Преобразователь энергии.

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Север

  • Проверенный
  • ***
  • Сообщений: 195
Advertisement
       Данный материал я размещаю на форуме   с целью чтобы привлечь Ваше внимание к изложенному  ниже процессу который очень прост на первый взгляд но это обманчиво.
Этому вопросу я посвятил уже более года своего внимания и до сих пор я не смог расставить все точки над и….

Теперь к делу. Что необходимо для проведения опыта прежде всего источник постоянного тока с напряжением 12 вольт и силой тока  1-2 ампера. Можно использовать аккумуляторную батарею. Также нам необходим  Генератор импульсов  с частотным диапазоном от 50 Гц до 3 кГц  и возможностью регулировки скважности. Трансформатор я в своих опытах использую ТСА 270 . Трансформатор разбираем сматываем все обмотки кроме сетевой  поверх сетевой наматываем  проводом  в изоляции сечением 4 мм2  по 10 витков на каждую катушку  и собираем трансформатор  это мы  намотали первичную обмотку.  Также для наших опытов нам необходим диодный мост  на ток 50 А и напряжение 1000 вольт. И несколько конденсаторов  . Генератор нужен для управления ключом   его можно собрать на  NE555.

Рис1



Когда мы подготовили все необходимое можно приступить к практике. Соберем  схему  № 1   включим амперметр между батареей и ключом на выпрямитель подключим вольтметр. На генераторе частота и скважность на минимум. Подаем питание и производим настройку  генератора  смысл настройки в получении наиболее высокого напряжения на выходе при минимальном токе потребления . Запомним напряжение.
Ток потребления может быть в пределах от 0.7 а  до 2,8 но стремитесь к минимальному.

Далее соберем схему № 2

Сразу ПРЕДУПРЕЖДАЮ на конденсаторах будет высокое напряжение  не 100  или 250 вольт а более 1000  все зависит от режима генератора и времени включения  поэтому будьте внимательны при включении не подымайте более 1200 – 1400 вольт китайские вольтметры горят при 1600 -1800  оч хорошо. Ну а коснувшись провода  летиш метра на 3 вместе с креслом . Это по Т Б.

Рис  2
Задача наша в том  чтобы  произвести замеры напряжения на емкости С2 и С3  подключаем вольтметр и  подаем питание на 0,5 – 1 сек  выключаем питание и меряем напряжение  на емкостях. Если мало подстроим частоту и длительность при этом смотрим на ток потребления. 

Производим  подсчет  энергии в  запасенной  в С2 и С3 по формуле  Е = С*U^2/ 2  .
Посчитаем затраты на генерацию и тд .
По емкостям  К78 новосибирский легко переносит 1200- 1500 вольт это 40 мкф.. Китайские текут как решито но за неимением можно и на  этих.

Пока я думаю достаточно . Когда будет опыт повторен  и подтвержден тогда продолжим разбор завалов и соберем схему с заземлением и пронаблюдаем изменения  в  преобразователе.

С уважением Север.

rstep

  • Гость
Север могли бы вы померить индуктивности обмоток, на одной из ваших фото был прибор позволяющий это сделать. И уточните пожалуйста Uмакс или название диодов.
« Последнее редактирование: 13.04.2010, 22:51:47 от rstep »

Оффлайн Север

  • Проверенный
  • ***
  • Сообщений: 195
Rstep обмотка намотаная проводом 4 мм2 имеет индуктивность 0,4 мкГн.

Север.

barmaleyka

  • Гость
Еще в 1930 году Н.Д.Папалекси докладывал о своих экспериментах. Важно отметить, что частота тока в первичной обмотке должны быть вдвое выше резоннасной частоты системы. Простейшее решение по устранению э.д.с. в системе заключается в том, что используется два идентичных трансформатора, первичные обмотки которых включены согласованно, а вторичные обмотки включены встречно, Рис.1. Генератор, использующий такой принцип компенсации э.д.с., не создает э.д.с. во вторичной обмотке. Цитирую: "... действие первичного переменного тока выражается только в обусловленном изменением намагничивания сердечников периодическом (с частотой 2w) изменении эффективного коэффициента самоиндукции колебательной системы, которая при настройке на частоту w или близкую к ней приходит в параметрический резонанс."

Рис.1
Итак, суть данного решения в том, что первичный ток создает во вторичных обмотках двух идентичных трансформаторов встречные э.д.с., но они не используются для снятия мощности. Вторичные обмотки создают поле, которое изменяет магнитную проницаемость, тем самым изменяя эффективный коэффициент самоиндукции (параметр). Благодаря изменению данного параметра с соответствующей частотой, в третьем колебательном контуре возникают параметрические колебания, с которых снимается полезная мощность. Смысл построения таких генераторов, описанных Папалекси и другими разработчиками параметрического резонанса, в том, что тока в цепи L2 нет, первичка не нагружается и вторичка является лишь способом изменения потенциалов на обкладках конденсатора. В развитие данной схемы, предложено поставить два конденсатора последовательно, в результате чего мы получим схему со средней точкой. Рис.2

Рис.2
Средняя точка между обмотками L2 интересна тем, что в ней изменяется потенциал. Аналогичный процесс создается в точке между конденсаторами. Мы можем это использовать, не создавая ток проводимости в самом контуре. Вопрос в том, что разряжать конденсаторы на себя нельзя. Пара конденсаторов обеспечат симметрию нагрузки, чтобы не нарушать равенство э.д.с. в L2. Мощность является квадратичной функцией напряжения на конденсаторах, поэтому целесообразно трансформатор L1/L2 делать повышающим, например 12/220 V.

Считаю, что лучше использовать ферриты и вот почему: так как для создания ПР мы переодически вводим сердечник в режим насыщения, в результате чего скачкообразно уменьшается индуктивность (примерно в 100 раз). Индукция насыщения практически всех ферритов < 0,3 Тл, а трансформаторного железа < 1 Тл.
К тому же можно уменьшить габариты, за счет повышения рабочей частоты.
Это генератор прямоугольных импульсов http://www.matri-x.ru/energy/generator_tl_494.shtml

С уважением.

rstep

  • Гость
barmaleyka - Если внимательно почитать оригинал из которого вырезана первая схема, то будет понятно, что автор (Фролов?) искажает информацию. На схеме оригинала на вторичную обмотку (можно на любые) подается еще и постоянная составляющая, которая подбирается для подмагничивания сердечника и вывода его на линейную характеристику изменения проницаемости. Удвоеная частота подается на первичную обмотку, на вторичной она взаимовычитается, и при воздействии этой амплитуды совместно с постоянной составляющей меняется магнитная проницаемость сердечников, что и дает изменение индуктивности. Изменением индуктивности добиваются параметрического резонанса. К схеме Севера это отношения не имеет. У Севера комутируется ёмкость с помощью диодов.

Цитировать
Считаю, что лучше использовать ферриты и вот почему: так как для создания ПР мы переодически вводим сердечник в режим насыщения, в результате чего скачкообразно уменьшается индуктивность (примерно в 100 раз). Индукция насыщения практически всех ферритов < 0,3 Тл, а трансформаторного железа < 1 Тл.

Что существенно занизит полезную мощность и увеличит потери в сердечнике.


Север могли бы вы и вторички индуктивность померить? И ещё один вопрос есть ли между эмитером и колектором транзистора диод? Еще было бы интересно узнать I макс.КЭ.
« Последнее редактирование: 14.04.2010, 13:03:36 от rstep »

rstep

  • Гость
Для подсчета кпд схемы, я бы поступил следующим образом. Выставил бы генератор в рабочий режим. Разделил бы цепи питания драйвера транзистора и генератора импульсов от С4. Затем  подал питание на С4 зарядил бы его и отключил питание на С4. Измерил напряжение на С4 включил бы генератор импульсов, через некоторое время выключил бы его и измерил напряжение на всех ёмкостях.
Расход энергии  0.5*С4(Uнач.с4)^2 - 0.5*С4(Uкон.с4)^2
Преобразовано энергии
0.5*С1(Uкон.с1)^2+0.5*С2(Uкон.с2)^2+0.5*С3(Uкон.с3)^2

Оффлайн Север

  • Проверенный
  • ***
  • Сообщений: 195
Rstep  к моему сожалению вчера я последний раз прибором измерял индуктивность, измерил емкость с остатком  заряда  и ацп крякнул. Есть еще измеритель FLC на пике самодельный попробую им . Я где то читал что индуктивность ТСА 270  0.7 генри но насколько это точно не знаю. Можно погуглить в крайнем случае .
           Rstep  емкость коммутируется диодами  это факт . Меня вводит в заблуждение  что на вторичной обмотке  есть постоянное  напряжение и как оно влияет на процесс ?
 Поэтому я не полностью  уверен что это чисто П.Р.  вижу что здесь « помесь» с электростатикой  а каким методом определить не знаю .По идее диод должен запираться  при заряде емкости но этого не происходит я по разным схемам мост включал. 
Сегодня вечером я проведу измерения по Вашей методике и сообщу  данные .
В качестве ключа я использую IRF 3205 и драйверок HCPL 3120 это удобно для перехода на более высокое напряжение питания. Биполярники  я забросил.
Картина заряда емкостей на осциллограмме выглядит ступенями лестницы . Каждый последующий импульс ключа  подымает напряжение в среднем  на 2 U питания  причем первый импульс может «Залить емкость» до 80 вольт последующие уже только на 2U и цифра это усредненная тк я  подовал 12 импульсов и напряжение на конденсаторах достигло 307 вольт. Использовал простой одновибратор с кнопкой  а от кнопки  дребезг может наследить так что это очень не точный опыт.  Надо генератор одиночных импульсов на PIC  подключить тогда будет интереснее и точнее. Схема готовая у меня есть  на PIC 16F877  надо прошивку писать . 
       Barmaleyka   я  читал  эти работы и «прогонял»  в мыслях работу генератора Михаила
Но сомнения у меня все равно есть . Я еще хочу Вас попросить подумать о токах смешения  в емкостях  не могут они влиять на результат .
Да еще если мы разрядим одну  емкость, то во второй увидим прирост напряжения .

Север. 

Оффлайн Север

  • Проверенный
  • ***
  • Сообщений: 195
Rstep провел опыт с емкостями электролит С4    4000 мкф старый правда 81 года .Начал искать все новые на 400 вольт . Но пробные замеры провел.

Данные следующие : С 4   начальное  U – 14 вольт 
                                      С2                                0
            С3                               0

После разряда              С4                                 0
                                       С2  (Новосибирский)50,4
                                       С3  (Китай)                41,2

Пробовал несколько раз на Китае всегда напряжение меньше.

Схему изменю завтра и проведу еще замеры. Да С2 и С3 40 МКФ .
Rstep если посчитаешь выложи твой результат буду ждать.
Хотел раньше выложить но не мог зайти на форум тормозил и выдал ошибку 502.

Север.

rstep

  • Гость
Спасибо мне 0.7H пока достаточно, я моделирую вашу схему. Диоды будут открываться в зависимости от накопленной ЭДС на конденсаторах и ЭДС импульса на вторичке, это не очень  очевидно  и метода предложеная мной может и не правильный результат давать, так как по мере заряда ёмкостей диоды будут менять режим комутации. Если в схеме присутствует параметрический резонанс, я в симуляторе его не смогу посчитать. А если на кондёры всет-таки какую нибудь нагрузку повесить и по токам попробовыть посчитать?

Оффлайн Север

  • Проверенный
  • ***
  • Сообщений: 195
Rstep  у меня еще лежат два варианта схемы . Они тоже интересны. Подготовлю и выложу. Можно попробовать симуляцию  что покажет она примерно сверим с реальной схемой . И у меня к Вам просьба  посчитать баланс по  энергии  это не точные измерения но все же .

Север.