Статията описва обещаващи методи за повишаване на ефективността на импулсните захранвания. По-специално, квазирезонансният метод за управление на силови транзистори и методът на синхронна корекция. Описани са характеристиките на използването на тези методи и е показана практическа реализация на контролера Renesas HA16163.
Модерната елементна база позволява да се получи доста висока ефективност в класическите PWM решения - до ~95%. В бюджетните дизайни, където характеристиките на теглото и размера не са важни, те се задоволяват с по-скромни характеристики. Но има области на приложение, където размерът и ефективността са на първо място - захранвания за отбранителната индустрия, за самолети, сървърно захранване (пасивно охлаждане), малки по размер източници за лаптопи, телекомуникации и т.н. Основните загуби в класическото импулсно захранване с PWM се разпределят приблизително както следва: 50% захранващи превключватели, 40% изходен токоизправител, 10% трансформатор и снабери. Както можете да видите, основните загуби под формата на топлина се разсейват в ключовите елементи и изходния токоизправител. Динамичните загуби в ключовите транзистори са значително намалени поради режима на меко превключване (резонансен и квазирезонансен метод на управление). Това ви позволява да използвате „по-бавни“ транзистори при по-високи честоти на преобразуване или да използвате стандартни масови транзистори, за да получите честоти на преобразуване няколко пъти по-високи от стандартната ШИМ топология. При превключване на превключватели при нулев ток (PNT) или при нулево напрежение (ZVN), загубите на снаберните елементи са значително намалени, в някои случаи дори е възможно да се изоставят снаберите.
Използването на квазирезонансна схема осигурява следните предимства - по-висока ефективност от класическите ШИМ вериги, широк диапазон на натоварване (за разлика от честотно управлявана резонансна верига). В квазирезонансната верига, за разлика от резонансната, осцилаторната верига не акумулира енергия, а само участва в предаването на енергия към товара. Това елиминира необходимостта от използване на големи компоненти на резонансна верига. Квазирезонансната верига обаче има своя недостатък - при намаляване на натоварването веригата преминава в режим на твърдо превключване и ефективността пада. В обхвата на натоварване, в който се получава меко превключване, веригата излъчва тесен спектър от шум, който е по-лесен за потискане.
Загубите в изходния токоизправител в диапазона от единици до стотици вата, с изходни напрежения от 1,8-80V, могат да бъдат значително намалени поради синхронно коригиране.
Нека разгледаме схемата на квазирезонансен преобразувател със синхронно коригиране. Фигура 7 показва времева диаграма, обясняваща работата на преобразувателя.
Времева точка 1 – Фиг. 1
В момент t0 транзисторите S3 и S6 са отворени, захранващото напрежение Vin е свързано през индуктор Lr към първичната намотка на трансформатора, а на вторичната намотка се появява напрежение, пропорционално на напрежението в първичната намотка. Ключовете на синхронния токоизправител S14S15 са изключени, S16S17 са включени. Напрежението от първичната намотка се подава към товара през индуктор L1.
Времева точка 2 – Фиг. 2
В момент t1 транзисторът S3 е включен. Когато транзисторът S6 е изключен, на резонансния индуктор Lr възниква коиндукционно напрежение. Превключвателите S14S15 и S16S17 на изходния токоизправител са включени, като по този начин шунтират изходната намотка, енергията, съхранена в резонансния индуктор Lr, отива в изходния капацитет на транзистора S6 - C12, C12 се зарежда със скорост, където N = N1/N2 е коефициентът на трансформация Iload е товарният ток, C12 е капацитетът на изходния транзистор 
Фиг. 1
Фиг.2
Времева точка 3 – Фиг. 3
В момент t2 транзисторът S4 се включва. По това време изходният капацитет на транзистора S6-C12 се зарежда до захранващото напрежение Vin (така че превключването става при нулево напрежение с минимални загуби). Закъснение при включване на транзистора S4 - 
Времева точка 4 – Фиг.4
В момент t3 транзисторът S3 се изключва и изходният капацитет на транзистора S5-C11 се разрежда. Има трансфер на енергия от кондензатор C11 към резонансния дросел Lr. Във веригата възникват свободни хармонични трептения. Собствена резонансна честота на веригата 
Фиг.3
Фиг.4
Времева точка 6 – Фиг.6
В момент t5, когато напрежението на кондензатора C11 достигне нула, транзисторът S5 се включва. Токът в изходната намотка променя посоката си, напрежението на вторичната намотка е свързано към товара чрез индуктор L2.
Ориз. 5
Фиг.6
Фиг.7
Производителят на електронни компоненти Renesas произвежда квазирезонансен ZVS контролер HA16163, който има 4 слаботокови изхода за управление на мостовата верига на преобразувателя и 2 изхода за управление на ключовете на синхронния токоизправител. Микросхемата ви позволява да изграждате преобразуватели на нейна основа с честота на превключване от 1 MHz (2 MHz честота на осцилатора)!
Чипът има следните функции:
- плавен старт;
- възможността за включване / изключване на преобразувателя чрез допълнителен вход на микросхемата;
- вход за външна синхронизация;
- цикъл по цикъл ограничаване на тока на натоварване;
- пълно изключване на микросхемата по време на късо съединение;
- микросхемата има вграден усилвател на грешки;
- микросхемата съдържа 3 пина, които ви позволяват да програмирате закъснения на изходи A и B, C и D, E и F.
Фигура 8 показва типична диаграма на свързване. Интегрираните полумостови драйвери могат да се използват като драйвери за изходи A, B, C, D; International Rectifier предлага широка гама. Можете също да използвате драйвери на отделни елементи, използващи изолация на трансформатора. Като драйвери за изходи E и F е необходимо да се използват или оптични драйвери, или да се използват изолационни трансформатори (въз основа на изискванията за изолация на първичната и вторичната страна на преобразувателя).
Фиг.8
Нека отбележим важни точки, които трябва да се вземат предвид при проектирането на квазирезонансен преобразувател
Същността на изобретението: в резонансно захранване, съдържащо токоизправител, фазови кондензатори, свързани от страната на променлив ток, и индуктивност, свързана към изхода на токоизправителя, фазовите кондензатори са свързани последователно със съответните входове на токоизправителя мерна единица. 3 болен.
Изобретението се отнася до електротехниката, по-специално до устройства за захранване на дъгов разряд. Понастоящем са разработени значителен брой конструкции на източници на енергия за заваряване и плазмени дъги, които се различават един от друг както по схема, така и по принцип на работа. За захранване на дъгов разряд най-често се използват източници с рязко падащи или вертикални характеристики (източници на ток). По отношение на схемните решения източниците с насищащи дросели, източниците на контролирани устройства и параметричните източници са станали предимно широко разпространени (А. В. Донской, В. С. Клубникин. Електроплазмени процеси и инсталации в машиностроенето. Л. Машиностроене, 1979, 164 с.). Дъговите инсталации с дросели за насищане са широко разпространени поради тяхната простота и надеждност при работа. Външната характеристика се формира чрез размагнитване на дроселите за насищане. Дъговите електрически инсталации на управлявани устройства най-често представляват източници на захранване на управлявани тиристорни вентили. Работният ток на такива източници се определя от ъгъла на задействане на вентила, което води до необходимостта от инсталиране на изглаждащи дросели в постоянната верига. Недостатъците на захранващите устройства, базирани на полупроводникови вентили, контролирани от ъгъла на отваряне, включват инерция, дължаща се на синхронната работа на управляваните вентили със захранващото напрежение, намаляване на фактора на мощността, значителна пулсация и въздействие върху захранващата мрежа, особено при ниски товари. При дълбоко регулиране тези недостатъци могат да доведат до нарушаване на технологичния процес и нестабилно изгаряне на дъгата (А. В. Донской, В. С. Клубникин. Електроплазмени процеси и инсталации в машиностроенето. Л. Машиностроене, 1979, 168 с.). Параметричните захранващи устройства с дъгов разряд са изградени върху пасивни индуктивно-капацитивни елементи. Както показват проучванията, въвеждането на реактивни елементи във веригата, докато леко намалява ефективността на инсталацията, осигурява добра стабилизация на тока, висок коефициент на мощност и слабо влияние на източника на захранване върху формата на напрежението на захранващата мрежа. Видът на разглежданите източници може да се използва широко в електродъгови инсталации (Б. Е. Патон и др. Плазмени процеси в металургията и технологията на неорганичните материали. М. Наука, 1973, 244 с.). Основните недостатъци на такива инсталации включват сложността на регулиране, което може да се извърши по три начина: плавна промяна на захранващото напрежение, проектирано за пълна пропускателна способност, което е приемливо само за инсталации с ниска мощност; синхронна промяна в индуктивността и капацитета на реактивните елементи, която е технически трудна за изпълнение, а дисбалансът на индуктивните и капацитивните реактивни съпротивления рязко влошава стабилизиращите свойства на веригата; чрез промяна на коефициента на трансформация на силовия трансформатор, например чрез промяна на броя на завоите (A. В. Донской, В. С. Клубникин, Електроплазмени процеси и инсталации в машиностроенето. Л. Машиностроене, 1979, 170 с.). Известен е източник на постоянен ток, който съдържа трансформатор с първична намотка и поне една вторична намотка, като първичната намотка е свързана към източник на променлив ток, система от кондензатори, свързани успоредно на вторичната намотка. Капацитивното съпротивление на кондензаторната система е равно на индуктивното съпротивление на вторичната намотка. Това създава резонансна индуктивно-капацитивна верига. Специално устройство преобразува изходния сигнал, идващ от веригата, в постоянен (патент на САЩ N 4580029, клас B 23K 9/00). Фигура 1 показва схематична диаграма на известен източник на захранване. Източникът, свързан към захранващата мрежа чрез трансформатор T, съдържа вторична намотка L 2, система от кондензатори C, токоизправител B, дросел L, товар R. Формирането на падаща I-V характеристика на известно устройство е извършва се чрез шунтиране на система от кондензатори С променяща се стойност на съпротивлението на натоварване и при R 0 капацитетът на веригата отсъства, резонансното състояние е нарушено, общото съпротивление на веригата се увеличава и ограничава големината на тока на късо съединение . Увеличаването на съпротивлението на натоварване води до увеличаване на тока на презареждане на кондензаторите и съответно повишаване на напрежението. Необходимо условие за работоспособността на известното устройство е равенството на индуктивните и капацитивните съпротивления на колебателната верига. Известно е обаче, че ако индуктивното и капацитивното съпротивление са равни, токът във веригата се определя само от общото активно съпротивление на веригата и може да достигне значителни стойности. По-специално, това трябва да се изрази в повишена стойност на тока на празен ход. Следващата характеристика на известното устройство е намалената ефективност на захранването, тъй като успоредно с тока, отстранен от токоизправителното устройство, има ток на презареждане на кондензаторната система С и съответните загуби на енергия. Индуктивността L очевидно има за цел да изглади вълните, т.к за трифазната верига на известното устройство не е предвидена индуктивност L 1. Целта на настоящото изобретение е да опрости веригата и да подобри ефективността на работа. Тази цел се постига чрез факта, че в резонансно захранване, съдържащо токоизправител, фазови кондензатори, свързани от страната на променлив ток, и индуктивност, свързана към входа на токоизправителя, фазовите кондензатори са свързани последователно със съответните входове на токоизправителния блок. Предложеният източник на захранване (за опцията за еднофазно захранване) е показан на фиг. 2 и съдържа кондензатор C, токоизправителен блок B, индуктивност L, товар R (дъгова междина). Работата на предложеното устройство се основава на взаимодействието на напрежението върху капацитивното съпротивление на кондензатора C и напрежението върху индуктивността L, включено за постоянен ток, осъществявано с помощта на превключващ елемент B, който преобразува променлив ток в постоянен ток. Когато междината на дъгата е късо, във веригата се установява максималната стойност на тока. В този случай индуктивността, свързана чрез постоянен ток, е изглаждащ дросел. Пулсациите на ректифицирания ток са незначителни, съпротивлението на индуктора се определя главно от активното съпротивление на намотката. По този начин спадът на напрежението в индуктора е незначителен, а основният спад на напрежението възниква в кондензатор С, чието съпротивление определя тока на късо съединение. Когато се образува дъгова междина, активното съпротивление на веригата се увеличава рязко, намалявайки тока на индуктора. Тъй като количеството на пулсациите на индуктора е обратно пропорционално на съотношението /L/R, където е цикличната честота, L индуктивност, R съпротивление на натоварване (I. I. Belopolsky. Захранващи устройства за радиоустройства. M. Energia, 1971, 92 pp. ), тогава увеличаването на съпротивлението води до увеличаване на пулсациите, т.е. редуващ се компонент в напрежението, приложено към индуктора. Намаляването на тока с увеличаване на междината на дъгата води до намаляване на напрежението на кондензатора, тъй като U c X c I, където U c е напрежението в капацитета, X c е реактивното съпротивление на капацитета, I е токът през кондензатора. Поради факта, че напреженията в индуктивността и капацитета са извън фаза, общото съпротивление на веригата пада. По този начин увеличаването на съпротивлението с увеличаване на междината на дъгата води до намаляване на реактивното съпротивление и увеличаване на напрежението в последното. На фиг. Фигура 3 показва времеви диаграми на работата на източника на захранване, където i R е кривата на тока на натоварване, i 1, i 2 са кривите на тока на токоизправителя, U R напрежението на натоварването, U L напрежението на индуктивността, U c напрежението на кондензатора и криви на тока на кондензатора. За трифазна захранваща мрежа принципът на работа е подобен. Отличителна черта на източника на предложеното схемно решение е възможността да работи без трансформатор, докато устройството преобразува твърда характеристика на напрежението на веригата в рязко падаща без опасност от късо съединение и ограничава консумацията на енергия в зависимост върху условията на изгаряне на разряда. В предложената схема няма колебателна верига за захранване с променлив ток, а токът, протичащ през блока от кондензатори С, съответства на работния ток на източника на захранване. Както показаха практическите изследвания на предложеното устройство, напрежението в междината на дъгата с увеличаване на дължината му и електрическата мощност се променят няколко пъти поради преразпределението на напреженията върху реактивните елементи на източника на захранване. Изследванията са проведени в диапазон на тока от 5 до 100 A, напрежение на празен ход 220 V. Работата на източника се характеризира с висока стабилност на дъговия разряд, постигнатият КПД е над 80% Ако е необходимо да се промени работно напрежение, е допустимо да се използва, за разлика от известното устройство, трансформатор без изтичане, което повишава ефективността на работата на източника на енергия.
Иск
Резонансен източник на захранване със стръмна външна характеристика, съдържащ токоизправителен блок, фазови кондензатори, свързани от страната на променлив ток, и индуктивност, свързана към изхода на токоизправителния блок, характеризиращ се с това, че фазовите кондензатори са свързани последователно със съответните входове на токоизправителния блок.
Всеки има резонансен трансформатор, но сме толкова свикнали с тях, че не забелязваме как работят. След като включим радиото, ние го настройваме на радиостанцията, която искаме да приемаме. С правилното положение на копчето за настройка, приемникът ще приема и усилва вибрациите само на тези честоти, които тази радиостанция излъчва; той няма да приема вибрации на други честоти. Казваме, че приемникът е настроен.
Настройката на приемника се основава на важното физическо явление на резонанса. Чрез завъртане на копчето за настройка променяме капацитета на кондензатора и следователно собствената честота на колебателната верига. Когато естествената честота на веригата на радиоприемника съвпада с честотата на предавателната станция, възниква резонанс. Силата на тока във веригата на радиоприемника достига своя максимум и обемът на приемане на тази радиостанция е най-висок
Феноменът на електрическия резонанс позволява да се настроят предавателите и приемниците на дадени честоти и да се осигури тяхната работа без взаимни смущения. В този случай електрическата мощност на входния сигнал се умножава няколко пъти
Същото се случва и в електротехниката.
Нека свържем кондензатора към вторичната намотка на конвенционален мрежов трансформатор и токът и напрежението на тази осцилаторна верига ще бъдат извън фазата с 90 °. Страхотното е, че трансформатора няма да забележи тази връзка и консумацията на ток ще намалее.
Цитат от Хектор: "Нито един учен не би могъл да си представи, че тайната на ZPE може да бъде изразена само с три букви - RLC!"
Резонансна система, състояща се от трансформатор, товар R (под формата на крушка с нажежаема жичка), банка от кондензатори C (за настройка на резонанс), 2-канален осцилоскоп, бобина с променлива индуктивност L (за точна настройка на ТОКОВ АНОД в електрическата крушка и антивъзел на напрежението в кондензатора). При резонанс лъчистата енергия започва да тече в RLC веригата. За да го насочите към товар R, е необходимо да СЪЗДАДЕТЕ СТОЯЩА ВЪЛНА и прецизно да изравните антинода на тока в резонансната верига с товар R.
Процедура: Свържете първичната намотка на трансформатора към 220 V мрежа или към друг източник на напрежение, който имате. Чрез регулиране на осцилаторната верига, поради капацитета C, променливата индуктивност L, съпротивлението на натоварване R, трябва да СЪЗДАДЕТЕ СТОЯЩА ВЪЛНА, в която токовият антинод ще се появи на юг R. 300 W лампа е свързана към токов антинод и той гори с пълна интензивност при нулево напрежение!
Късо съединение в Доп. tr-re не само загрява до 400°C, но довежда ядрото си до насищане и ядрото също се загрява до 90°C, което може да се използва
Невероятна картина: машината произвежда ток равен на нула, но се разделя на два клона по 80 ампера всеки. Не е ли добър пример за първо запознаване с променливите токове?
Максималният ефект от използването на резонанс в осцилаторна верига може да се получи чрез проектирането му с цел повишаване на качествения фактор. Думата „коефициент на качество“ има значението не само на „добре направена“ осцилаторна верига. Качественият фактор на веригата е съотношението на тока, протичащ през реактивния елемент, към тока, протичащ през активния елемент на веригата. В резонансна осцилаторна верига можете да получите коефициент на качество от 30 до 200. В същото време токовете протичат през реактивните елементи: индуктивност и капацитет, много по-големи от тока от източника. Тези големи "реактивни" токове не напускат веригата, защото те са противофазни и се компенсират, но всъщност създават мощно магнитно поле и могат да „работят“ например, чиято ефективност зависи от резонансния режим на работа
Нека анализираме работата на резонансната верига в симулатора http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html(безплатна програма)
Правилно конструирана резонансна верига ( резонансът трябва да се изгради, а не да се сглоби от това, което е под ръка) консумира само няколко вата от мрежата, докато в осцилиращата верига имаме киловати реактивна енергия, която може да се отдели за отопление на къща или оранжерия с помощта на индукционен котел или с помощта на еднопосочен трансформатор
Например, имаме домашна мрежа от 220 волта, 50 Hz. Задача: да се получи ток от 70 ампера от индуктивността в паралелен резонансен трептящ кръг
Закон на Ом за променлив ток за верига с индуктивност
I = U / X L, където X L е индуктивното съпротивление на намотката
Ние знаем това
X L = 2πfL, където f е честотата от 50 Hz, L е индуктивността на намотката (в Хенри)
където намираме индуктивността L
L = U / 2πfI = 220 волта / 2 3,14 * 50 Hz 70 ампера = 0,010 Хенри (10 Хенри мили или 10mH).
Отговор: за да се получи ток от 70 ампера в паралелна осцилираща верига, е необходимо да се конструира намотка с индуктивност 10 мили на Хенри.
Според формулата на Томсън
fres = 1 / (2π √ (L C)) намираме стойността на капацитета на кондензатора за дадена осцилаторна верига
C = 1 / 4p 2 Lf 2 = 1 / (4 (3,14 3,14) * 0,01 Хенри (50 Hz 50 Hz)) = 0,001014 Farad (или 1014 микро Farad, или 1,014 mi Farad или 1mF )
Мрежовата консумация на тази паралелна резонансна самоосцилираща верига ще бъде само 6,27 вата (вижте фигурата по-долу)
24000 VA реактивна мощност при 1300 W консумация Диод преди резонансната верига
Заключение:диод пред резонансната верига намалява консумацията от мрежата 2 пъти, диоди вътре в резонансната верига намаляват консумацията още 2 пъти. Общо намаление на консумацията на енергия с 4 пъти!
Накрая:
Паралелен резонансен кръг увеличава реактивната мощност 10 пъти!
Диодът пред резонансната верига намалява консумацията на енергия 2 пъти,
Диодите в резонансната верига допълнително намаляват консумацията 2 пъти.
Асиметричният трансформатор има две бобини L2 и Ls.
Например трансформаторът, показан по-долу, е изолационен трансформатор 220/220, направен съгласно асиметричния принцип.
Ако приложим 220 волта към Ls, тогава ще премахнем 110 волта към L2.
Ако 220 волта се подават към L2, тогава 6 волта ще бъдат премахнати от Ls.
Асиметрията в предаването на напрежение е очевидна.
Този ефект може да се използва във веригата на резонансен усилвател на мощност Громов/Андреев чрез замяна на магнитния екран с асиметричен трансформатор
Тайната за усилване на тока в асиметричен трансформатор е следната:
Ако електромагнитен поток премине през много асиметрични трансформатори, тогава всички те няма да повлияят на този поток, т.к. някой от асиметричните трансформатори не влияе на потока. Изпълнението на този подход е набор от дросели върху W-образни сърцевини и монтирани по оста на външното действащо поле, получено от намотката Ls.
Ако след това свържем паралелно вторичните намотки L2 на трансформаторите, получаваме усилване на тока.
В резултат на това получаваме набор от асиметрични трансформатори, организирани в стек:
За изравняване на полето по краищата на Ls могат да се подредят допълнителни завои в краищата му.
Намотките са изработени от 5 секции, върху феритни сърцевини тип W с пропускливост 2500, използвайки тел в пластмасова изолация.
Централните трансформаторни секции L2 имат 25 навивки, а външните трансформатори имат 36 навивки (за изравняване на индуцираното в тях напрежение).
Всички секции са свързани паралелно.
Външната намотка Ls има допълнителни завои за изравняване на магнитното поле в краищата си); при навиване на LS се използва еднослойна намотка, броят на завъртанията зависи от диаметъра на жицата. Текущото усилване за тези специфични бобини е 4x.
Промяната в индуктивността Ls е 3% (ако L2 е съединен накъсо, за да симулира тока във вторичната обвивка (т.е. сякаш към него е свързан товар)
За да се избегне загубата на половината от магнитния индукционен поток на първичната намотка в отворената магнитна верига на асиметричен трансформатор, състоящ се от n-брой W-образни или U-образни дросели, той може да бъде затворен, както е показано по-долу
0. Резонансен генератор на свободна енергия. Излишната мощност от 95 W върху намотката за захващане се постига чрез използване на 1) резонанс на напрежението във възбуждащата намотка и 2) резонанс на тока в резонансната верига. Честота 7,5 kHz. Първична консумация 200 mA, 9 волта video1 и video2
1. Устройства за получаване на безплатна енергия. Връзка към Патрик Дж. Кели
Кликнете върху Романов https://youtu.be/oUl1cxVl4X0
Настройка на честотата на Klatsalka според Романов https://youtu.be/SC7cRArqOAg
Модулация на нискочестотен сигнал с високочестотен сигнал за двутактна връзка
Електрически резонанс
В осцилиращата верига на фигурата капацитетът C, индуктивността L и съпротивлението R са свързани последователно с източника на ЕМП.
Резонансът в такава верига се нарича сериен резонанс на напрежението. Неговата характерна особеност е, че напрежението върху капацитета и индуктивността при резонанс е значително по-голямо от външното ЕМП. Серийната резонансна верига изглежда усилва напрежението.
Свободните електрически трептения във веригата винаги затихват. За да се получат незатихващи трептения, е необходимо да се попълни енергията на веригата с помощта на външен ЕМП.
Източникът на ЕМП във веригата е бобината L, индуктивно свързана към изходната верига на генератора на електрически трептения.
За такъв генератор може да служи електрическа мрежа с постоянна честота f = 50 Hz.
Генераторът създава определена ЕМП в намотката L на осцилаторната верига.
Всяка стойност на кондензатор С съответства на собствената си собствена честота на колебателната верига
Което се променя с промяната на капацитета на кондензатора C. В същото време честотата на генератора остава постоянна.
По този начин, за да се направи резонансът възможен, индуктивността L и капацитетът C се избират според честотата.
Ако три елемента са включени в осцилаторна верига 1: капацитет C, индуктивност L и съпротивление R, тогава как всички те влияят на амплитудата на тока във веригата?
Електрическите свойства на една верига се определят от нейната резонансна крива.
Познавайки резонансната крива, можем да кажем предварително каква амплитуда ще постигнат трептенията с най-прецизната настройка (точка P) и как токът във веригата ще бъде повлиян от промяната в капацитета C, индуктивността L и активното съпротивление R. Следователно , задачата е да се конструира от данните за веригата (капацитет, индуктивност и съпротивление) нейната резонансна крива. След като научихме, ще можем да си представим предварително как ще се държи веригата с всякакви стойности на C, L и R.
Нашият опит е следният: променяме капацитета на кондензатор С и отбелязваме тока във веригата с помощта на амперметър за всяка стойност на капацитета.
Използвайки получените данни, изграждаме резонансна крива за тока във веригата. На хоризонталната ос ще начертаем за всяка стойност C отношението на честотата на генератора към собствената честота на веригата. Нека начертаем вертикално съотношението на тока при даден капацитет към тока при резонанс.
Когато естествената честота fo на веригата се доближи до честотата f на външната едс, токът във веригата достига максималната си стойност.
При електрически резонанс не само токът достига максималната си стойност, но и зарядът, а следователно и напрежението на кондензатора.
Нека разгледаме ролята на капацитета, индуктивността и съпротивлението поотделно, а след това всички заедно.
Заев N.E., Директно преобразуване на топлинна енергия в електрическа. RF патент 2236723. Изобретението се отнася до устройства за преобразуване на един вид енергия в друг и може да се използва за генериране на електроенергия без разход на гориво поради топлинната енергия на околната среда. За разлика от нелинейните кондензатори - вариконди, промяната (процент) на капацитета поради промяна на диелектричната константа е незначителна, което не позволява използването на вариконди (и устройства, базирани на тях) в индустриален мащаб, тук се използват алуминиев оксид , т.е. конвенционални електролитни кондензатори. Кондензаторът се зарежда от еднополюсни импулси на напрежение, чийто преден фронт има наклон по-малък от 90 °, а заден фронт - повече от 90 °, докато съотношението на продължителността на импулсите на напрежение към продължителността на процеса на зареждане е от 2 до 5, като след приключване на процеса на зареждане се образува пауза, определяща се от съотношението T=1/RC 10-3 (sec), където T е времето на пауза, R е съпротивлението на натоварване (Ohm) , C е капацитетът на кондензатора (фарад), след което кондензаторът се разрежда до товара, времето на което е равно на продължителността на еднополярния импулс на напрежение. Особеността на метода е, че след края на разряда на кондензатора се образува допълнителна пауза.
Униполярните импулси на напрежение за зареждане на електролитен кондензатор могат да имат не само триъгълна форма, основното е, че предните и задните ръбове не са 90 °, т.е. Импулсите не трябва да са правоъгълни. При провеждането на експеримента бяха използвани импулси, получени в резултат на пълновълнова корекция на 50 Hz мрежов сигнал. (виж връзката)
Http:=""> Показана е необходимостта от промяна на вътрешната енергия на диелектрика на кондензатор (ферит в индуктивност) по време на цикъла "Заряд-разряд" ("магнетизиране - демагнетизиране"), ако ∂ε/∂E ≠ 0 , (∂µ/∂H ≠ 0),
Капацитетът 1/2πfC зависи от честотата.
Фигурата показва графика на тази зависимост.
Хоризонталната ос представлява честотата f, а вертикалната ос представлява капацитета Xc = 1/2πfC.
Виждаме, че кондензаторът предава високи честоти (Xc е малък) и забавя ниските честоти (Xc е голям).
Ефектът на индуктивността върху резонансна верига
Капацитетът и индуктивността имат противоположни ефекти върху тока във веригата. Оставете външната ЕМП първо да зареди кондензатора. С увеличаване на заряда напрежението U върху кондензатора се увеличава. Той е насочен срещу външния ЕМП и намалява зарядния ток на кондензатора. Индуктивността, напротив, има тенденция да я поддържа, когато токът намалява. През следващата четвърт от периода, когато кондензаторът се разрежда, напрежението върху него има тенденция да увеличи зарядния ток, докато индуктивността, напротив, предотвратява това увеличение. Колкото по-голяма е индуктивността на бобината, толкова по-малка стойност ще има време да постигне разрядният ток за една четвърт от периода.
Токът във верига с индуктивност е равен на I = U/2πfL. Колкото по-високи са индуктивността и честотата, толкова по-малък е токът.
Индуктивното съпротивление се нарича съпротивление, защото ограничава тока във веригата. В индуктора се създава едс на самоиндукция, която предотвратява увеличаването на тока и токът успява да се увеличи само до определена стойност i=U/2πfL. В този случай електрическата енергия на генератора се преобразува в магнитна енергия на тока (магнитно поле на бобината). Това продължава една четвърт от периода, докато токът достигне максималната си стойност.
Напреженията върху индуктивността и капацитета в резонансен режим са равни по големина и, като са в противофаза, се компенсират взаимно. По този начин цялото напрежение, приложено към веригата, пада върху нейното активно съпротивление
Следователно общото съпротивление Z на кондензатор и намотка, свързани последователно, е равно на разликата между капацитивното и индуктивното съпротивление:
Ако вземем предвид и активното съпротивление на осцилаторната верига, тогава формулата за общото съпротивление ще приеме формата:
Когато капацитетът на кондензатор в трептяща верига е равен на индуктивното съпротивление на намотката
тогава общото съпротивление на веригата Z на променлив ток ще бъде най-малкото:
тези. когато общото съпротивление на резонансната верига е равно само на активното съпротивление на веригата, тогава амплитудата на тока I достига максималната си стойност: И ИДВА РЕЗОНАНС.
Резонанс възниква, когато честотата на външната едс е равна на собствената честота на системата f = fo.
Ако променим честотата на външния ЕМП или естествената честота fo (разстройване), тогава, за да изчислим тока в осцилаторната верига за всяко разстройване, просто трябва да заменим стойностите на R, L, C, w и E във формулата.
При честоти под резонанса, част от енергията на външния ЕМП се изразходва за преодоляване на възстановителните сили, за преодоляване на капацитивното съпротивление. В следващата четвърт от периода посоката на движение съвпада с посоката на възстановяващата сила и тази сила освобождава към източника енергията, получена през първата четвърт от периода. Противодействието от възстановяващата сила ограничава амплитудата на трептенията.
При честоти, по-високи от резонансната, основната роля играе инерцията (самоиндукция): външната сила няма време да ускори тялото за една четвърт от периода и няма време да въведе достатъчно енергия във веригата .
При резонансна честота е лесно за външна сила да изпомпва тялото, т.к честотата на неговите свободни вибрации и външната сила преодоляват само триенето (активното съпротивление). В този случай общото съпротивление на осцилиращата верига е равно само на нейното активно съпротивление Z = R, а капацитивното съпротивление Rc и индуктивното съпротивление RL на веригата са равни на 0. Следователно токът във веригата е максимален I = U/R
Резонансът е явлението на рязко увеличаване на амплитудата на принудените трептения, което възниква, когато честотата на външното въздействие се доближи до определени стойности (резонансни честоти), определени от свойствата на системата. Увеличаването на амплитудата е само следствие от резонанса, а причината е съвпадението на външната (възбуждаща) честота с вътрешната (собствена) честота на трептящата система. Използвайки явлението резонанс, дори много слаби периодични трептения могат да бъдат изолирани и/или усилени. Резонансът е явление, когато при определена честота на движещата сила трептящата система се оказва особено чувствителна към действието на тази сила. Степента на отзивчивост в теорията на трептенията се описва с количество, наречено качествен фактор.
Коефициентът на качество е характеристика на една осцилаторна система, която определя резонансната лента и показва колко пъти енергийните запаси в системата са по-големи от енергийните загуби по време на един период на трептене.
Коефициентът на качество е обратно пропорционален на скоростта на затихване на собствените трептения в системата - колкото по-висок е коефициентът на качество на осцилаторната система, толкова по-малка е загубата на енергия за всеки период и толкова по-бавно затихват трептенията
Тесла пише в дневниците си, че токът вътре в паралелна осцилационна верига е няколко пъти по-висок като качествен фактор, отколкото извън нея.
Сериен резонанс. Резонанс и трансформатор. Филм 3
Диодна осцилаторна верига Разглежда се нова верига на осцилаторна верига, използваща два индуктора, свързани чрез диоди. Коефициентът на качество на веригата се е удвоил приблизително, въпреки че характеристичният импеданс на веригата е намалял. Индуктивността е намалена наполовина, а капацитетът е увеличен
Последователно-паралелен резонансен колебателен кръг
Изследване на резонанс и качествен фактор на RLC верига
Разгледахме компютърен модел на RLC верига в програмата Open Physics, намерихме резонансната честота на веригата, изследвахме зависимостта на качествения фактор на веригата от съпротивлението при резонансната честота и начертахме графики.
В практическата част на работата беше изследвана реална RLC верига с помощта на компютърната програма Audiotester. Намерихме резонансната честота на веригата, проучихме зависимостта на качествения фактор на веригата от съпротивлението при резонансната честота и начертахме графики.
заключенияТова, което направихме в теоретичната и практическата част на работата съвпадна напълно.
· резонанс във верига с колебателен кръг възниква, когато честотата на генератора f съвпада с честотата на колебателния кръг fo;
· с увеличаване на съпротивлението, качественият фактор на веригата намалява. Най-високият качествен фактор при ниски стойности на съпротивление на веригата;
· най-високият качествен фактор на веригата е при резонансната честота;
· импедансът на веригата е минимален при резонансната честота.
· опит за директно отстраняване на излишната енергия от колебателния кръг ще доведе до затихване на трептенията.
Приложенията на резонансните явления в радиотехниката са безбройни.
В електротехниката обаче използването на резонанса е възпрепятствано от стереотипи и негласни съвременни закони, които налагат забрани върху използването на резонанс за получаване на Безплатна енергия. Най-интересното е, че всички електроцентрали използват такова оборудване от дълго време, тъй като явлението резонанс в електрическата мрежа е известно на всички електромеханици, но те имат съвсем различни цели. Когато възникне явлението резонанс, има освобождаване на енергия, която може да надвиши нормата 10 пъти и повечето потребителски устройства изгарят. След това индуктивността на мрежата се променя и резонансът изчезва, но изгорелите устройства не могат да бъдат възстановени. За да се избегнат тези неудобства, се монтират антирезонансни вложки, които автоматично променят капацитета си и извеждат мрежата от опасната зона веднага щом се доближи до резонансни условия. Ако целенасочено се поддържа резонанс в мрежата с последващо отслабване на силата на тока на изхода от резонансната електрическа подстанция, тогава потреблението на гориво ще намалее няколко десетки пъти и цената на произведената енергия ще намалее. Но съвременната електротехника се бори с резонанса, създавайки антирезонансни трансформатори и т.н., а неговите поддръжници са развили устойчиви стереотипи по отношение на параметричното резонансно усилване на мощността. Следователно не всички резонансни явления се реализират на практика.
Да вземем книгата „Начален учебник по физика под редакцията на акад. Г.С. Ландсберг Том III Трептения, вълни. Оптика. Структурата на атома. – М.: 1975, 640 с. от илюстрация." Нека го отворим на страници 81 и 82, където е дадено описание на експерименталната постановка за получаване на резонанс при честота на градския ток от 50 херца.
Той ясно показва как е възможно да се получат напрежения десетки пъти по-големи от напрежението на източника на захранване с помощта на индуктивност и капацитет.
Резонансът е натрупване на енергия от системата, т.е. Мощността на източника не е необходимо да се увеличава; системата натрупва енергия, защото няма време да го харчи. Това става чрез добавяне на енергия в момента на максимални отклонения в собствената честота, системата освобождава енергия и замръзва в „мъртва точка”, в този момент се подава импулс, добавя се енергия към системата, т.к. в момента просто няма с какво да се харчи, а амплитудата на собствените колебания се увеличава, естествено не е безкрайна и зависи от силата на системата, ще трябва да се въведе друга обратна връзка, за да се ограничи помпането, мислех си това след експлозията на първичната намотка. Така че, ако не се вземат специални мерки, мощността, развита от резонанса, ще разруши елементите на инсталацията.
Електрическа верига на резонансен усилвател на мощност на индустриален честотен ток. Според Громов.
Резонансният токов усилвател на мощност използва явлението ферорезонанс на ядрото на трансформатора, както и явлението електрически резонанс в серийния осцилиращ кръг LC резонанс. Ефектът на усилване на мощността в сериен резонансен кръг се постига поради факта, че входното съпротивление на осцилаторния кръг при сериен резонанс е чисто активно и напрежението на реактивните елементи на осцилаторния кръг надвишава входното напрежение със стойност, равна към качествения фактор на веригата Q. За да се поддържат незатихващи трептения на последователната верига при резонанс, е необходимо да се компенсират само топлинните загуби върху активното съпротивление на индуктивността на веригата и вътрешното съпротивление на източника на входно напрежение.
Блокова схема и състав на резонансен усилвател на мощност, описан от Н. Н. Громов. през 2006 г., изброени по-долу
Входният понижаващ трансформатор намалява напрежението, но увеличава тока във вторичната намотка
Серийната резонансна верига увеличава референтното напрежение
Както е известно, когато има резонанс във вторичната обвивка на входния понижаващ трансформатор, консумацията на ток от мрежата намалява. връзка
В резултат на това получаваме висок ток и високо напрежение в резонансната верига, но в същото време много ниска консумация от мрежата
В резонансен усилвател на ток с мощност, натоварен силов трансформатор въвежда разстройка в последователната осцилационна верига и намалява нейния качествен фактор.
Компенсацията на резонансната настройка в осцилаторната верига се осъществява чрез въвеждане на обратна връзка с помощта на контролирани магнитни реактори. Във веригата за обратна връзка се извършва анализът и геометричното сумиране на компонентните токове на вторичната намотка и натоварването, формирането и регулирането на управляващия ток.
Веригата за обратна връзка се състои от: част от вторичната намотка на силовия трансформатор, токов трансформатор, токоизправител и реостат за настройка на работната точка, магнитни реактори.
За работа при постоянно (постоянно) натоварване могат да се използват опростени схеми на резонансни усилватели на мощност.
Блоковата схема на опростен резонансен усилвател на ток на мощността е представена по-долу.
Най-простият резонансен усилвател на мощност се състои само от четири елемента.
Целта на елементите е същата като в разгледания по-горе усилвател. Разликата е, че в най-простия резонансен усилвател се извършва ръчна настройка до резонанс за конкретен товар.
1. Свържете силов трансформатор 2 към мрежата и измерете тока, който консумира при даден товар.
2. Измерете активното съпротивление на първичната намотка на силов трансформатор 2.
5. Изберете стойност на индуктивното съпротивление за регулируемия магнитен реактор, равно на приблизително 20% от индуктивното съпротивление на силов трансформатор 2
6. Направете регулируем магнитен реактор, като отводите започват от средата на намотката до края й (колкото повече отводи се правят, толкова по-точна ще бъде настройката на резонанса).
7. Въз основа на условието за равенство на индуктивното и капацитивното съпротивление XL=Xc при резонанс, изчислете стойността на капацитета C, който трябва да бъде свързан последователно със силовия трансформатор и регулируемия магнитен реактор, за да се получи последователна резонансна верига.
8. От условието за резонанс умножете измерения ток, консумиран от силовия трансформатор, по сумата от активните съпротивления на първичната намотка и магнитния реактор и получете приблизителна стойност на напрежението, което трябва да се приложи към последователната резонансна верига.
9. Вземете трансформатор, който осигурява на изхода напрежението, намерено в стъпка 8, и консумирания ток, измерен в стъпка 1 (за периода на настройка на усилвателя е по-удобно да използвате LATR).
10. Захранете резонансната верига от мрежата през трансформатора съгласно точка 9 (последователно свързан кондензатор, първична намотка на заредения силов трансформатор и магнитен реактор).
11. Чрез промяна на индуктивността на магнитния реактор чрез превключване на кранове, регулирайте веригата до резонанс при намалено входно напрежение (за прецизна настройка можете да промените капацитета на кондензатора в малки граници, като свържете малки кондензатори паралелно с главния ).
12. Чрез промяна на входното напрежение задайте стойността на напрежението на първичната намотка на силовия трансформатор на 220 V.
13. Изключете LATR и свържете стационарен понижаващ трансформатор със същото напрежение и ток
Областта на приложение на резонансните усилватели на мощност са стационарни електрически инсталации. За мобилни обекти е препоръчително да се използват трансгенератори на по-високи честоти с последващо преобразуване на променлив ток в постоянен ток.
Методът има свои собствени тънкости, които са по-лесни за разбиране с помощта на метода на механичната аналогия. Нека си представим процеса на зареждане на обикновен кондензатор, без диелектрик, с две пластини и междина между тях. При зареждане на такъв кондензатор неговите плочи се привличат една към друга толкова по-силно, колкото по-голям е зарядът върху тях. Ако плочите на кондензатора имат способността да се движат, разстоянието между тях ще намалее. Това съответства на увеличаване на капацитета на кондензатора, т.к Капацитетът зависи от разстоянието между плочите. По този начин, чрез „използване“ на същия брой електрони, може да се получи повече съхранена енергия, ако капацитетът се увеличи.
Представете си, че водата се излива в 10-литрова кофа. Да приемем, че кофата е гумена и в процеса на пълненето й обемът й се увеличава например с 20%. В резултат на това, като източим водата, ще получим 12 литра вода, въпреки че кофата ще се свие и когато е празна, ще има обем 10 литра. Допълнителни 2 литра по някакъв начин в процеса на „наливане на вода“ бяха „привлечени от околната среда“, така да се каже, „се присъединиха“ към потока.
За кондензатор това означава, че ако с увеличаване на заряда капацитетът се увеличава, тогава енергията се абсорбира от средата и се преобразува в излишък от съхранена потенциална електрическа енергия. Ситуацията за прост плосък кондензатор с въздушен диелектрик е естествена (плочите се привличат), което означава, че можем да конструираме прости механични аналози на вариконди, в които излишната енергия се съхранява под формата на потенциална енергия на еластична компресия на поставена пружина между плочите на кондензатора. Този цикъл може да не е толкова бърз, колкото при електронните устройства с вариконди, но зарядът на големите кондензаторни пластини може да бъде значителен и устройството може да генерира повече мощност, дори при нискочестотни трептения. По време на разреждането плочите отново се разминават до първоначалното разстояние, намалявайки първоначалния капацитет на кондензатора (пружината се освобождава). В този случай трябва да се наблюдава охлаждащ ефект на средата. Формата на зависимостта на диелектричната константа на сегнетоелектрик от силата на приложеното поле е показана на графиката на фиг. 222.
В началния участък на кривата диелектричната константа и следователно капацитетът на кондензатора се увеличава с увеличаване на напрежението и след това намалява. Необходимо е капацитетът да се зарежда само до максималната стойност (горе на графиката), в противен случай ефектът се губи. Работният участък на кривата е отбелязан на графиката на фиг. 210 в сиво, промените на напрежението в цикъла на зареждане-разреждане трябва да се появят в рамките на този участък от кривата. Просто „зареждане-разреждане“, без да се вземе предвид максималната работна точка на кривата на зависимостта на пропускливостта от силата на полето, няма да даде очаквания ефект. Експериментите с „нелинейни“ кондензатори изглеждат обещаващи за изследване, защото в някои материали зависимостта на диелектричната константа на фероелектрика от приложеното напрежение позволява да се получат не 20%, а 50-кратни промени в капацитета
Използването на феритни материали, съгласно подобна концепция, също изисква наличието на подходящи свойства, а именно характерна хистерезисна верига по време на намагнитване и демагнетизиране, фиг. 2.
Почти всички феромагнетици имат тези свойства, така че преобразувателите на топлинна енергия, използващи тази технология, могат да бъдат експериментално изследвани в детайли. Пояснение: “хистерезис” (от гръцки hysteresis - забавяне) е различна реакция на физическото тяло към външно въздействие, в зависимост от това дали това тяло преди това е било подложено на същите въздействия или за първи път се излага на тях. . На графиката Фиг. 223 е показано, че намагнитването започва от нула, достига максимум и след това започва да намалява (горна крива). При нулево външно влияние има „остатъчно намагнитване“, така че когато цикълът се повтаря, консумацията на енергия е по-малка (долна крива). При липса на хистерезис долната и горната крива вървят заедно. Колкото по-голяма е площта на хистерезисната верига, толкова по-голям е излишната енергия на такъв процес. Н. Е. Заев експериментално показа, че специфичната енергийна плътност за такива преобразуватели е приблизително 3 kW на 1 kg феритен материал, при максимално допустимите честоти на циклите на намагнитване и размагнитване.
https://youtu.be/ydEZ_GeFV6Y
Приоритети: Заявка на Н. Е. Заев за откритието „Охлаждане на някои кондензирани диелектрици чрез променящо се електрическо поле с генериране на енергия” № 32-ОТ-10159; 14 ноември 1979 г. http://torsion.3bb.ru/viewtopic.php?id=64, заявка за изобретението „Метод за преобразуване на топлинната енергия на диелектриците в електрическа енергия“, № 3601725/07(084905), 4 юни , 1983, и “Метод за преобразуване на феритна топлинна енергия в електрическа енергия,” № 3601726/25 (084904). Методът е патентован, патент RU2227947, 11 септември 2002 г.
Необходимо е да се гарантира, че желязото на трансформатора започва да ръмжи добре, т.е. възниква ферорезонанс. Не индукционният ефект между кондензатора и бобината, а така че желязото между тях да работи добре. Желязото трябва да работи и да изпомпва енергия, самият електрически резонанс не изпомпва, а желязото е стратегическо устройство в това устройство.
Комбинираният резонанс се дължи на взаимодействието между спиновия магнитен момент на електрона и полето E (виж Спин-орбитално взаимодействие). Комбинираният резонанс е предсказан за първи път за лентови носители на заряд в кристали, за които той може да надвишава интензитета на ESR със 7 - 8 порядъка на референтната величина
Схемата на електрическото свързване е представена по-долу.
Работата на този трансформатор е свързана с конвенционална електрическа мрежа. Засега няма да правя самозахранване, но може да се направи, трябва да направите същия силов трансформатор, един токов трансформатор и един магнитен реактор около него. Свържете всичко това заедно и ще има самозахранване.. Друг вариант за самозахранване е да навиете 12-волтова подвижна вторична намотка Tr2 на втория трансформатор, след което да използвате компютърен UPS, който ще прехвърли 220 волта към входа
Най-важното сега е, че има просто мрежа, която се подава към веригата, и аз просто увеличавам енергията поради резонанс и захранвам отоплителния котел в къщата. Това е индукционен котел, наречен VIN. Мощност на котела 5 kW. Този котел работи цяла година с моя смарт трансформатор. Плащам за мрежата като за 200 вата.
Трансформаторът може да бъде всичко (тороидално или U-образно ядро). Просто трябва да изолирате добре плочите на трансформатора и да ги боядисате, така че да има възможно най-малко токове на Фуко в него, т.е. така че ядрото изобщо да не се нагрява по време на работа.
Просто резонансът дава реактивна енергия и чрез прехвърляне на реактивна енергия във всеки елемент на потребление става активен. В същото време измервателният уред към трансформатора почти не се върти.
За търсене на резонанс използвам съветско устройство E7-15. С него мога лесно да постигна резонанс във всеки трансформатор.
И така, платих 450 рубли за суровия зимен месец.
От 1 1 kW трансформатор с тороидална сърцевина имам 28 ампера и 150 волта във вторичната. Но обратната връзка е необходима чрез токов трансформатор. Навиване на намотките: Направете рамка. Когато първичната е навита по целия периметър на два слоя (с проводник с диаметър 2,2 мм, като се вземат предвид 0,9 навивки на 1 волт, т.е. при 220 волта в първичната намотка се получава 0,9 навивки/V x 220 V = 200 оборота ), след това сложих магнитния екран (направен от мед или месинг), когато навих вторичния (с проводник с диаметър 3 mm, като се вземат предвид 0,9 оборота на 1 волт), тогава поставих отново магнитен екран. На вторичната намотка на 1-вия транс, започвайки от средата, т.е. със 75 волта, направих много щифтове за цикъл (около 60-80 броя, колкото можете повече, около 2 волта на щифт). На цялата вторична намотка на първия трансформатор трябва да получите 150 - 170 волта. За 1 kW избрах капацитет на кондензатора от 285 µF (типа стартови кондензатори, използвани за електрическия мотор на фигурата по-долу), т.е. два кондензатора. Ако използвам трансформатор от 5kW, тогава ще използвам 3 от тези кондензатори (неполярни за 100uF 450V AC). Проявата на неполярност в такъв контейнер е незначителна; колкото по-малък е диаметърът и колкото по-къс е бурканът, толкова по-добра е неполярността. По-добре е да изберете по-къси кондензатори, повече количество, но по-малък капацитет. Намерих резонанс в средата на клемите на вторичната намотка Т1. В идеалния случай, за резонанс, измерете индуктивното съпротивление и капацитивното съпротивление на веригата; те трябва да са равни. Ще чуете звука на трансформатора, който започва да бръмчи силно. Резонансната синусоида на осцилоскопа трябва да е идеална. Има различни честотни хармоници на резонанс, но при 50 Hz трансформаторът бръмчи два пъти по-силно, отколкото при 150 Hz. За електрически инструменти използвах токови клещи, които измерват честотата. Резонансът във вторичната обвивка на Т1 предизвиква рязко намаляване на тока в първичната му намотка, който е само 120-130 mA. За да избегнем оплаквания от мрежовата компания, инсталираме кондензатор успоредно на първичната намотка на първия трансформатор и довеждаме cos Ф = 1 (според токовите клещи). Проверих напрежението вече на първичната намотка на втория трансформатор. И така, в тази верига (вторична намотка на 1-ви трансформатор -> първична намотка на 2-ри трансформатор) имам ток от 28 ампера. 28A x 200V = 5,6 kW. Отстранявам тази енергия от вторичната намотка на 2-ри трансформатор (жица с напречно сечение 2,2 мм) и я предавам на товара, т.е. в индукционен електрически котел. При 3 kW диаметърът на проводника на вторичната намотка на втория трансформатор е 3 mm
Ако искате да получите изходна мощност не от 1,5 kW, а 2 kW при натоварване, тогава ядрото на 1-ви и 2-ри трансформатори (вижте изчислението на размерите на мощността на ядрото) трябва да бъде 5 kW
За 2-ри трансформатор (чието ядро също трябва да бъде подредено, всяка плоча боядисана със спрей боя, отстранени неравности, поръсени с талк, така че плочите да не се залепват една за друга), първо трябва да поставите екрана, след това навийте първичния, след това поставете екрана върху първичния на втория трансформатор отново. Все още трябва да има магнитен щит между вторичния и първичния. Ако получим напрежение в резонансната верига от 220 или 300 волта, тогава първичната част на втория трансформатор трябва да бъде изчислена и навита на същите 220 или 300 волта. Ако изчислението е 0,9 оборота на волт, тогава броят на оборотите ще бъде съответно 220 или 300 волта. Близо до електрическия котел (в моя случай това е индукционен котел VIM 1,5 kW), поставям кондензатор, поставям тази верига на потребление в резонанс, след това гледам тока или COS F, така че COS F да е равен на 1. Така, консумацията на енергия намалява и аз разтоварвам веригата, където имам мощност от 5,6 kW, която се върти. Намотах намотките като в обикновен трансформатор - една над друга. Кондензатор 278 uF. Използвам стартерни или превключващи кондензатори, така че да работят добре на променлив ток. Резонансен трансформатор от Александър Андреев дава увеличение от 1 до 20
Ние изчисляваме първичната намотка като обикновен трансформатор. Когато се сглоби, ако токът се появи там в рамките на 1 - 2 ампера, тогава е по-добре да разглобите сърцевината на трансформатора, да видите къде се образуват токовете на Фуко и да сглобите отново сърцевината (може би някъде не са завършили боядисването или стърчи брус , Оставете трансформатора за 1 час в работно състояние, след това усетете с пръсти къде се нагрява или използвайте пирометър, за да измерите в кой ъгъл се нагрява) Първичната намотка трябва да бъде навита така, че да консумира 150 - 200 mA при празен ход.
Верига за обратна връзка от вторичната намотка на трансформатор Т2 към първичната намотка на трансформатор Т1 е необходима за автоматично регулиране на натоварването, така че резонансът да не се счупи. За да направя това, поставих токов трансформатор в товарната верига (първичен 20 оборота, вторичен 60 оборота и направих няколко крана там, след това през резистор, през диоден мост и върху трансформатора в линията, подаваща напрежение към 1-ви трансформатор ( 200 оборота / при 60-70 оборота)
Тази диаграма е във всички древни учебници по електротехника. Работи в плазмотрони, в усилватели на мощност, работи в приемник Gamma V. Работната температура на двата трансформатора е около 80°C. Променливият резистор е керамичен резистор от 120 ома и 150 W; там можете да поставите нихромен училищен реостат с плъзгач. Освен това загрява до 60-80°C, тъй като през него минава добър ток => 4 ампера
Прогноза за производството на резонансен трансформатор за отопление на къща или вила
Трансформатори Tr1 и Tr2 = 5000 рубли всеки, а трансформаторите Tr1 и Tr2 могат да бъдат закупени в магазина. Нарича се медицински трансформатор. Неговата първична намотка вече е изолирана с магнитен екран от вторичната. http://omdk.ru/skachat_prays В краен случай можете да закупите китайски заваръчен трансформатор
Токов трансформатор Tr3 и настройващ трансформатор Tr4 = 500 рубли всеки
Диоден мост D - 50 рубли
Тример резистор R 150 W - 150 рубли
Кондензатори C - 500 рубли
Резонанс в резонанс от Романов https://youtu.be/fsGsfcP7Ags
https:// www.youtube.com/watch?v=snqgHaTaXVw
Цикин Г.С. - Нискочестотни трансформатори Link
Резонансен дросел на Андреев на W-образна сърцевина от трансформатор. Как да превърнете дросел в генератор на електричество.
Александър Андреев казва: Това е принципът на дросел и трансформатор, събрани в едно, но е толкова прост, че никой не се е сетил да го използва. Ако вземем W-образната сърцевина на трифазен трансформатор, тогава функционалната схема на генератора за получаване на допълнителна енергия ще бъде както на фигурата
За да получите повече реактивен ток в резонансната верига, трябва да превърнете трансформатора в дросел, тоест да счупите напълно ядрото на трансформатора (направете въздушна междина).
Всичко, което трябва да направите първо, не е да навиете входната намотка, както обикновено се прави, а изходната намотка, т.е. където се събира енергията.
Навиваме втория резонансен. В този случай диаметърът на жицата трябва да бъде 3 пъти по-дебел от мощността
В третия слой навиваме входната намотка, т.е. мрежовата намотка.
Това е условие за наличие на резонанс между намотките.
За да гарантираме, че няма ток в първичната намотка, превръщаме трансформатора в дросел. Тези. Събираме W-моделите от едната страна и събираме ламелите (плочите) от другата страна. И там поставихме празнина. Разстоянието трябва да бъде според мощността на трансформатора. Ако 1 kW, тогава има 5 A в първичната намотка. Ние правим празнина, така че да има 5A празен ход в първичната намотка без товар. Това трябва да се постигне чрез празнина, която променя индуктивността на намотките. След това, когато правим резонанс, токът пада до „0“ и след това постепенно ще свържете товара и ще погледнете разликата между входящата и изходната мощност и тогава ще получите безплатно. Използвайки 1-фазен трансформатор 30 kW, постигнах съотношение 1:6 (по отношение на мощността 5A на входа и 30A на изхода)
Трябва постепенно да придобивате сила, за да не прескочите бариерата на хакерството. Тези. както в първия случай (с два трансформатора), резонансът съществува до определена мощност на натоварване (по-малко е възможно, но повече не е възможно). Тази бариера трябва да се избере ръчно. Можете да свържете всякакъв товар (реактивен, индуктивен, помпа, прахосмукачка, телевизор, компютър...) Когато мощността е твърде голяма, тогава резонансът изчезва, тогава резонансът спира да работи в режим на изпомпване на енергия.
По дизайн
Взех W-образното ядро от френски инвертор от 1978 г. Но трябва да търсите ядро с минимално съдържание на манган и никел, а силицият трябва да бъде в рамките на 3%. Тогава ще има много безплатни. Авторезонансът ще работи. Трансформаторът може да работи самостоятелно. Преди това имаше такива W-образни плочи, върху които сякаш бяха нарисувани кристали. И сега се появиха меки плочи, те не са крехки, за разлика от старото желязо, но меки и не се чупят. Този вид старо желязо е най-оптималното за трансформатор.
Ако го правите на торус, тогава трябва да разрежете тора на две места, за да направите след това замазка. Изрязаната междина трябва да се шлайфа много добре.
На W-образен трансформатор от 30 kW получих празнина от 6 mm; ако е 1 kW, тогава разликата ще бъде някъде около 0,8-1,2 mm. Картонът не е подходящ за уплътнение. Магнитострикцията ще го изяде. По-добре е да вземете фибростъкло
Първо се навива намотката, която отива към товара, тя и всички останали се навиват на централния прът на W-образния трансформатор. Всички намотки се навиват в една посока
По-добре е да изберете кондензатори за резонансната намотка в магазин за кондензатори. Нищо сложно. Необходимо е да се гарантира, че желязото ръмжи добре, тоест възниква ферорезонанс. Не индукционният ефект между кондензатора и бобината, а така че желязото между тях да работи добре. Желязото трябва да работи и да изпомпва енергия, резонансът сам по себе си не изпомпва, а желязото е стратегическо устройство в това устройство.
Напрежението в моята резонансна намотка беше 400 V. Но колкото повече, толкова по-добре. По отношение на резонанса съпротивлението между индуктивност и капацитет трябва да се поддържа така, че да са равни. Това е точката, където и когато възниква резонанс. Можете също да добавите съпротивление последователно.
50 Hz идва от мрежата, което възбужда резонанс. Има увеличение на реактивната мощност, след което с помощта на празнина на плочата в подвижната намотка преобразуваме реактивната мощност в активна мощност.
В този случай просто щях да опростя веригата и да премина от верига за обратна връзка с 2 трансформатора или 3 трансформатора към верига на дросел. Така че го опростих до опция, която все още работи. Този 30 kW работи, но мога да премахна товара само при 20 kW, защото... всичко друго е за помпане. Ако взема повече енергия от мрежата, тогава тя ще даде повече, но безплатното ще намалее.
Трябва да се спомене още едно неприятно явление, свързано с дроселите - всички дросели, когато работят на честота 50 Hz, създават бръмчене с различна интензивност. Според нивото на произвеждания шум дроселите се разделят на четири класа: с нормални, ниски, много ниски и особено ниски нива на шум (в съответствие с GOST 19680 те се обозначават с буквите N, P, S и A).
Шумът от сърцевината на индуктора се създава от магнитострикцията (промяна във формата) на пластините на сърцевината, когато през тях преминава магнитно поле. Този шум е известен още като шум на празен ход, защото... той е независим от натоварването, приложено към индуктора или трансформатора. Шумът от товара възниква само при трансформаторите, към които е свързан товарът, и се добавя към шума на празен ход (шум от ядрото). Този шум се причинява от електромагнитни сили, свързани с изтичане на магнитно поле. Източникът на този шум са стените на корпуса, магнитните екрани и вибрациите на намотките. Шумът, причинен от сърцевината и намотките, е предимно в честотния диапазон 100-600 Hz.
Магнитострикцията има честота, два пъти по-голяма от честотата на приложеното натоварване: при честота от 50 Hz плочите на ядрото вибрират с честота 100 пъти в секунда. Освен това, колкото по-висока е плътността на магнитния поток, толкова по-висока е честотата на нечетните хармоници. Когато резонансната честота на сърцевината съвпада с честотата на възбуждане, нивото на шума се увеличава още повече
Известно е, че ако през намотката протича голям ток, материалът на сърцевината се насища. Насищането на сърцевината на индуктора може да доведе до увеличени загуби в материала на сърцевината. Когато сърцевината е наситена, нейната магнитна проницаемост намалява, което води до намаляване на индуктивността на намотката.
В нашия случай сърцевината на индуктора е направена с въздушна диелектрична междина по пътя на магнитния поток. Ядрото на въздушната междина позволява:
Избор на индуктор и характеристики на сърцевината. Материалите на магнитната сърцевина се състоят от малки магнитни домени (от порядъка на няколко молекули по размер). Когато няма външно магнитно поле, тези домейни са произволно ориентирани. Когато се появи външно поле, домейните са склонни да се подравнят по неговите полеви линии. В този случай част от енергията на полето се абсорбира. Колкото по-силно е външното поле, толкова повече домейни са напълно подравнени с него. Когато всички домейни са ориентирани по линиите на полето, по-нататъшното увеличаване на магнитната индукция няма да повлияе на характеристиките на материала, т.е. ще се постигне насищане на магнитната верига на индуктора. Тъй като силата на външното магнитно поле започва да намалява, домейните се стремят да се върнат в първоначалното си (хаотично) положение. Въпреки това, някои домейни запазват реда и част от абсорбираната енергия, вместо да се върне във външното поле, се превръща в топлина. Това свойство се нарича хистерезис. Хистерезисните загуби са магнитният еквивалент на диелектричните загуби. И двата вида загуби възникват поради взаимодействието на електроните на материала с външното поле. http:// issh.ru/ content/ impulsnye-istochniki-pitanija/ vybor-drosselja/ kharakteristiki-serdechnika/ 217/
Изчисляването на въздушната междина в дросела не е много точно, защото... Данните на производителите за стоманени магнитни сърцевини са неточни (обикновено +/- 10%). Програмата за моделиране на верига Micro-cap ви позволява доста точно да изчислите всички параметри на индукторите и магнитните параметри на сърцевината http://www.kit-e.ru/ articles/ powerel/ 2009_05_82.php
Влиянието на въздушната междина върху качествения фактор Q на индуктор със стоманена сърцевина. Ако честотата на напрежението, приложено към индуктора, не се променя и с въвеждането на въздушна междина в сърцевината, амплитудата на напрежението се увеличава, така че магнитната индукция да се поддържа непроменена, тогава загубите в сърцевината ще останат същите. Въвеждането на въздушна междина в сърцевината води до увеличаване на магнитното съпротивление на сърцевината обратно пропорционално на m∆ (вижте формула 14-8). Следователно, за да се получи същата магнитна индукция, токът трябва да се увеличи съответно. Качественият фактор Q на индуктора може да се определи от уравнението
За да се получи по-висок коефициент на качество, обикновено се въвежда въздушна междина в сърцевината на индуктора, като по този начин се увеличава токът Im толкова много, че равенството 14-12 е изпълнено. Въвеждането на въздушна междина намалява индуктивността на индуктора, тогава висока стойност на Q обикновено се постига чрез намаляване на индуктивността (връзка)
Отопление от Андреев на резонансен дросел с Ш-образна сърцевина от трансформатор и DRL лампи
Ако използвате DRL лампа, тогава генерираната от нея топлина може да бъде премахната. Схемата за свързване на DRL лампи е проста.
Трансформатор с мощност 3 kW има: три първични намотки, три вторични намотки и една резонансна намотка, както и междина.
Свързах всяка DRL лампа в първичните намотки последователно. След това настроих всяка лампа на резонанс с помощта на кондензатори.
На изхода на трансформатора имам три изходни намотки. Също така свързах лампи последователно към тях и ги настроих в резонанс с помощта на блокове от кондензатори.
След това свързах кондензатори към резонансната намотка и последователно с тези кондензатори успях да свържа още три лампи. Всяка лампа е 400 W.
Работил съм с DRL живачни лампи, а NaD натриевите лампи се запалват трудно. Една живачна лампа започва от около 100 волта.
По-висока честота се генерира от разликата в търсенето в DRL лампата, която симулира мрежова честота от 50 Hz. Получаваме HF модулация, използвайки празнината за търсене на DRL лампата за нискочестотен сигнал при 50 Hz от мрежата.
Че. три DRL лампи, консумиращи енергия, произвеждат енергия за други 6 лампи
Но изборът на резонанса на веригата е едно нещо, но изборът на резонанса на метала на сърцевината е друго. Малко хора са стигнали дотук. Следователно, когато Тесла демонстрира своята резонансна разрушителна инсталация, когато избра честотата за нея, земетресение започна да се разгръща по цялата алея. И тогава Тесла разби устройството си с чук. Това е пример как едно малко устройство може да разруши голяма сграда. В нашия случай трябва да накараме метала на сърцевината да вибрира на резонансна честота, например, когато се удари камбана.
Основата за феромагнитен резонанс от книгата на Уткин „Основи на инженерството на Тесла“
Когато феромагнитен материал се постави в постоянно магнитно поле (например, накланяне на ядро на трансформатор с постоянен магнит), ядрото може да абсорбира външно променливо електромагнитно излъчване в посока, перпендикулярна на посоката на постоянното магнитно поле при честота на прецесия на домейна , което води до феромагнитен резонанс при тази честота. Горната формулировка е най-обща и не отразява всички характеристики на поведението на домейните. За твърдите феромагнетици има феномен на магнитна чувствителност, когато способността на даден материал да бъде магнетизиран или демагнетизиран зависи от външни въздействащи фактори (например ултразвук или електромагнитни високочестотни трептения). Това явление се използва широко при запис в аналогови магнетофони върху магнитен филм и се нарича „високочестотно отклонение“. Магнитната чувствителност нараства рязко. Тоест, по-лесно е да се магнетизира материал при условия на високочестотно отклонение. Това явление може да се разглежда и като вид резонанс и групово поведение на домейни.
Това е основата за усилвателния трансформатор на Tesla.
Въпрос:каква е употребата на феромагнитен прът в устройства за свободна енергия?
Отговор:феромагнитен прът може да промени намагнитването на своя материал по посока на магнитното поле без необходимост от мощни външни сили.
Въпрос:Вярно ли е, че резонансните честоти на феромагнетиците са в диапазона от десетки гигахерци?
Отговор:да, честотата на феромагнитния резонанс зависи от външното магнитно поле (високо поле = висока честота). Но във феромагнитните материали е възможно да се получи резонанс без използването на външно магнитно поле, това е така нареченият „естествен феромагнитен резонанс“. В този случай магнитното поле се определя от вътрешното намагнитване на пробата. Тук честотата на поглъщане е в широка лента, поради голямата вариация във възможните условия на намагнитване вътре и следователно трябва да използвате широка честотна лента, за да получите феромагнитен резонанс за всички условия. ИСКРА върху искрова междина работи ДОБРЕ тук.
Обикновен трансформатор. Без сложни намотки (бифиларни, броячи...) Обикновени намотки, с изключение на едно нещо - никакво влияние на вторичната верига върху първичната. Това е готов генератор на безплатна енергия. Токът, който отиде да насити сърцевината, също беше получен във вторичната верига, т.е. с увеличение 5 пъти. Принципът на работа на трансформатора като генератор на свободна енергия: подаване на ток към първичната, за да се насити сърцевината в нейния нелинеен режим и подаване на ток към товара през втората четвърт от периода, без да се влияе върху първичната верига на трансформатора. В обикновен трансформатор това е линеен процес, т.е. получаваме ток в първичната верига чрез промяна на индуктивността във вторичната чрез свързване на товара. Този трансформатор няма това, т.е. без товар получаваме ток за насищане на сърцевината. Ако подадохме ток от 1 A, тогава ще го получим на изхода, но само с коефициента на трансформация, от който се нуждаем. Всичко зависи от размера на прозореца на трансформатора. Навива вторичната на 300 V или 1000 V. На изхода ще получите напрежение с тока, който сте подали за насищане на сърцевината. През първата четвърт от периода нашата сърцевина получава ток на насищане; през втората четвърт от периода този ток се поема от товара през вторичната намотка на трансформатора.
Честота в района на 5000 Hz при тази честота сърцевината е близо до своя резонанс и първичната престава да вижда вторичната. Във видеото показвам как затварям вторичното захранване, но не настъпват промени в първичното захранване. По-добре е да проведете този експеримент, като използвате синус, а не меандър. Вторичната обмотка може да бъде навита на поне 1000 волта, токът във вторичната ще бъде максимумът на тока, протичащ в първичната. Тези. ако има 1 A в първичната, тогава във вторичната можете също да изтръгнете 1 A ток с коефициент на трансформация, например 5. След това се опитвам да направя резонанс в последователната осцилаторна верига и да я задвижа до честотата на ядрото. Ще получите резонанс в резонанса, както показа Shark0083
Превключващ метод за възбуждане на параметричен резонанс на електрически трептения и устройство за осъществяването му.
Устройството на схемата се отнася за автономно захранване и може да се използва в промишлеността, битовата техника и транспорта. Техническият резултат е опростяване и намаляване на производствените разходи.
Всички източници на енергия по своята същност са преобразуватели на различни видове енергия (механична, химическа, електромагнитна, ядрена, топлинна, светлинна) в електрическа енергия и прилагат само тези скъпи методи за получаване на електрическа енергия.
Тази електрическа верига позволява създаването, въз основа на параметричния резонанс на електрическите трептения, на автономен източник на енергия (генератор), който не е сложен по дизайн и не е скъп по цена. Под автономност разбираме пълната независимост на този източник от влиянието на външни сили или привличането на други видове енергия. Параметричният резонанс се разбира като феномен на непрекъснато увеличаване на амплитудите на електрическите трептения в колебателна верига с периодични промени в един от нейните параметри (индуктивност или капацитет). Тези трептения възникват без участието на външна електродвижеща сила.
Резонансен трансформатор Степанова А.А. е вид резонансен усилвател на мощност. Работата на резонансния усилвател се състои от:
1) усилване във висококачествена осцилаторна верига (резонатор) с помощта на Q параметър (коефициент на качество на осцилаторната верига), енергия, получена от външен източник (220 V мрежа или генератор на помпа);
2) премахване на усилената мощност от изпомпвания колебателен кръг към товара, така че токът в товара да не влияе (в идеалния случай) или да влияе слабо (в действителност) на тока в колебателния кръг (тесла демон ефект).
Неспазването на една от тези точки няма да ви позволи да „премахнете SE от резонансната верига“. Ако изпълнението на точка 1 не създава особени проблеми, тогава изпълнението на точка 2 е технически трудна задача.
Има техники за отслабване на влиянието на товара върху тока в резонансна осцилаторна верига:
1) използването на феромагнитен щит между първичната и вторичната обмотка на трансформатора, както в патент на Tesla № US433702;
2) използване на бифилярна намотка на Cooper. Индуктивните бифилари на Тесла често се бъркат с неиндуктивните бифилари на Купър, където токът в 2 съседни завъртания тече в различни посоки (и които всъщност са статични усилватели на мощност и пораждат редица аномалии, включително антигравитационни ефекти) Видеовръзка В случай на еднопосочна магнитна индукция, свързването на товар към вторичната намотка не влияе върху консумацията на ток на първичната намотка.
Трансформаторът, модифициран за решаване на този проблем, е показан на фиг. 1 с различни видове магнитни ядра: а - прът, б - брониран, в - върху феритни чаши. Всички проводници на първичната намотка 1 са разположени само от външната страна на магнитната верига 2. Неговата секция вътре във вторичната намотка 3 винаги е затворена от обгръщаща магнитна верига.
В нормален режим, когато се прилага променливо напрежение към първичната намотка 1, цялата магнитна верига 2 се намагнетизира по своята ос. Приблизително половината от магнитния поток преминава през вторичната намотка 3, причинявайки изходно напрежение върху нея. Когато се включи отново, към намотка 3 се прилага променливо напрежение. Вътре в него възниква магнитно поле, което е затворено от обгръщащия клон на магнитната верига 2. В резултат на това промяната в общия поток на магнитна индукция през намотка 1, обхващащ цялата магнитна верига, се определя само от слабо разсейване извън нейните граници.
5) използването на „фероконцентратори“ - магнитни ядра с променливо напречно сечение, при които магнитният поток, създаден от първичния, при преминаване през магнитното ядро, се стеснява (концентрира), преди да премине вътре във вторичния;
6) много други технически решения, например патентът на А. А. Степанов (№ 2418333) или техниките, описани от Уткин в „Основи на Teslatechnics“. Можете също така да разгледате описанието на трансформатора от Е. М. Ефимов (http:// www.sciteclibrary.ru/ rus/ catalog/ pages/ 11197.html, http:// www.sciteclibrary.ru/ rus/ catalog/ pages/ 11518. html), статия на A.Yu. Dalechina "Реактивен енергиен трансформатор" или "Резонансен усилвател на мощност на промишлен честотен ток" Gromova N.N.
7) Еднопосочен видео трансформатор
Тези изобретения се свеждат до решаването на един проблем - „да се гарантира, че енергията е напълно прехвърлена от първичната към вторичната и изобщо не се прехвърля обратно“ - за да се осигури режим на еднопосочен поток на енергия.
Решаването на този проблем е ключът към изграждането на резонансни трансформатори over-unity CE.
Очевидно Степанов е измислил друг начин за премахване на енергия от резонансна осцилаторна верига - този път използвайки онази много странна верига, състояща се от токов трансформатор и диоди. .
Осцилаторната верига в режим на токов резонанс е усилвател на мощност.
Големите токове, циркулиращи във веригата, възникват поради мощен токов импулс от генератора в момента на включване, когато кондензаторът се зарежда. При значително потребление на мощност от веригата, тези токове се „консумират“ и генераторът отново трябва да достави значителен ток за презареждане
Осцилиращ кръг с нисък качествен фактор и малка индуктивна намотка се „изпомпва“ с енергия твърде слабо (съхранява малко енергия), което намалява ефективността на системата. Освен това бобина с ниска индуктивност и при ниски честоти има ниско индуктивно съпротивление, което може да доведе до „късо съединение“ на генератора през бобината и да повреди генератора.
Качественият фактор на осцилаторна верига е пропорционален на L/C; осцилаторна верига с нисък качествен фактор не „съхранява“ добре енергия. За да се увеличи коефициентът на качество на осцилаторната верига, се използват няколко начина:
Увеличаване на работната честота:От формулите става ясно, че изходната мощност е право пропорционална на честотата на трептене във веригата (броя на импулсите в секунда).Ако честотата на импулса се удвои, изходната мощност се удвоява
Ако е възможно, увеличете L и намалете C. Ако е невъзможно да увеличите L чрез увеличаване на завъртанията на намотката или увеличаване на дължината на жицата, използвайте феромагнитни сърцевини или феромагнитни вложки в намотката; бобината е покрита с плочи от феромагнитен материал и др.
Помислете за синхронизиращите характеристики на серия LC верига. При резонанс токът изостава от напрежението с 90°. С токовия трансформатор използвам токовия компонент, така че не правя промени във веригата, дори когато токовият трансформатор е напълно натоварен. Когато товарът се промени, индуктивностите се компенсират (не можах да намеря друга дума) и веригата се настройва, предотвратявайки напускането на резонансната честота.
Например, намотка във въздуха с 6 навивки на 6 mm2 медна тръба, диаметър на рамката 100 mm и капацитет 3 микрофарада има резонансна честота приблизително 60 kHz. На тази верига е възможно да се ускори до 20 kW на реагента. Съответно токовият трансформатор трябва да има обща мощност най-малко 20 kW. Може да се използва всичко. Пръстенът е добър, но при такива мощности има по-голяма вероятност ядрото да премине в насищане, така че необходимо е да се въведе празнина в сърцевината, а това е най-лесно с ферити от TVS. При тази честота едно ядро може да разсее около 500 W, което означава, че са необходими 20 000\500 поне 40 ядра.
Важно условие е да се създаде резонанс в последователната LC верига. Процесите при такъв резонанс са добре описани. Важен елемент е токовият трансформатор. Неговата индуктивност трябва да бъде не повече от 1/10 от индуктивността на веригата. Ако е повече, резонансът ще се наруши. Трябва също да вземете предвид коефициентите на трансформация на съгласуващите и токовите трансформатори. Първият се изчислява въз основа на импедансите (импедансите) на генератора и трептящата верига. Второто зависи от напрежението, развито във веригата. В предишния пример, напрежение от 300 волта, развито в 6-оборотна верига. Оказва се 50 волта на оборот. Токовият транс използва 0,5 оборота, което означава, че неговият първичен ще има 25 волта, следователно вторичният трябва да съдържа 10 оборота, за да се постигне напрежение от 250 волта на изхода.
Всичко се изчислява по класически схеми. Няма значение как възбуждате резонансната верига. Важната част е съгласуващ трансформатор, осцилаторна верига и токов трансформатор за събиране на реактивна енергия.
Ако искате да приложите този ефект върху трансформатор на Тесла (наричан по-долу TT). Трябва да знаете и да имате опит в изграждането на RF вериги. В CT при 1/4 вълнов резонанс токът и напрежението също са разделени на 90°. Напрежение отгоре, ток отдолу. Ако направите аналогия с представената схема и CT, ще видите приликата, както изпомпването, така и отстраняването се случва от страната, където се появява текущият компонент. Устройството на Смит работи по подобен начин. Затова не препоръчвам да започвате с TT или Smith, ако нямате опит. И това устройство може да се сглоби буквално на колене, само с един тестер. Както lazj правилно отбеляза в една от публикациите, „Капанадзе видя осцилоскоп зад ъгъла.“
Така се модулира носещата. И това решение е, че транзисторите могат да работят с еднополюсен ток. Ако не са изправени, тогава ще премине само една полувълна.
Необходима е модулация, така че по-късно да не се притеснявате за преобразуване към 50 Hz стандарт.
За да получите 50 Hz синусоидален изход. Без него тогава ще може да се захранва само активния товар (крушки с нажежаема жичка, нагреватели...). Двигател или трансформатор на 50 Hz няма да работи без такава модулация.
Маркирах главния осцилатор с правоъгълник. Той стабилно произвежда честотата, на която LC веригата резонира. Пулсираща промяна на напрежението (синус) се подава само към изходните ключове. Това не нарушава резонанса на осцилаторната верига; във всеки момент във веригата се върти повече или по-малко енергия, в синхрон със синусоидата. Все едно, ако бутнете люлка, с повече или по-малко сила, резонансът на люлката не се променя, променя се само енергията.
Резонансът може да бъде нарушен само чрез директно натоварване, защото параметрите на веригата се променят. В тази схема натоварването не влияе на параметрите на веригата, в нея се извършва автоматична настройка. При натоварване на токов трансформатор, от една страна, се променят параметрите на веригата, а от друга страна, се променя магнитната проницаемост на ядрото на трансформатора, намалявайки неговата индуктивност. Така за резонансната верига товарът е „невидим“. И резонансната верига извършваше свободни трептения и продължава да ги прави. Чрез промяна на захранващото напрежение на клавишите (модулация) се променя само амплитудата на свободните трептения и това е всичко. Ако имате осцилоскоп и генератор, направете експеримент; приложете резонансната честота на веригата от генератора към веригата, след което променете амплитудата на входния сигнал. И ще видите, че няма разбивка.
Да, съвпадащият трансформатор и токовият трансформатор са изградени върху ферити, резонансната верига е въздушна. Колкото повече обороти има, толкова по-висок е качественият фактор, от една страна. От друга страна, съпротивлението е по-високо, което намалява крайната мощност, тъй като основната мощност се изразходва за отопление на веригата. Затова трябва да се търси компромис. По отношение на качествения фактор. Дори при качествен фактор 10 при 100 W входна мощност, 1000 W ще бъде реагент. От тях 900 W могат да бъдат премахнати. Това е при идеални условия. Реално 0,6-0,7 от реагента.
Но това са незначителни неща в сравнение с факта, че не е нужно да заравяте радиатора в земята и да се притеснявате за заземяването! Иначе Капанадзе дори трябваше да се изръси за заземително устройство на острова! Но се оказва, че изобщо не е нада! Реактивна енергия е налице дори без работещо заземяване. Това е неоспоримо. Но с подвижен токов трансформатор ще трябва да човъркате... Не е толкова просто. Има обратно влияние. Степанов някак си реши това, в патента му има нарисувани диоди за тази цел. Въпреки че всеки тълкува наличието на диоди на Степанов по свой начин.
Степанов в Санкт Петербург захрани машините по следната схема. Схемата му беше проста, но малко разбираема
Трансформатор с късо съединение генерира мощно променливо магнитно поле. Взимаме феромагнитен прът с възможно най-голяма пропускливост, за предпочитане трансформаторно желязо, пермалой и др. За по-ярко проявление на ефекта му навиваме първична с избрано активно максимално съпротивление, за да не се нагрява много при захранване от генератор в режим на пълно КЪСО СЪЕДИНЕНИЕ. След навиване на първичната, ние правим вторичната както обикновено, по цялата повърхност на първичната, само плътно затворена.
Можете да направите затворена намотка във формата на тръба с дължина колкото първичната. Когато трансформаторът е включен, такъв трансформатор с късо съединение генерира мощно променливо магнитно поле. В същото време, колкото и допълнителни ядра със затворени намотки да поставим в краищата, консумацията на трансформатора не се увеличава. Но от всяко прикрепено ядро с намотка имаме силен ЕМП. По-добре е да използвате вторичната обмотка на главния трансформатор при максимално натоварване; колкото по-голямо е натоварването, толкова по-голямо е полето; колкото по-голямо е полето, толкова по-голяма е ЕМП на допълнителната сърцевина.
СКРИТИ ПОДРОБНОСТИ ЗА РАБОТАТА НА ТРАНСФОРМАТОР С КЪС НАВОР.
Вторичната намотка изобщо не индуцира магнитно поле. При него тока е като че ли вторичен и играе ролята на СМАЗКА на тока в първичната. Колкото по-добро е смазването, толкова по-голям е токът в първичната, но максималният ток се опира на активното съпротивление на първичната. Оттук се оказва, че магнитното поле на MF може да бъде взето от късо съединен трансформатор за късо съединение за по-нататъшното му усилване - MF умножение - MF дублиране с феромагнетици.
Когато поставите странична допълнителна сърцевина към основната сърцевина с измерената намотка, индуктивността се увеличава; когато поставите допълнителна сърцевина с намотка на късо съединение, индуктивността пада. Освен това, ако индуктивността на основното ядро няма къде да падне (близо до активното съпротивление), тогава въвеждането на допълнително ядро с намотка на късо съединение по никакъв начин не влияе на тока в първичната, но полето е там!
Трансформатор с късо съединение.Опит
Следователно има ток в допълнителната намотка. По този начин магнитната енергия се изтегля и част от нея се преобразува в ток. Всичко това е много приблизително, т.е. Първо попадаме на загубите на К.З. в трансформатора и да спрем там, като не обръщаме внимание на увеличеното магнитно поле според тока в първичната, а полето е това, което ни трябва.
Обяснение. Вземаме обикновен пръчков електромагнит, захранваме го със зададеното му напрежение, виждаме плавно увеличаване на тока и магнитното поле, в крайна сметка токът е постоянен и магнитното поле също. Сега обграждаме първичния елемент със солиден проводящ екран, свързваме го отново, виждаме увеличение на тока и магнитното поле до същите стойности, само 10-100 пъти по-бързо. Можете да си представите колко пъти може да се увеличи честотата на управление на такъв магнит. Можете също така да сравните стръмността на фронта на магнитното поле в тези опции и в същото време да изчислите изразходваната енергия на източника, за да постигнете граничната стойност на магнитното поле. Така че мисля, че трябва да забравим за магнитното поле по време на късо съединение. Всъщност няма вторичен екран. Токът във вторичната е чисто компенсатор, пасивен процес. Ключовият момент в транс генератора е трансформацията на тока в магнитно поле, усилено многократно от свойствата на сърцевината.
За отопление се използва и трансформатор с късо съединение. Всеки знае за импулса на обратната индукция: ако изключим добра индуктивност от източника, ще получим скок на напрежението и съответно тока. Какво казва ядрото на това - ама нищо! Магнитното поле все още бързо намалява и би било необходимо да се въведе концепцията за активен и пасивен ток. Пасивният ток не формира собствено магнитно поле, освен ако, разбира се, токовите линии не са начертани спрямо магнитното поле на сърцевината. В противен случай щяхме да имаме \вечен електромагнит\. Да вземем конструкцията, \както е описана от свидетеля на дизайна на МЕЛНИЧЕНКО\. Има прът, а на пръта в краищата има два първични пръстена, върху тях има алуминиеви пръстени (затворени напълно или дори с резерв, покриващ намотката) - компенсатори, така да се каже. Подвижна намотка в средата. Остава да проверим: дали пръчката е твърда или е съставена от три части, под първичната и под подвижната намотка? Страничните първични елементи със затворени екрани ще бъдат генератори на магнитно поле, а централната част на сърцевината или отделна сърцевина генерира собствено магнитно поле, което се преобразува в ток от подвижна намотка. Две намотки в краищата - очевидно за създаване на по-равномерно поле в централната част. Можете да го направите по следния начин: Две намотки в краищата са подвижни, а в средата има екранирана генераторна намотка.Опитът ще покаже кой от тези дизайни е по-добър. Без екрани с високо съпротивление, без кондензатори. Токът в екрана е обратен на тока в първичната и същевременно компенсатор срещу промени в полето в генераторните пръти (от товара в подвижните). Да, подвижната намотка е обикновена индуктивна. TRANS_GENERATOR не е вечен двигател, той разпределя енергията на околната среда, но я събира много ефективно с помощта на поле и я извежда под формата на ток - токът пренася всичко обратно в космоса, в резултат на което ние никога не разстройваме баланс на енергиите в затворен обем, а пространството е специално проектирано по този начин, за да изглади всичко и да го разпредели равномерно. Най-простият дизайн: прът-първичен-екран-вторичен _ колкото искате. Токовете в екрана са пасивни, не искам да ги премахвам. Стандартните трансформатори ще работят по същия начин, премахване на вторичната, инсталиране на екран, отново вторична, но по-голяма, докато прозорецът на магнитната верига се запълни. Получаваме трансформатора KULDOSHIN. Но ако прозорецът е малък, може дори да не успеете да оправдаете всички разходи. ЧЕСТОТАТА също трябва да бъде избрана експериментално за максимална ефективност. Ефективността до голяма степен зависи от честотата. Нека увеличим честотата и поддържаме красиво съотношение волтове на оборот. Можете да увеличите работния цикъл. Ако генератора провисва, защо провисва - няма ток. Необходимо е да се изчисли мощността на генератора.
за да не се потите, включете го в контакт. Напрежението се държи добре там. Загуби разбира се, изчислете силата на тока на първичната, за да не се губи енергия. Тоест, така че сърцевината да е наситена при максимален ток. А вторични можеш да си навиваш колкото искаш от алчност. Токът не се увеличава в първичната. Токов импулс преминава през първичната. То обаче не е индуктивно, тоест полето се създава бързо. И има поле - има ЕМП. И тъй като няма индуктивност, безопасно увеличаваме честотата 10 пъти.
ЕКРАНЪТ прави трансформатора почти напълно неиндуктивен, това е ЦЯЛАТА СОЛ.
Ефектът е открит върху пръчков електромагнит. Захранваше се от различни източници. Дори импулси от климатиците. Магнитното поле се увеличава моментално. Тези. Необходимо е да се събере възможно най-много енергия от вторичната намотка.
В трансформатор с екран за късо съединение практически няма индуктивна намотка. Полето от сърцевината свободно прониква през всякаква дебелина на вторичната подвижна намотка.
Практически премахнете първичния и щита от конструкцията на трансформатора....
Това може да се направи, тъй като никакви манипулации с вторичната по отношение на натоварването нямат ефект върху екрана и първичната. Ще получите пръчка, от която се генерира променливо магнитно поле, което не може да бъде спряно по никакъв начин. Можете да навиете сноп вторична дебела жица и ще има ток в цялата маса на проводника. Част от него ще отиде за възстановяване на енергията на източника, а останалата част е ваша. Само опитът ще ви покаже, че полето, създадено от първичната и пръта, не може да бъде спряно от никакъв екран, но дори и да поставите всичко в проводящ цилиндър заедно с източника и генератора, полето спокойно ще излезе и ще индуцира токове в намотките в горната част на цилиндрите.
ЕКРАНЪТ ДАВА ПРЕДИМСТВО, ЧЕ НАМАЛЯВА ИНДУКТИВНОСТТА НА ВСИЧКИ НАМОТКИ ДО НИКАКВА И ДАВА ВЪЗМОЖНОСТ ЗА РАБОТА НА ВИСОКА ЧЕСТОТА С ЕДНАКВА АМПЛИТУДА НА ПОЛЕТО. А ЕМП ЗАВИСИ ОТ СКОРОСТТА НА ПРОМЯНА И СИЛАТА НА ПРОМЕНЯЩОТО се МАГНИТНО ПОЛЕ.
Докато няма екран, нито един трансформатор никога няма да принуди феромагнит да се откаже от енергията си по проста причина: първичният отдава енергия, но когато първичният вече не може да отдава повече от нормата си, само тогава вътрешният енергията на феромагнетика започва да се изпомпва.
Екранът е нулевата точка. Няма екран - никога няма да преминете тази точка. Във вторична обвивка с всякакъв обем всички електрони просто се носят, сякаш с потока на магнитното поле. Те плават пасивно, не изпреварват полетата и никъде няма индуктивност. Този ток се нарича студено течение. Сърцевината ще се охлади, ако се вземе повече енергия от вторичната, отколкото осигурява първичната, и енергията на всичко, което е по-близо до сърцевината, също ще бъде взета: проводници, въздух.
Вторичният може да бъде с всякакъв обем. ЩЕ ИМА ТОК НАВСЯКЪДЕ!
Соколовски трансформатор ME-8_2 Използване на обратно ЕМП в трансформатор с обрат на късо съединение https://youtu.be/HH8VvFeu2lQ Обратно ЕМП на индуктор от Сергей Дейна https://youtu.be/i4wfoZMWcLw
Употреба: разработване на високочестотни импулсни захранвания. Същността на изобретението: източникът на захранване съдържа ключов транзисторен преобразувател на напрежение 1, направен под формата на полумостова верига на транзистори 4.5 и кондензатори 6.7, и блок за управление на честотата 25, направен под формата на последователно свързан възел 26 за преобразуване на напрежението в съпротивление и възел 27 за преобразуване на съпротивление в честота Изходната верига на преобразувателя 1 включва резонансна верига, съставена от индуктор 8 и кондензатори 9, 10. Стабилизиране на промените в работната честота на преобразувателя 1 в зависимост от промените в изходното напрежение. Образуването на специална форма на базовия ток на транзистори 4, 5 с помощта на блок 25 и вериги, направени върху елементи 15-22, намалява загубите както при включване на тока, така и при изключване на транзистори 4, 5. f-ly, 3 ил.
Изобретението се отнася до електротехниката и може да се използва при разработването на висококачествени импулсни захранвания. Известен стабилизатор на импулсно напрежение съдържа двутактен полумостов преобразувател на напрежение, входът е свързан към входните клеми, а изходът е свързан чрез токоизправител и филтър към изходните клеми, широчинно-импулсен модулатор, изходите на които са свързани към управляващите входове на двутактния полумостов преобразувател на напрежение, генератор на правоъгълна вълна, драйвер на трионно напрежение, източник на еталонно напрежение и два транзистора (1). Известното устройство решава техническия проблем за повишаване на ефективността чрез използване на променливи напрежения за сравнение в широчинно-импулсния модулатор: правоъгълно еталонно и зъбно, пропорционално на входното напрежение. Получаването на такива напрежения и сравняването им изисква по-малко енергийни разходи. А използването на тока на източника на референтно напрежение за едновременно управление на транзисторите на полумостов преобразувател на напрежение, заедно с използването на пасивна ШИМ, допълнително повишава ефективността. Захранванията с ШИМ са широко разпространени в наши дни. Те обаче се характеризират с твърде високи загуби, тъй като принадлежат към така наречените вериги с твърдо превключване. При твърдо превключване, включеният транзисторен превключвател се изключва в момента, когато през него протича ток, а изключеният транзисторен превключвател се включва, когато има напрежение върху него, и следователно, колкото по-често този ключ се включва и изключва толкова по-големи са загубите. В този случай времето за превключване на транзистора (продължителност на включване или изключване) трябва да бъде възможно най-кратко. По този начин недостатъкът на известното устройство е високите загуби, т.е. ниска ефективност. В идеалния случай, за да бъдат загубите минимални, транзисторният ключ трябва да се изключи, когато токът през него е нула (нулево превключване на тока) и да се включи, когато напрежението върху него е нула (нулево превключване на напрежението). В момента най-доброто решение за високочестотни импулсни захранвания е използването на резонансни вериги. За разлика от захранващите устройства с PWM, резонансните вериги „омекчават“ режима на превключване и по този начин помагат за намаляване на загубите при превключване. В резултат на това резонансните захранвания осигуряват по-висока ефективност при същата работна честота. Известен резонансен източник на захранване, съдържащ ключов транзисторен преобразувател на напрежение, входни връзки с входни клеми и направен под формата на полумостова верига, в изходната верига на която е включена резонансна верига, състояща се от последователна верига, свързана паралелно на индукторът и първият кондензатор и вторият кондензатор, и успоредно на първия кондензатор е включена първичната намотка на изходния трансформатор, чиято вторична намотка е свързана към изходните клеми чрез токоизправител и филтър, и блокът за управление на честотата , чиито изходи са свързани към управляващите входове на ключовия транзисторен преобразувател на напрежение, захранващите клеми на чиито транзистори са шунтирани от блокиращи диоди (2). Известният източник на енергия е аналог, който е най-близък до предложеното изобретение по отношение на съвкупността от съществени признаци. Въпреки това, известният източник на енергия също има значителни загуби при превключване, поради факта, че блокът за управление на честотата произвежда правоъгълни трептения и следователно управляващият ток на преобразувателния транзистор също има правоъгълна форма. Техническата цел на това изобретение е да се намалят загубите при превключване на транзистори на преобразувател на напрежение на ключов транзистор и да се намали мощността, консумирана от блока за управление на честотата. Техническият резултат, който може да бъде получен чрез използването на изобретението, е да се увеличи ефективността на резонансното захранване. Посоченият технически проблем се постига чрез факта, че в резонансно захранване, съдържащо ключов транзистор, преобразувател на напрежение, входни връзки с изходни клеми и изпълнено под формата на полумостова верига, в изходната верига на която има резонансна верига е включена, състояща се от последователна верига, свързана паралелно на индуктора и първия кондензатор и втория кондензатор, и успоредно с първия кондензатор е свързана първичната намотка на изходния трансформатор, чиято вторична намотка е свързана към изхода клеми през токоизправител и филтър и блок за управление на честотата, чиито изходи са свързани към управляващите входове на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, силовите клеми на транзисторите на които са шунтирани от блокиращи диоди, контролът на честотата на блока се извършва под формата на два базови резистора и един диод, свързани последователно и върху допълнителен кондензатор, свързан между общата точка на резисторите и свободния изход на диода, докато управляващите входове на транзисторите през съответните вериги за генериране на базов ток са свързани към съответните контролни входове на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, а възелът, преобразуващ съпротивлението в честота, е направен под формата на парафазен мултивибратор на четири логически инвертора, трети и четвърти кондензатори, допълнителен транзистор и три резистора и логически инвертори са свързани по двойки последователно, съответно първият с втория и третият с четвъртия, третият кондензатор е свързан между изхода на първия и входа на третия логически инвертори, а четвъртият кондензатор е свързан между изхода на третия и изхода на първия логически инвертор, първият резистор е свързан паралелно с изхода на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, свързан чрез втория и третия резистор към изходите съответно на първия и третия логически инвертори, изходите на втория и третия логически инвертори, четвъртите логически инвертори са свързани към първичната намотка на допълнителен трансформатор, две вторични намотки на който се използват като изходи на блока за преобразуване на съпротивление към честота и изходи на честотата контролен блок, чийто вход е входът на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, свързан към изходните щифтове. В допълнение, блокът за преобразуване на напрежение към съпротивление е направен от допълнителен транзистор, чийто изход се използва като изход на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, променлив резистор, използван като вход на напрежение към- блок за преобразуване на съпротивление и четвърти резистор, свързан между входа и изхода на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление съпротивление и регулиращият извод на променливия резистор е свързан към основата на допълнителния транзистор. Логическите инвертори могат да бъдат направени с помощта на 2I-NOT елементи. За да се осигури стартирането на преобразувателя на напрежение, допълнителният трансформатор е оборудван със стартова намотка, свързана към изходната верига на ключовия транзисторен преобразувател на напрежение последователно с резонансната верига. Изобретението е илюстрирано с чертежи, където на фиг. 1 показва схема на резонансно захранване; Фиг. 2 форма на базовия ток на транзисторите на ключовия транзисторен преобразувател на напрежение, на фиг. 3 неговата характеристика на регулиране. Резонансното захранване (фиг. 1) съдържа ключов транзисторен преобразувател на напрежение 1, свързан чрез вход към изходните клеми 2, 3 и направен под формата на полумостова верига на транзистори 4, 5 и кондензатори 6, 7, в изходната верига, на която е включена резонансна верига, състояща се от свързани паралелно на серийната верига на индуктора 8 и първия кондензатор 9 и втория кондензатор 10, изходния трансформатор 11, първичната намотка, която е свързана паралелно към кондензаторът 9 и вторичната намотка през токоизправителя 12 и филтъра 13 са свързани към изхода на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, свързан към изходните клеми, към които е свързан товарът 14, вериги за генериране на базов ток, направени под формата на серия -свързани базови резистори 15 и 16, 17, 18 и диоди 19 и 20, и на допълнителни кондензатори 21 и 22, свързани между общата точка на резистори 15, 16 и 17, 18 и свободните изводи на диоди 19 и 20, съответно, блокиращи диоди 23 и 24, шунтиращи захранващи клеми на транзистори 4 и 5, блок за управление на честотата 25, направен под формата на последователно свързани възли за преобразуване на напрежение в съпротивление 26 и възел за преобразуване на съпротивление в честота 27. Възел 27 преобразува съпротивление в честота съдържа парафазен мултивибратор на четири логически инвертора 28, 29, 30, 31, трети кондензатор 32, четвърти кондензатор 33, допълнителен трансформатор 34 и три резистора 35, 36, 37, а логическите инвертори са свързани по двойки последователно, 28 с 29 и 30 с 31, третият кондензатор 32 е свързан между изхода на логическия инвертор 28 и входа на логическия инвертор 30, четвъртият кондензатор 33 е свързан между изхода на логическия инвертор 30 и входа на логически инвертор 28, първият резистор 35 е свързан паралелно с изхода на възела за преобразуване на напрежение към съпротивление 26, през втория резистор 36 и третия резистор 37, свързани съответно към входовете на логическия инвертор 28 и логическия инвертор 30 , изходите на логическия инвертор 29 и логическия инвертор 31 са свързани към първичната намотка 38 на допълнителен трансформатор 34, чиито вторични намотки 39 и 40 се използват като изходи на възел 27, преобразуващ съпротивление в честота и изходи на блок за управление на честотата 25 . Логическите инвертори 28, 29, 30, 31 могат да бъдат направени например на 2I-NOT елементи. Като вход на блока за управление на честотата 25 се използва входът на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление 26, направен на допълнителен транзистор 41, чийто изход се използва като изход на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление 26, на променлив резистор 42, използван като вход на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление 26, и четвъртия резистор 43, свързан между входа и изхода на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление 26 и регулиращия извод на променливия резистор 42 е свързан към основата на допълнителния транзистор 41. Входът на блока за управление на честотата 25 е свързан към товара 14. За да се осигури стартирането на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, 1 допълнителен трансформатор 34 е оборудван с стартова намотка 44, свързана към изходната верига на ключовия транзисторен преобразувател 1 последователно с резонансната верига. Парафазният мултивибратор се захранва от отделен източник на захранване и от източник на референтно напрежение (елементи 45, 46) чрез прилагане на напрежение към него от изхода на токоизправителя 12 на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор 1 през капацитивен филтър 47. Резистори 48, 49, 50, 51 настройте необходимия режим на работа транзистори 4 и 5. Резонансното захранване работи по следния начин. Когато източникът на захранване е включен, преобразувателят на напрежение на ключовия транзистор 1 се възбужда поради положителната обратна връзка на стартовата намотка 44 на допълнителния трансформатор 34 и започва да генерира нискочестотни импулси. На вторичната намотка на изходния трансформатор 11 се появява напрежение, което чрез токоизправителя 12 захранва микросхемата на логическите инвертори 28.31 на парафазния мултивибратор. Мултивибраторът започва да генерира високочестотни импулси, които влизат през трансформатор 34 върху веригата за генериране на базов ток на транзистори 4 и 5. Благодарение на формирането на базовия ток на транзисторите 4 и 5 на преобразувателя 1, използвайки блока за управление на честотата 25 и вериги за генериране на базов ток (елементи 15.22), се постига намаляване на загубите на транзистори 4 и 5, когато се превключват. В момент t 1 (фиг. 2) транзисторът 4 е включен (включен при нулево напрежение). При такъв рязък скок в базовия ток, загубите при включване на транзистора намаляват. Транзисторът е включен и наситен за време t 1 t 2 . В този случай базовият ток намалява линейно до стойност i b min. при което транзисторът все още е наситен. При стойност i b времето на абсорбция t на транзистора, когато е изключен, ще бъде минимално, което води до намаляване на загубите, когато транзисторът е изключен. През времето t 2 t 3, когато базовият ток приема отрицателни стойности, времето за изключване на транзистора се дължи на допълнително намаляване на t следи. намалява, като по този начин намалява топлинните загуби, когато транзисторът е изключен. По този начин, поради образуването на базовия ток на транзистори 4 и 5 със специална форма (фиг. 2), загубите се намаляват както при включване, така и при изключване на транзисторите на преобразувателя 1. Когато транзистор 4 е включен, токът в индуктора 8 започва постепенно да се увеличава. Този ток е равен на сумата от тока в първичната намотка на трансформатора 11 и тока на зареждане на кондензатора 9. Когато напрежението на кондензатора 9 и първичната намотка на трансформатора 11 е равно на входното напрежение, спадът на напрежението върху индуктор 8 ще стане нула, след което енергията, съхранявана в индуктор 8, започва да зарежда кондензатор 9. След интервал от време, който се задава от собствената резонансна честота на веригата, токът в индуктор 8 и, следователно, в транзистора 4 ще стане нула. Тогава токът през индуктора 8 ще промени посоката си и кондензаторът 9 започва да се разрежда, поддържайки потока на ток през диода 23. В този случай транзисторът 4 се изключва (превключване при нулев ток). Резонансният полупериод на зареждащ кондензатор 10 започва след като транзистор 4 е изключен и завършва преди да се включи транзистор 5. Когато и двата транзистора са изключени, енергията се прехвърля от индуктор 8 към кондензатор 10. Докато кондензатор 10 се зарежда, напрежението на транзистор 4 се увеличава и на транзистор 5 намалява. Когато напрежението на транзистора 5 падне до нула, той се включва без загуба, докато диод 24 гарантира, че енергията, останала в индуктор 8, се връща обратно към входа на резонансния източник на захранване. Следващият полупериод е идентичен с първия и започва, когато се изключи транзистор 5. Сега напрежението на транзистор 5 ще се увеличи, а напрежението на транзистор 4 ще намалее и когато падне до нула, транзистор 4 се включва без загуба. Както при други резонансни захранващи устройства, промяната в работната честота на преобразувателя 1 води до промяна в изходното напрежение и работната честота на преобразувателя 1 е по-висока от неговата резонансна честота, а работната точка на преобразуване се намира на десен наклон на резонансната крива на веригата (фиг. 3) в нейния прав участък. Стабилизирането на изходното напрежение се осъществява чрез подаване на напрежение с отрицателна обратна връзка от товара 14 към блока за управление на честотата 25 и генериране на управляващи импулси в този блок за транзистори 4 и 5 на преобразувателя 17. В блока за управление на честотата 25 напрежението се преобразува в съпротивление с помощта на възел 26 и след това преобразува съпротивлението в честота с помощта на възел 27. Честотната модулация възниква чрез промяна на съпротивлението на резистор 35, шунтиран от транзистор 41. Резистор 35 и кондензатори 32, 33 и резистори 36, 37 изпълняват функцията на времеви елементи на парафазен мултивибратор. Когато изходното напрежение намалява от стойността U 0 до U 2 поради увеличаване на тока на натоварване, честотата на парафазния мултивибратор намалява от стойността f 1 до стойността f 3 (фиг. 3), докато изходното напрежение на преобразувател 1 се увеличава до стойността U 1 и намаляването на изходното напрежение се компенсира източник. По този начин изходното напрежение на резонансното захранване ще остане непроменено. По същия начин изходното напрежение се стабилизира чрез намаляване на тока на натоварване. На резонансната (регулираща) характеристика (фиг. 3) работната точка на преобразуването се измества по линията f 1, f 2, f 3: колкото по-голям е токът в товара, толкова по-близо е работната точка до честотата и обратно обратно, колкото по-нисък е токът в товара, толкова по-близо е работната точка до честотата f 2 . При много големи точки на натоварване или късо съединение в товара, работната точка на преобразуване се измества наляво отвъд резонансната честота f p , намалявайки напрежението до почти нула (точка f 4, фиг. 3). В този случай защитата срещу късо съединение на източника на захранване се осъществява без използването на допълнителни елементи. Предложеният дизайн на блока за управление на честотата, по-специално неговия блок за преобразуване на съпротивление към честота, е много икономичен, т.к. характеризиращ се с ниска консумация на енергия. По този начин това изобретение позволява да се увеличи ефективността на резонансно захранване.
ИСК
1. Резонансно захранване, съдържащо ключов транзисторен преобразувател на напрежение, входът е свързан към входните клеми и е направен под формата на полумостова верига, в изходната верига на която е свързана резонансна верига, състояща се от последователно свързана верига паралелно на индуктора и първия кондензатор и втория кондензатор и успоредно на първия Кондензаторът е свързан към първичната намотка на изходния трансформатор, чиято вторична намотка е свързана чрез токоизправител и филтър към изхода на ключа транзисторен преобразувател на напрежение, свързан към изходните клеми, и блок за управление на честотата, чиито изходи са свързани към управляващите входове на ключовия транзисторен преобразувател на напрежение, захранващите клеми на транзисторите на който са шунтирани от блокиращи диоди, характеризиращ се с това, че блокът за управление на честотата е направен под формата на последователно свързан блок за преобразуване на напрежение към съпротивление и блок за преобразуване на съпротивление към честота; биполярни транзистори се използват като транзистори на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, чиито базови вериги са оборудван с вериги за генериране на базов ток, направени под формата на последователно свързани два базови резистора и диод и на допълнителен кондензатор, свързан между общата точка на базовите резистори и свободните клеми на диода, докато управляващите входове на транзисторите през съответните вериги за генериране на базов ток са свързани към съответните контролни входове на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор, а блокът за преобразуване на съпротивление към честота е направен под формата на парафазен мултивибратор на четири логически инвертора, трети и четвърти кондензатори, на допълнителен трансформатор и три резистора, а логическите инвертори са свързани по двойки последователно, съответно първият с втория и третият с четвъртия, третият кондензатор е свързан между изхода на първия и входа на третия логически инвертори, а четвъртият кондензатор е свързан между изхода на третия и входа на първия логически инвертори, първият резистор е свързан успоредно на изхода на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, през втория и третия резистори свързани към входовете съответно на първия и третия логически инвертори, изходите на втория и четвъртия логически инвертори са свързани към първичната намотка на допълнителния a трансформатор, две вторични намотки на който се използват като изходи на съпротивлението -блок за преобразуване на честота и изходи на блока за управление на честотата, вход, за който се използва входът на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, свързан към изходните клеми. 2. Източник на захранване съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че блокът за преобразуване на напрежение към съпротивление е направен от допълнителен транзистор, чийто изход се използва като изход на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, променлив резистор. използван като вход на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, и четвърти резистор, свързан между входа и изхода на блока за преобразуване на напрежение към съпротивление, а регулиращият извод на променливия резистор е свързан към основата на допълнителен транзистор. 3. Захранване съгласно претенции 1 и 2, характеризиращо се с това, че логическите инвертори са направени на 2I-NOT елемента. 4. Източник на захранване съгласно претенция 1 3, характеризиращ се с това, че допълнителният трансформатор е снабден с начална намотка, свързана към изходната верига на преобразувателя на напрежение на ключовия транзистор последователно с резонансната верига.Полумостово квазирезонансно захранване
За да се подобрят характеристиките на импулсните захранвания, събрани на базата на мостови и полумостови преобразуватели, по-специално, за да се намали вероятността от преминаване на ток и да се увеличи ефективността, авторите предлагат да прехвърлят такива източници в квазирезонансен режим на работа. Описаната статия дава практически пример за такова захранване.
Често, за да се намалят размерите и теглото, захранващите устройства (PS) с мрежов трансформатор се заменят с импулсни преобразуватели на напрежение. Ползата от това е очевидна: по-малко тегло и размери, значително по-ниска консумация на мед за навиване на продукти, висока ефективност на захранването. Импулсните захранващи устройства обаче имат и недостатъци: лоша електромагнитна съвместимост, възможността за преминаване на ток през транзистори в двутактови преобразуватели, необходимостта от въвеждане на вериги за защита от свръхток и трудността при стартиране на капацитивен товар без предприемане на специални мерки за ограничаване на заряден ток.
Нека разгледаме, като използваме примера на полумостов самоосцилиращ преобразувател на напрежение, как до известна степен тези недостатъци могат да бъдат елиминирани или намалени чрез промяна на неговия режим на работа. Нека превключим преобразувателя в квазирезонансен режим на работа, като въведем резонансна верига. Формата на тока през първичната намотка на импулсния трансформатор в този случай е показана на фиг. 1.
На фиг. Фигура 2 показва вълните на напрежението и тока за един от превключващите транзистори. От фигурите се вижда, че преобразувателят работи в квазирезонансен режим - в този случай няма проходен ток.
Напрежението в основата на превключващия транзистор намалява и става нула в края на импулса. По този начин преходът към квазирезонансен режим на работа напълно елиминира динамичните загуби в превключващите транзистори и проблемите, свързани с електромагнитната съвместимост на чувствителните устройства с импулсно захранване, тъй като спектърът на генерираните трептения е рязко стеснен.
Полумостовият преобразувател се различава от двутактния мостов преобразувател по по-малкия брой използвани транзистори; от push-pull със среден изход - половината напрежение на транзисторите. Самогенериращият се преобразувател се различава от преобразувателите с главен осцилатор, на първо място, в минималния брой елементи, максималната възможна ефективност и използването на наситен допълнителен трансформатор гарантирано изключва възможността за преминаване на ток.
Схемата на полумостов квазирезонансен източник на захранване, лишен от изброените недостатъци, е показан на фиг. 3.
(щракнете за уголемяване)
Основни технически характеристики
- Интервал на промяна на захранващото напрежение, V....198...264
- Максимален КПД, %......92
- Изходно напрежение, V, с товарно съпротивление 36 Ohms......36
- Интервал на преобразуване на работната честота, kHz......12...57
- Максимална изходна мощност, W......70
- Максимална амплитуда на пулсациите на изходното напрежение с работна честота, V......2.2
IP съдържа следните компоненти: шумопотискащ филтър C1C2L1, който предотвратява проникването на високочестотни пулсации, създавани от преобразувателя, в захранващата мрежа; мрежов токоизправител VD1 с филтърен кондензатор C3; вериги за защита срещу претоварване и късо съединение в товара R1R2VD2K1U1VD3VD4R6R7C7. Защитната верига консумира незначителен ток, поради което има малък ефект върху общата ефективност на източника, но ако е необходимо, ефективността може да се увеличи леко чрез замяна на ценеров диод VD2 с по-високо напрежение. Резисторите R6 и R7 образуват делител на напрежение, необходим за включване на излъчващия диод на тиристорния оптрон. Ако тези постоянни резистори се заменят с един променлив резистор, прагът на защита може да се регулира в много широки граници. Ако планирате да захранвате товар с голям капацитет (повече от 5000 μF), за да елиминирате фалшивите задействания на защитата, трябва да увеличите капацитета на кондензатора C7, но времето за изчакване преди включване на източника ще се увеличи в този случай.
Елементите R3, R4, C4, C5 образуват делител на напрежение. Резисторите R3, R4 са необходими за разреждане на кондензаторите на филтъра C3 и разделителя C4C5 след изключване на захранването. Кондензатор C6 и индуктор L2 са резонансна верига. Задействащата верига е точно същата като в устройството, описано в статията. Състои се от транзистор VT3, резистори R10-R12 и кондензатор C10. Транзисторът VT3 работи в лавинен режим. Задействащият импулс отваря транзистора VT2, осигурявайки първоначална асиметрия.
Диоди VD5-VD8 - изходен токоизправител с филтърни кондензатори C8, C9. LED HL1 показва наличието на напрежение на изхода на IP. Самогенерирането на трептения възниква в резултат на положителна обратна връзка от намотка III на трансформатор Т1 към намотка III на трансформатор Т2 през токоограничаващ резистор R9. С намаляването на съпротивлението му честотата на преобразуване намалява, което води до изместване на максималната ефективност на източника към по-висока мощност на натоварване.
Устройството използва кондензатори K73-17 (C1, C2, C6, C9, C10), K73-11 (C4, C5), K50-32 (C3), K50-24 (C7, C8). Всички резистори са C2-23. Вместо посочените кондензатори и резистори е възможно да се използват други компоненти, но кондензаторите трябва да бъдат избрани с минимален тангенс на диелектричните загуби в работния честотен диапазон на преобразуването на захранването.
Диоден мост VD1 - всеки с допустим прав ток над 1 A и допустимо обратно напрежение най-малко 400 V, например BR310. Също така е възможно да се използват дискретни диоди, например KD202R, свързани чрез мостова верига. Най-добре е да използвате транзистора KT315G (VT3) в устройството - веригата за задействане ще работи веднага с него, ще трябва да изберете транзистора KT315B и е по-добре да не използвате транзисторите KT315A, KT315V. Транзисторите KT826V (VT1, VT2) са взаимозаменяеми с всяка от сериите KT826 или KT812A, KT812B. Поради ниските загуби транзисторите не могат да бъдат инсталирани на радиатори. Диодите на изходния токоизправител KD213A (VD5-VD8) могат да бъдат заменени с KD213B, KD213V или серията KD2997, KD2999. Те трябва да бъдат монтирани на радиатор с охлаждаща повърхност от най-малко 10 cm2.
IP използва електромагнитно DC реле GBR10.1-11.24 с работно напрежение 24 V, способно да превключва променлив ток от 8 A във вериги с напрежение до 250 V. Може да бъде заменено с всяко друго с допустимо комутирано променливо напрежение ток от най-малко 1 A във вериги с напрежение 250 V. Въпреки това е препоръчително да се използва реле с минимален ток на превключване, за да се увеличи ефективността на захранването, тъй като колкото по-нисък е токът на превключване, толкова по-голямо е съпротивлението на резисторите R1 , R2 и толкова по-малко мощност ще се разсейва върху тях.
Използвани са готови дросели L1, L2 и трансформатор T1 - от стар компютър EC1060: L1 - I5, L2 - 4777026 или 009-01, T1 - 052-02. Можете да ги направите сами. Индукторът L1 е навит (две намотки едновременно) върху пръстеновидна магнитна сърцевина K28x16x9, изработена от ферит (например марки M2000NM-A или M2000NM1-17) или alsifer. Неговите намотки съдържат 315 навивки от проводник PEV-2 0.3.
Резонансният дросел L2 е навит върху пръстеновидна магнитна сърцевина K20x10x5, изработена от ферит M2000NM-A. Намотката му съдържа 13 навивки от проводник PEV-2 0.6.
Трансформатор T1 е навит върху пръстеновидно магнитно ядро K45x28x8, изработено от ферит M2000NM1-17. Намотка I съдържа 200 оборота на проводник PEV-2 0,6, намотка II - 35 оборота на проводник PEV-2 1, намотка III - 5 оборота на проводник PEV-2 0,6. Редът на навиване на намотките на магнитната верига е произволен. Между намотките е необходимо да се постави слой изолация, например флуоропластична лента. Освен това трансформаторът трябва да бъде импрегниран, например, с парафин от свещи или церезин. Това не само ще увеличи диелектричната якост на изолацията, но и ще намали бръмченето, създадено от източника на празен ход.
Трансформатор T2 е навит върху пръстеновидно магнитно ядро K20x10x5, изработено от ферит M2000NM-A. Намотки I и II съдържат по седем навивки от проводник PEV-2 0.3 (те се навиват едновременно в два проводника), а намотка III съдържа девет навивки от проводник PEV-2 0.3.
Дизайнът на захранването може да бъде произволен, относителната позиция на елементите на платката не е критична. Важно е само да осигурите добър въздушен поток към полупроводниковите устройства чрез естествена конвекция или да инсталирате захранването вътре в захранваното устройство близо до вентилатора.
Описаният IP практически не изисква настройка, въпреки че си струва да се уверите, че преобразувателят работи в квазирезонансен режим. За да направите това, към изхода на захранването е свързан еквивалентен товар - резистор с мощност 100 W и съпротивление 36 ома. Допълнителен резистор със съпротивление 0,1...1 Ohm и мощност 1...2 W е свързан последователно с кондензатор C6. Сондите на осцилоскопа са свързани към допълнителен резистор: общ - към средната точка на делителя на напрежението R3R4C4C5, сигнал - към кондензатор C6. Необходимо е да се гарантира, че осцилоскопът не е свързан галванично към мрежата. Ако е свързан, той трябва да бъде свързан към мрежата чрез изолационен трансформатор с коефициент на трансформация 1:1. Във всеки случай трябва да се спазват правилата за безопасност. Като подадете захранване към IP, уверете се, че има камбанообразни токови импулси с пауза при нула. Ако формата на импулса се различава от показаната на фиг. 1, е необходимо да изберете броя на завъртанията на индуктора L2, докато се получи резонанс.
На допълнителен резистор със съпротивление от 0,1 Ohm амплитудата на импулса трябва да бъде около 0,1 V. Сега трябва да сравните формата на тока и напрежението на превключващия транзистор VT2 с тези, показани на фиг. 2 графики. Ако те са близки по форма, IP работи в квазирезонансен режим.
Защитният праг може да се променя. За да направите това, изберете съпротивлението на резистора R7, така че защитата да работи при необходимия ток на натоварване. Ако е необходимо захранването да бъде изключено, когато мощността на товара е по-малка от 70 W, трябва да се намали съпротивлението на резистора R7.
За да ограничите тока на зареждане на кондензатора C3 в момента на включване, препоръчваме да свържете резистор със съпротивление от 5,6 ... 10 ома с мощност 2 W към празнината на всеки мрежов проводник.
Литература
- Барабошкин Д. Подобрено икономично захранване. – Радио, 1985, бр.6, с. 51.52.
- Коновалов Е. Квазирезонансен преобразувател на напрежение. – Радио, 1996, бр.2, с. 52-55.
Вижте други статиираздел.
