Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
2020-03-02
Всі статті/Експерименти
Робота струмових трансформаторів на токах зміщення. Тут ми продовжимо розвивати тему практичного втілення імпульсної технології. У попередніх експериментах з короткими імпульсами і котушками індуктивності ми отримали деякі умови, при яких потужність споживання від джерела живлення не залежить від опору навантаження . Подальше вдосконалення дослідів в цьому напрямку привели автора до схемі з мідною шиною , уздовж якої, на деякій відстані один від одного, розміщуються декілька струмових трансформаторів . При цьому навантаження, що підключається до них, ніяк не впливала на струм споживання від джерела живлення U1. . .
. Для цього була зібрана конструкція по малюнку . Шина W1 являє собою досить товстий мідний дріт довжиною 0.5 м, такий, щоб він вільно пролазить в отвір струмових трансформаторів TC1-TCn, число яких може бути, в принципі, будь-яким. Трансформатор струму [1] тут являє собою феритове кільце з торроидальной намотуванням, яке і надівається на шину. Параметри намотування: число витків, магнітна проникність і розміри сердечника, автором навмисно вибиралися різні. При цьому у TC виходили зовсім різні значення індуктивності: від 2 мкГн, до 2 мГн. . Шина підключалася до схеми на малюнку , де в якості навантаження струмових трансформаторів застосовувалися світлодіоди потужністю 1-3 Вт . Причому використовувалося два види підключення навантаження: перший — без резонансу , другий — з резонансом . У другому випадку, паралельно котушці TC, просто встановлювався конденсатор такої ємності, щоб весь контур потрапляв в резонанс з частотою збуджуючих імпульсів, які виробляє GG1 на своєму виході X2. Тут застосовувався добре себе зарекомендував генератор коротких імпульсів. . Якщо розглядати цю схему з класичної точки зору, то вона буде собою представляти перетворення струму, що проходить по шині W1. Так це і буде працювати, і навантаження буде впливати на струм споживання схеми до тих пір, поки тривалість збуджуючих імпульсів не стане досить короткою. До речі, виявилося, що на цей ефект впливає і швидкість наростання-спаду імпульсу. У автора ефект спостерігався при тривалості імпульсу від 80 нс , до 200 нс. При перевищенні цього значення, схема виходила на класичний режим. . Некласичний робочий режим спостерігається тільки при роботі такої системи на токах зміщення, звідки автоматично з'являється ще один сенс і призначення «токового трансформатора». . Далі, ми розглянемо осцилограми на деяких з TC. Частота збуджуючих імпульсів скрізь однакова і становить 83 кГц, а на осциллограммах вони відображаються жовтим променем. Перша з них представляє амплітуду на нерезонансном TC з індуктивністю 2 мкГн, причому всі інші TC, розташовані на цій же шині, всключены без навантаження і без резонансних конденсаторів. Тут інтерес представляє ширина імпульсу, яка майже така ж, як і у збуджуючого імпульсу ~ 150 нс. .
. Якщо ж навантажити інші TC або хоча-б включити на них резонансні конденсатори, то режим першого TC змінюється, а його осцилограма стає іншою . Тут ми бачимо повноцінний відгук з затухаючими коливаннями високої частоти та збільшення амплітуди в 5 разів. Якщо при цьому збільшити напругу живлення U1, то частота коливань також збільшиться . При підключеній навантаженні це ефект зберігається: якщо навантажити сусідню або сусідні TC, то світлодіод загоряється ще яскравіше. Цікаво також, що в цих дослідах частота коливань відгуку складає кілька мегагерц, а це більш, ніж на порядок перевищує максимальну частоту роботу цих феритів. . Тут ми можемо спостерігати ще один класичний ефект, коли сусідня наргузка не тільки не зменшує амплітуду, а навпаки, ще більше збільшує її. . Подивимося на осциллограмму ще одного TC з відносно великою індуктивністю в 2.3 мГн, в ланцюг якого підключений резонансний конденсатор, а весь LC-контур виявляється настроєний у резонанс з частотою збуджуючих імпульсів . У цьому випадку, сусідні TC, з відносно малими індуктивностями, що майже не впливають на амплітуду, яка в даному випадку склала 70 вольт. Також, у першій половині синусоїди ми можемо спостерігати невеликі викиди ЯМР. До речі, при підключенні навантаження амплітуда імпульсів на осциллограммах майже не міняється за формою, але зменшується обернено пропорційна її опору. . Помічена така закономірність. Якщо індуктивність TC відносно мала, то краще застосовувати нерезонансний тип підключення навантаження, тобто без конденсатора. Якщо ж індуктивність TC відносно велика, то оптимальніше включати з навантаженням конденсатор, а весь контур настроїти в резонанс. Крім того, незважаючи на те, що при роботі на токах зміщення, будь навантаження ніяк не впливає на загальне споживання схеми, взаємовплив сусідніх TC спостерігається явно: TC з більшою індукцією більше впливає на TC з меншою індуктивністю. Наприклад, якщо у TC індуктивність 2.3 мГн, то його навантаження буде впливати на режим роботи TC з індуктивністю в 2 мкГн, але не навпаки. . Висновки. Робота струмових трансформаторів на загальній шині і струмах зсуву дозволяє відбудувати навантаження від джерела. Завдання проектування реальних пристроїв буде полягати в максимально ефективне перетворення струму зміщення в звичайні струм і напруга. Один із способів був показаний в даному експерименті. Для підвищення ефективності такого перетворення автор бачить наступні шляхи: Все це дозволить проектувати і створювати екологічні перетворювачі і підсилювачі потужності з високим значенням ККД. .  . 1 2 3 . .
Увага! Вміст цієї сторінки платне. Для отримання доступу до платного контенту необхідно авторизуватися і оплатити абонемент на місяць або на рік, а потім обновити цю сторінку. Якщо ви ще не зареєстровані, то зробіть це прямо зараз.