 50Hz frekvensen till statorn
gällande ett varv i standardversionen, betyder detta att rotorn erhåller dubbla
frekvensen/varv vilket förklarar effektökningen ut från elmotorn.
Genom innovationens rotationsomvandlare kommer de producerade magnetpulserna från
statorn till rotorn alltid utgå synkront mot varandra detta 2 ggr/varv, vilket
innebär att de tidigare variationerna beroende på last samt nätvariationer helt
uteblir, värmen minskar, överföringen av energi ökar.
Den inmatade
elenergin till elmotorn ökar endast med ca 3% för denna arbetsinsats, detta beroende
av att energiomvandlingen utförs mellan stator/rotor inne i motorn av samma tillförda
energi. Injustering av rotor/stators arbetsläge utförs vi monteringen, där uppmätning
sker av uteffekten.
Sammantaget erhålls samma uteffekt från elmotorn som
motsvarar den dubbla fysiska storleken mot standard.
Detta betyder lägre
kostnad, mindre storlek/vikt. Extern styrning av varvtalet erfordras ej.
Innovationen möjliggör även att såväl elgeneratorn som elmotorn kan
varvtalsregleras steglöst, från 0 till det synkrona varvtalet, detta med minimala
förluster, eftersom den roterande energin överföras mellan stator respektive rotor
beroende om det är generator eller elmotor funktion som gäller.
Regleringen sker alltså invändigt mellan stator/rotor funktionerna.
Fortsättningsvis kommer den nya tekniken att benämnas: H-elgenerator respektive.
H-elmotor. (H står för Harju tekniken)
Information om Harju
Elmotorteknik
Formel gällande uträkning av varvtal elmotor;
n=2x50x60/2=3 000 rpm.
När det gäller HÖGRE frekvenser 60 Hz.
n=2x60x60/2=3 600 rpm. (+20%) + kraften 20%. Varje höjning av varvtalet med 10Hz ökar
motorns kraft med 20 % enligt formeln.
Statorlindningen lindas på en H-elmotor
som standard för samma varvtal som dagens elmotorer ex: 2800 rpm.
Innovationen innebär att stator samt rotor genom ett överföringsdon roterar mot
varandra absolut synkront. På detta sätt erhålls dubbla periferihastigheten samt
dubbla antalet el-pulser/varv, därmed erhålls 50% av rotationsvarvet 1400 rpm
eftersom dubbla magnetpulser fås under mot rotationen.
Dagens elmotorteknik med
fast stator ger en okontrollerad överföring av magnetpulserna mellan stator/rotor
beroende av att överföringen sker med varierande belastning samt variationer av
matningsströmmen från elnätet under driften. Detta betyder i sin tur att genererad
magnet energi från statorn ej övergår helt till rotorn vilket i sin tur ger ökad värme
utveckling i statorns järnpaket.
Innovationen möjliggör att högre energi
överförs mellan stator samt rotor, mindre värmeförluster likaså, denna överföring av
magnetkraften sker med maximal effekt, beroende av att injustering av överföring kan
utföras genom att vid monteríngen ställa in kuggdreven för bästa läge vilket inträder
2ggr/rotationsvarv för samtliga poler, denna injustering ändras ej under fortsatt
drift av elmotorn.
Den erhållna energivinst motsvarar den energi som
överföringsdonet erfordrar för sitt arbete.
Innovationen medför att dubbel
energi utvinns vid 1400 rpm. detta UTAN att den tillförda matningsenergin ökar
nämnvärt ca (2-3%).
Grunden för den nya tekniken är att den tillförda 50Hz
frekvensen till statorn, genom mot rotationen ger rotorn 2x50Hz rotationsvarv som
därmed helt naturligt ökar motorns vridkraft med ca 100%.vid 1400 rpm.
Därmed
blir resultatet:
A. Ökad vrídkraft på motoraxel.
B.
Halverat varvtal.
C. Möjlighet att halvera den fysiska storleken utan
att minska motoreffekten, därmed kan även vikt samt tillverknings kostnad minska
vilket har ett visst intresse på marknaden.D. En ytterligare fördel blir när
motorn skall användas med lägre varvtal än synkrona varvtalet 1400 rpm samt en
regulator inkopplas för att justering skall kunna utföras, detta innebär att
motorns effekt minskar med ca 15%/100 rpm sänkning genom förluster pga. att motorn
minskar effekt vid minskning av varvtalet mot det synkrona varvtalet som motorn är
konstruerad för. Detta är ett vanligt förekommande stort problem som inte är löst
idag.
E. Genom att H-elmotorn innehar högre effekt vid sitt synkrona
varvtal (1400 rpm) samt därmed kan tillåta att belastning sker med ett lägre varvtal
UTAN att samma förluster erhålls, kommer vår motor att lösa de flesta av dagens
liknande belastnings situationer på ett effektivare sätt för användaren.
F. Innovationen betyder att H-elmotor ger dubbla el-pulser mellan stator/rotor
UTAN att poltalet ökar fysiskt i antal med 100% vilket ger vikt, pris, enklare
tillverkning med mera som resultat.
G. Innovationen innebär att
H-motorns synkrona varvtal ligger på 1500 rpm gällande 50 Hz anslutning. Om högre
varvtal önskas monteras växel till elmotorn som tidigare. Det är däremot vanligare att
lägre varvtal än dagens synkrona varvtal 3000 Hz oftast är aktuella. Noteras skall att
oavsett det varvtal H-elmotorn arbetar med erhålls dubbla vridmomentet mot standard
motorer, vidare erhålls alltid maximal magnetkrafts överföring mellan stator/rotor,
OAVSETT om motorn belastas eller den inkommande drivströmmen varierar, detta beroende
på överföríngen mellan stator/rotor alltid sker synkront, kan ej ändras under driften.
H. Ytterligare fördelar erhålls genom att svängmassan under motorns
rotation ökas med ca 3 ggr mot dagens elmotor, vilket betyder att vridmomentet
bibehålls bättre, med jämnare gång än vad som är fallet med dagen teknik.
Den nya elmotorn kan tillverkas i samma storlekar/utförande som dagens elmotorer av
varierande fabrikat idag saluför på sina marknader, tillverkas/monteras i liknande
fabriker som idag osv. H-elmotorn är en bra ersättare där kraft samt utrymme
prioriteras för god funktion.
Information om Harju Generatorn
Dagens Elgenerator teknik arbetar med fastmonterad stator samt friroterande
rotor, vilket innebär att de el-genererande pulserna från statorn ej har maximal
överföring av dessa el-pulser. Dessutom kommer el-genereringen att variera med
varvtalet kontinuerlígt.
Innovationen innebär att stator och rotor roterar mot
varandra frilagda från ytterhöljet, detta möjliggör att kunna exakt kunna styra
magnetkraftens överföring mellan rotor till stator.
Detta sker genom att en
överföringsväxel omvandlar rotationen till exakt motgående rotation dem emellan som
dessutom är justerbar, för att vid slutmonteringen av generatorn mäta in det
effektivaste läget mellan rotor/stator vilket ökar effekten samt inte minst minskar de
överförings förluster som förekommer när polerna under standard funktionen arbetar med
stillastående stator samt rotor som roterar med hög hastighet förbi varandra.
Som bekant ökar el-lindningens motstånd när den bli uppvärmd som i sin tur minskar
maskinens uteffekt. Den ev., belastning som växeln utgör ersätts effektivt med
vinsterna vid injusteringen av magnetöverföringen mellan polerna.
Innovationen
kan jämföras med att montera dubbla antalet poler på samma enhet, vilket betyder att
generatom minskar varvtalet med 50% samt ökar ineffekten med ca 100%. Dessutom
tillkommer att diametern ökar betydligt samt att vikt samt kostnad ökar.
Innovationen innebär att diametern ökar med ca 30 mm, samt vikten med 0.5 kg på
motsvarande storlek. Ineffekten ökar på samma sätt med 100% vid 50% av varvtalet för
samma uteffekt.
Vinsten med innovationen blir att varvtalet blir lägre samt
anpassningen till den drivande enheten, medför att växellådans utväxling kan minskas
med 50% vilket medför vikt samt kostnads minskning.
Om den drivande enheten
drivs med samma varvtal som standard, ökar uteffekten med 100% från generatorn.
En ytterligare fördel blir att el-genereringen startar betydligt tidigare
vid rotationen vilket medför fler genererade strömpulser/tidsenhet vilket betyder
förbättrade vinster även vid lägre vindar gällande vindkraft. Generatorn kan byggas i
olika storlekar samt anpassas för sina arbetsuppgifter.
-Bert Harju
De förbättrade uppfinningarna av Bert Harju
Elmotorn
Denna nya elmotor och dess motsvarighet den
elektriska generatorn har dubbel effekt tack vare motrotation mellan stator och rotor
i samma storlek som en vanlig elmotor eller elgenerator. Eller samma effekt i hälften
av storleken som en vanlig elmotor eller elektrisk generator.
Vid
Chalmers, Göteborg, gjordes
ett test för att jämföra drivenergin för den nya elgeneratorn mot en standard
generator. Testet visade att den nya elgeneratorn använde endast 1643,5 watt ineffekt
jämfört med standardgeneratorn som använde 2629,6 watts ineffekt för samma uteffekt.
Det betyder att med en vanlig elmotor. Den nya elektrisk generator använde 986 watt
mindre ineffekt jämfört med en standard elektrisk generator för samma uteffekt.
Bert Harju - Motor- eller generatorrelaterat arrangemang med roterande stator SE
527,433 C2
Bert Harju -
Elgenerator med förbättrad teknik genom ändrat rörelse schema SE 1,500,389 A1
tillbaka till länksidan
förslag
läs och skriv i min gästbok