Pb resonante. Ideas básicas que subyacen al modo de operación resonante. Principales características técnicas

La esencia de la invención: en una fuente de alimentación resonante que contiene una unidad rectificadora, condensadores de fase conectados en el lado de CA y una inductancia conectada a la salida de la unidad rectificadora, los condensadores de fase están conectados en serie con las entradas correspondientes del rectificador. unidad. 3 enfermos.

La invención se refiere a la ingeniería eléctrica, en particular a dispositivos para alimentar una descarga de arco. Actualmente se ha desarrollado un número importante de diseños de fuentes de energía para soldadura y arcos de plasma, que se diferencian entre sí tanto en el diseño del circuito como en el principio de funcionamiento. Para alimentar una descarga de arco, se utilizan con mayor frecuencia fuentes con características verticales o de caída pronunciada (fuentes de corriente). En términos de soluciones de circuitos, las fuentes con bobinas de saturación, las fuentes en dispositivos controlados y las fuentes paramétricas se han generalizado predominantemente (A. V. Donskoy, V. S. Klubnikin. Procesos e instalaciones de electroplasma en ingeniería mecánica. L. Mechanical Engineering, 1979, 164 pp.). Las instalaciones de arco con bobinas de saturación se han generalizado debido a su sencillez y fiabilidad de funcionamiento. La característica externa se forma desmagnetizando las bobinas de saturación. Las instalaciones eléctricas de arco en dispositivos controlados suelen representar fuentes de energía en válvulas de tiristores controladas. La corriente de funcionamiento de tales fuentes está determinada por el ángulo de disparo de la válvula, lo que lleva a la necesidad de instalar bobinas de alisado en el circuito de CC. Las desventajas de las fuentes de alimentación basadas en válvulas semiconductoras controladas por el ángulo de apertura incluyen la inercia debido al funcionamiento sincrónico de las válvulas controladas con la tensión de alimentación, una disminución en el factor de potencia, una ondulación significativa y el impacto en la red de suministro, especialmente a baja temperatura. cargas. Con una regulación profunda, estas deficiencias pueden provocar una interrupción del proceso tecnológico y una combustión inestable del arco (A. V. Donskoy, V. S. Klubnikin. Procesos e instalaciones de electroplasma en ingeniería mecánica. L. Ingeniería mecánica, 1979, 168 págs.). Las fuentes de alimentación de descarga de arco paramétrico se basan en elementos pasivos inductivos-capacitivos. Como han demostrado los estudios, la introducción de elementos reactivos en el circuito, si bien reduce ligeramente la eficiencia de la instalación, proporciona una buena estabilización de la corriente, un alto factor de potencia y una débil influencia de la fuente de alimentación en la forma de la tensión de la red de suministro. El tipo de fuentes consideradas puede usarse ampliamente en instalaciones de arco eléctrico (B. E. Paton et al. Plasmaprocesses in metalurgy and technology of inorganic materials. M. Nauka, 1973, 244 pp.). Las principales desventajas de tales instalaciones incluyen la complejidad de la regulación, que se puede llevar a cabo de tres maneras: un cambio suave en el voltaje de suministro, diseñado para un rendimiento total de potencia, que es aceptable solo para instalaciones de baja potencia; un cambio sincrónico en la inductancia y capacitancia de los elementos reactivos, que es técnicamente difícil de implementar, y el desequilibrio de las reactancias inductivas y capacitivas empeora drásticamente las propiedades estabilizadoras del circuito; cambiando la relación de transformación del transformador de potencia, por ejemplo, cambiando el número de vueltas (A. V. Donskoy, V. S. Klubnikin, Procesos e instalaciones de Electroplasma en ingeniería mecánica. L. Ingeniería Mecánica, 1979, 170 págs.). Se conoce una fuente de corriente continua que contiene un transformador que tiene un devanado primario y al menos un devanado secundario, estando conectado el devanado primario a una fuente de corriente alterna, un sistema de condensadores conectados en paralelo al devanado secundario. La reactancia capacitiva del sistema de condensadores es igual a la reactancia inductiva del devanado secundario. Esto crea un circuito inductivo-capacitivo resonante. Un dispositivo especial convierte la señal de salida proveniente del circuito en una constante (patente estadounidense N 4580029, clase B 23K 9/00). La Figura 1 muestra un diagrama esquemático de una fuente de energía conocida. La fuente, conectada a la red de suministro a través de un transformador T, contiene un devanado secundario L 2, un sistema de condensadores C, un rectificador B, un estrangulador L, una carga R. La formación de una característica I-V descendente de un dispositivo conocido es se lleva a cabo derivando un sistema de condensadores Con un valor cambiante de la resistencia de carga y en R 0 la capacitancia del circuito está ausente, se viola la condición de resonancia, la resistencia total del circuito aumenta y limita la magnitud de la corriente de cortocircuito . Un aumento de la resistencia de la carga conduce a un aumento de la corriente de recarga de los condensadores y al correspondiente aumento de la tensión. Una condición necesaria para el funcionamiento del dispositivo conocido es la igualdad de las resistencias inductiva y capacitiva del circuito oscilatorio. Sin embargo, se sabe que si las resistencias inductiva y capacitiva son iguales, la corriente en el circuito está determinada únicamente por la resistencia activa total del circuito y puede alcanzar valores significativos. En particular, esto debería expresarse en un valor aumentado de la corriente sin carga. La siguiente característica del dispositivo conocido es la eficiencia reducida de la fuente de alimentación, ya que paralelamente a la corriente extraída del dispositivo rectificador, existe una corriente de recarga del sistema de condensadores C y las correspondientes pérdidas de energía. La inductancia L obviamente está destinada a suavizar las ondulaciones, porque para el circuito trifásico del dispositivo conocido no se proporciona la inductancia L1. El propósito de la presente invención es simplificar el circuito y mejorar la eficiencia operativa. Este objetivo se logra por el hecho de que en una fuente de alimentación resonante que contiene una unidad rectificadora, capacitores de fase conectados en el lado de CA y una inductancia conectada a la entrada de la unidad rectificadora, los capacitores de fase están conectados en serie con las entradas correspondientes de la unidad rectificadora. La fuente de energía propuesta (para la opción de suministro de energía monofásica) se muestra en la Fig. 2 y contiene un condensador C, un bloque rectificador B, una inductancia L, una carga R (distancia del arco). El funcionamiento del dispositivo propuesto se basa en la interacción del voltaje a través de la reactancia capacitiva del capacitor C y el voltaje a través de la inductancia L, conectado a corriente continua, realizada mediante un elemento de conmutación B, que convierte la corriente alterna. en corriente continua. Cuando se cortocircuita la separación del arco, se establece el valor máximo de corriente en el circuito. En este caso, la inductancia conectada mediante corriente continua es una bobina de alisamiento. La ondulación de la corriente rectificada es insignificante, la resistencia del inductor está determinada principalmente por la resistencia activa del devanado. Por tanto, la caída de tensión a través del inductor es insignificante y la caída de tensión principal se produce a través del condensador C, cuya resistencia determina la corriente de cortocircuito. Cuando se forma una brecha de arco, la resistencia activa del circuito aumenta drásticamente, lo que reduce la corriente del inductor. Dado que la cantidad de ondulación en el inductor depende inversamente de la relación /L/R, donde está la frecuencia cíclica, L la inductancia, R la resistencia de carga (I. I. Belopolsky. Fuentes de alimentación para dispositivos de radio. M. Energia, 1971, 92 pp. ), entonces un aumento en la resistencia conduce a un aumento en la ondulación, es decir, un componente alterno en el voltaje aplicado al inductor. Una disminución en la corriente con un aumento en la brecha del arco conduce a una disminución en el voltaje en el capacitor, porque U c X c I, donde U c es el voltaje a través de la capacitancia, X c es la reactancia de la capacitancia, I es la corriente a través del condensador. Debido al hecho de que los voltajes a través de la inductancia y la capacitancia están desfasados, la reactancia general del circuito cae. Por tanto, un aumento de la resistencia con un aumento de la distancia del arco conduce a una disminución de la reactancia y un aumento del voltaje a través de este último. En la Fig. La Figura 3 muestra diagramas de tiempo del funcionamiento de la fuente de energía, donde i R es la curva de corriente de carga, i 1, i 2 son las curvas de corriente del rectificador, U R el voltaje de carga, U L el voltaje de inductancia, U c el voltaje del capacitor y Curvas de corriente del capacitor. Para una red de suministro trifásica, el principio de funcionamiento es similar. Una característica distintiva de la fuente de la solución de circuito propuesta es la capacidad de funcionar sin un transformador, mientras que el dispositivo convierte una característica rígida de corriente-voltaje del circuito en una que cae abruptamente sin peligro de cortocircuito y limita el consumo de energía dependiendo sobre las condiciones de combustión de la descarga. En el circuito propuesto no existe un circuito oscilatorio para el suministro de corriente alterna, y la corriente que fluye a través del bloque de condensadores C corresponde a la corriente de funcionamiento de la fuente de energía. Como lo han demostrado los estudios prácticos del dispositivo propuesto, el voltaje a través de la brecha del arco aumenta a medida que aumenta su longitud y la energía eléctrica cambia varias veces debido a la redistribución de voltajes en los elementos reactivos de la fuente de energía. Los estudios se llevaron a cabo en el rango de corriente de 5 a 100 A, voltaje sin carga de 220 V. El funcionamiento de la fuente se caracteriza por una alta estabilidad de la descarga del arco, la eficiencia alcanzada es superior al 80% Si es necesario cambiar el tensión de funcionamiento, está permitido utilizar, a diferencia del dispositivo conocido, un transformador sin fugas, lo que aumenta la eficiencia funcionamiento de la fuente de energía.

Afirmar

Una fuente de energía resonante con una característica externa pronunciada, que contiene una unidad rectificadora, capacitores de fase conectados en el lado de CA y una inductancia conectada a la salida de la unidad rectificadora, caracterizada porque los capacitores de fase están conectados en serie con las entradas correspondientes de la unidad rectificadora.

Este artículo ha sido preparado en base a materiales enviados por Alexander Germanovich Semenov, director de la empresa científica y productiva ruso-moldava "Elkon", Chisinau. En la redacción del artículo también participó el ingeniero jefe de la empresa. Alexander Anatolyevich Penin. Alexander Germanovich escribe:
"Especializándonos en el campo de las fuentes de alimentación, logramos crear un método para construir convertidores resonantes con ajuste profundo de los parámetros de salida, que difiere de los conocidos hasta ahora. Se recibió una patente internacional para este método. Las ventajas del método son más Esto se manifiesta plenamente en la construcción de fuentes potentes, desde 500 hasta decenas de kilovatios. El convertidor no requiere circuitos de protección rápidos contra cortocircuitos en la salida, ya que prácticamente no hay interrupción de la corriente del interruptor en ningún modo. La posibilidad de que se produzcan corrientes de paso También se elimina Dado que físicamente (sin retroalimentación) el convertidor es una fuente de corriente, ahora es posible transferir el condensador de filtro del rectificador de la red de suministro a la salida del convertidor, lo que permitió obtener un factor de potencia de 0,92-0,96. dependiendo de la carga. La frecuencia del circuito resonante no cambia, lo que permite filtrar eficazmente la radiación del convertidor en todas las direcciones. La implementación práctica se lleva a cabo en forma de fuentes de corriente para la protección electroquímica: estaciones de protección catódica. de la marca Elkon. Potencia 600, 1500, 3000 y 5000 vatios. La eficiencia en modo nominal está en el nivel de 0,93-095. SKZ pasó las pruebas de certificación en ONG "VZLET". Hay una implementación lenta y prolongada. Todo esto confirma la viabilidad de la idea. Sin embargo, me parece que para lograr el éxito comercial es necesario popularizar la idea para llamar la atención sobre ella."
Bueno, siempre es un placer ayudar a mis colegas, especialmente porque la idea que subyace a los productos Elcon es novedosa.

Actualmente, los dispositivos de electrónica de potencia y los dispositivos desarrollados para uso profesional se optimizan activamente según criterios como el peso, las dimensiones, la eficiencia, la fiabilidad y el coste. Estos requisitos son cada vez más estrictos, es decir, el cliente quiere tener un dispositivo con dimensiones y peso mínimos y, al mismo tiempo, con alta eficiencia, alta confiabilidad y bajo costo.

Para mejorar las propiedades de consumo de los productos, es necesario recurrir a medidas bien conocidas: aumentar las frecuencias de operación de conversión, reducir las pérdidas de energía en los elementos de potencia, reducir o eliminar las sobrecargas dinámicas en la parte de potencia del circuito. A menudo, estas medidas se contradicen entre sí y, para lograr ciertos resultados, el desarrollador hace algunos compromisos, a veces muy difíciles. Por lo tanto, una mayor optimización de los parámetros de la tecnología de convertidores sólo es posible cambiando a nuevos principios para la construcción de estos dispositivos.

Para comprender en qué se diferencia fundamentalmente el método de regulación de voltaje que ofrece Elcon y qué novedad contiene, primero hablemos del diseño tradicional de los reguladores. Los convertidores CC-CC (convertidores CC/CC), que constituyen una clase importante de dispositivos en el campo de la electrónica de potencia, se construyen tradicionalmente según el siguiente esquema: el enlace primario convierte la tensión CC en tensión alterna de alta frecuencia; el enlace secundario convierte el voltaje alterno en voltaje directo. El convertidor suele contener un regulador que controla el voltaje CC de salida o lo mantiene en el nivel requerido.

La conversión de alta frecuencia se puede realizar utilizando varios circuitos, pero si hablamos de circuitos push-pull, entonces podemos nombrar dos tipos: circuitos con forma rectangular de la corriente del interruptor de alimentación y resonantes con forma sinusoidal (o cuasi-sinusoidal). ) forma de la corriente del interruptor.

La eficiencia operativa de los convertidores está determinada en gran medida por las pérdidas de conmutación dinámicas en los elementos de potencia al cambiar los valores de corriente operativa. La experiencia en el desarrollo de convertidores con una potencia superior a 100 W muestra que es posible reducir estas pérdidas principalmente mediante el uso de elementos de conmutación (transistores) con tiempos de conmutación bajos y formando la trayectoria de conmutación correcta. La base de elementos actual, por supuesto, tiene características dinámicas bastante altas, pero, sin embargo, todavía están lejos de ser ideales. Por lo tanto, las limitaciones tecnológicas a menudo provocan sobretensiones importantes en los elementos del circuito de potencia, lo que reduce la fiabilidad general del convertidor.

Configurar la ruta de conmutación correcta es una tarea importante, que también puede reducir significativamente las sobretensiones de conmutación. Este método proporciona la llamada conmutación "suave" al redistribuir la energía entre la parte de potencia real del elemento de conmutación (interruptor de transistor) y el elemento de formación. La reducción de las pérdidas se produce por el retorno de la energía que han acumulado. Recordemos que los representantes más conocidos de los elementos formadores son todo tipo de circuitos RCD, resistencias de amortiguación, amortiguadores, etc.

La práctica de desarrollar convertidores reales muestra que al crear un dispositivo con una potencia nominal de cientos a miles de vatios, es necesario literalmente "dar" por cada vatio de potencia efectiva, para reducir al máximo las pérdidas de calor, lo que reduce el consumo total. eficiencia del convertidor.

Otro problema se relaciona con la necesidad de protección de alta velocidad contra cortocircuitos (cortocircuitos) en la carga. El problema es principalmente que una protección demasiado rápida se vuelve demasiado susceptible a falsas alarmas, disparando el convertidor incluso cuando no hay peligro para él. Una protección demasiado lenta es resistente a falsas alarmas, pero es poco probable que proteja el dispositivo. Se necesita mucho esfuerzo para diseñar una protección óptima.

En relación con lo anterior, el convertidor de alta frecuencia clásico no cumple del todo con los requisitos modernos de la tecnología de conversión de energía. Es necesario encontrar nuevas formas de construir estos dispositivos.

Recientemente, los ingenieros han prestado atención a los convertidores resonantes como dispositivos con grandes capacidades potenciales. En los convertidores resonantes, las pérdidas dinámicas son fundamentalmente menores, crean mucha menos interferencia, ya que la conmutación no se produce con bordes rectos ricos en armónicos, sino con una forma de señal suave, cercana a la sinusoidal. Los convertidores resonantes son más confiables; no requieren una protección rápida contra cortocircuitos (cortocircuitos) en la carga, porque la corriente de cortocircuito se limita de forma natural. Es cierto que debido a la forma sinusoidal de la corriente, las pérdidas estáticas en los elementos de potencia aumentan ligeramente, pero como los convertidores resonantes no son tan exigentes con la dinámica de conmutación de los elementos de potencia, se pueden usar transistores IGBT de clase estándar, en los que el voltaje de saturación es menor que el de los transistores IGBT de alta velocidad. También se puede pensar en los transistores SIT e incluso en los bipolares, aunque, en opinión del autor del sitio, es mejor no recordar estos últimos en este contexto.

Desde el punto de vista de la construcción de un circuito de potencia, los convertidores resonantes son simples y confiables. Sin embargo, hasta ahora no han podido sustituir a los convertidores convencionales de medio puente y de puente completo debido a problemas fundamentales con la regulación de la tensión de salida. Los convertidores convencionales utilizan el principio de control basado en la modulación de ancho de pulso (PWM), y aquí no hay dificultades. En los convertidores resonantes, el uso de PWM y otros métodos especiales (por ejemplo, regulación de frecuencia cambiando la frecuencia de conmutación) conduce a un aumento de las pérdidas dinámicas, que en algunos casos llegan a ser comparables o incluso superiores a las pérdidas de los convertidores clásicos. El uso de circuitos conformadores se justifica en un rango de frecuencia limitado y con una profundidad de regulación muy pequeña. Existe un método ligeramente más eficaz, basado en una reducción significativa de la frecuencia de conmutación, lo que conduce a una disminución de la corriente de carga media y, por tanto, de la potencia de salida. Pero este método de regulación de frecuencia también puede considerarse un compromiso y, por tanto, no satisface suficientemente las exigencias modernas.

Y, sin embargo, los convertidores resonantes resultaron tan tentadores que se inventaron varias formas más de aumentar su eficiencia y profundidad de regulación. Desgraciadamente, estas ideas tampoco resultaron suficientemente eficaces. El uso de un regulador de impulsos adicional instalado en la salida conlleva la necesidad de utilizar otro enlace de conversión y, por tanto, reduce la eficiencia. El diseño con espiras de conmutación del transformador vuelve a complicar significativamente el convertidor, aumenta su coste y hace imposible su uso en zonas de consumo.

De lo anterior, podemos concluir que el principal problema que impide el uso generalizado de convertidores resonantes radica en la creación de un método eficaz para una regulación profunda de la tensión de salida. Si se resuelve este problema, será posible mejorar significativamente las características de los dispositivos electrónicos de potencia y su posterior distribución en áreas de aplicación de la tecnología de convertidores nuevas y ya desarrolladas.

Los especialistas de Elkon han logrado avances significativos en la investigación de métodos de control mediante la reducción de la frecuencia de conmutación. Es este método el que se tomó como base, ya que conserva la principal ventaja del circuito resonante: la conmutación con corriente cero. El estudio de los procesos que ocurren en un convertidor resonante convencional permitió perfeccionar su circuito y encontrar un mecanismo de control más efectivo para una amplia gama de cargas y un rango de frecuencia aceptable, lo que formó la base de una patente internacional. Además, fue posible lograr la misma amplitud de las corrientes del transistor de potencia tanto en el modo de carga nominal como en el modo de cortocircuito, la ausencia de corrientes a través de los transistores de potencia incluso a la frecuencia de conmutación máxima y una característica de carga "suave" ( mucho mejor que el de un convertidor resonante convencional).

El circuito completo del convertidor resonante modernizado es objeto del know-how de Elcon; sin embargo, para que el lector pueda comprender cuál es la mejora, a continuación se proporciona información de la patente "Método para la conversión controlada de tensión CC resonante".

La invención está destinada a la implementación de convertidores de voltaje resonante de transistores de alta frecuencia ajustables, potentes, económicos y eficientes para diversas aplicaciones. Pueden ser convertidores de soldadura, instalaciones de calentamiento por inducción, dispositivos de transmisión de radio y más.

Hay un prototipo de un convertidor de voltaje resonante ajustable publicado en. En el prototipo: se crea una oscilación con su propio período To y el período de conmutación de los interruptores de potencia Tk; Los dispositivos de almacenamiento de energía capacitivos e inductivos se utilizan con consumo de una fuente de voltaje constante y transferencia de parte de la energía a la carga mediante un rectificador; La regulación de tensión se realiza mediante desafinación por resonancia con un período de oscilaciones naturales To de la frecuencia de conmutación Tk, cercano a To.

Como se mencionó anteriormente, la desafinación conduce a un aumento significativo de las pérdidas dinámicas y, en general, reduce la confiabilidad del convertidor, ya que la desafinación pierde la principal ventaja de un convertidor resonante: la conmutación a corrientes cero. Todo esto lleva al hecho de que es recomendable utilizar el método solo en convertidores de baja potencia.

Hay un prototipo más cercano, publicado en el trabajo. Este prototipo también crea una oscilación con su propio período To y el período de conmutación de las teclas Tk, pero Tk>To; Los dispositivos de almacenamiento de energía capacitivos e inductivos se utilizan con consumo de una fuente de voltaje constante y transferencia de parte de la energía a la carga mediante un rectificador; la tensión de salida se regula cambiando el período de conmutación Tk. Sin embargo, aquí el exceso de energía del acumulador capacitivo se devuelve a la fuente de corriente debido a la descarga del acumulador capacitivo a través de la carga, y la parte frontal de los impulsos de corriente de los interruptores de potencia se limita mediante un acumulador inductivo adicional. Este método conserva la principal ventaja de un convertidor resonante: la capacidad de conmutar interruptores de alimentación con corriente cero.

Desgraciadamente, este prototipo también presenta una serie de deficiencias. Una de las desventajas fundamentales es el aumento de la corriente de los interruptores en caso de sobrecargas o cortocircuitos en el circuito de carga a la frecuencia nominal o máxima. Dado que en este caso los elementos inductivos almacenan una gran cantidad de energía, no tiene tiempo de regresar completamente a la fuente de energía en un corto período (Tk-To)/2. Otro inconveniente es la interrupción forzada de la corriente a través de los interruptores a pesar de que el flanco de conmutación esté activado. Aquí surge la necesidad de una protección compleja de los elementos clave, lo que reduce el rango general de regulación de voltaje, lo que conduce a una reducción del ámbito de aplicación del convertidor.

El dispositivo con el que se puede implementar este método es un convertidor de medio puente resonante convencional con un divisor de voltaje capacitivo (almacenamiento capacitivo) y un almacenamiento inductivo, conectado con una carga entre el bastidor del transistor de medio puente y el terminal medio del divisor capacitivo. . Se incluyen acumuladores inductivos adicionales en las ramas o circuitos de cada elemento clave.

El dispositivo propuesto por Elcon resuelve el problema de proporcionar una amplia gama de regulación de voltaje de carga y, por lo tanto, amplía el alcance de su aplicación. En el nuevo método se pueden encontrar algunas analogías con los prototipos y: se crean oscilaciones con un período natural To y un período de conmutación Tk, con Tk>To también se utiliza un dispositivo de almacenamiento capacitivo e inductivo con consumo de una fuente de voltaje constante. y parte de la energía se transfiere a la carga mediante un rectificador, también se realiza el retorno del exceso de energía desde el dispositivo de almacenamiento capacitivo a la fuente, la regulación de voltaje se realiza cambiando Tk. La novedad del método radica en que simultáneamente a las primeras oscilaciones se crean segundas oscilaciones con su propio periodo To y periodo de conmutación Tk, utilizando el mismo acumulador capacitivo y un segundo acumulador inductivo, consumiendo energía del acumulador capacitivo y transfiriendo energía. a la carga con un rectificador.

La característica principal del método propuesto es el flujo simultáneo de corrientes de la primera y segunda oscilaciones a través de los elementos clave de tal manera que la corriente total a través de ellos no sufre una interrupción, lo que permite devolver la energía de los dispositivos de almacenamiento inductivos. a máxima frecuencia incluso cuando se produce un cortocircuito. Al mismo tiempo, la amplitud actual de los elementos clave se mantiene en el nivel de los valores nominales. Este método "funciona" en todo el rango de períodos de conmutación Tk, lo que resuelve con éxito el problema del convertidor resonante.

El dispositivo mostrado en Figura 1, contiene un generador de impulsos maestro controlado (1), cuyas salidas están conectadas a las puertas de los transistores (2) y (3), formando un bastidor de medio puente (brazo de medio puente). El punto común de conexión de los transistores (2) y (3) a través de un almacenamiento capacitivo (condensador resonante), denominado (5), se conecta a uno de los terminales de la carga del transformador-rectificador (6). Los acumuladores inductivos (choques resonantes), designados (7) y (8), están conectados en serie. Su punto de conexión común está conectado a otro terminal de carga (6). La fuente de tensión de alimentación (9) está conectada a los terminales inferiores del inductor (7) y al emisor del transistor (2). El terminal superior del inductor (8) está conectado al colector del transistor (3).

En Figura 2 Se muestran gráficos que muestran el funcionamiento de este convertidor resonante. El oscilador maestro (1) produce pulsos de control parafásicos que se muestran en Fig.2 ab, duración To/2 y periodo de conmutación ajustable Tk, que a su vez abre los transistores (2) y (3). En el modo de funcionamiento de estado estable del convertidor, en el momento t1 se aplica un pulso de control al transistor (2) y un pulso de corriente sinusoidal I1 comienza a fluir a través de él, como se muestra en Figura 2c, - las llamadas “primeras vibraciones”. Al mismo tiempo, la corriente I2 continúa fluyendo a través del diodo antiparalelo (opuesto) (4) del transistor (3): las "segundas oscilaciones".

figura 3 El primer ciclo del circuito.

En figura 3 Se muestra el primer ciclo de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t1…t2). Condensador resonante (5) con voltaje U5, cuyo gráfico se muestra en Figura 2 d., se recarga a través de una carga transformador-rectificador (6), que incluye un transformador (6.1), un rectificador (6.2) y la propia carga (6.3). El primer estrangulador resonante (7) almacena energía. Al mismo tiempo, el condensador resonante (5) se descarga a través del segundo estrangulador resonante (8) con un voltaje U8, cuyo gráfico se muestra en Figura 2 d. El inductor (8) almacena energía según la polaridad indicada en el gráfico.

Figura 4 El segundo ciclo del circuito.

En Figura 4 Se muestra el segundo ciclo de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t2…t3). El condensador resonante (5) continúa recargándose a través de la carga transformador-rectificador (6) y la primera bobina resonante (7). Además, el condensador resonante (5) se recarga a través del segundo estrangulador resonante (8), que ya libera energía de acuerdo con la polaridad especificada.

Figura 5 El tercer ciclo del circuito.

En Figura 5 Se muestra el tercer ciclo de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t3…t4). El condensador resonante (5) continúa cargándose a través de la carga del transformador-rectificador (6) y el primer choque resonante (7) con el voltaje U7 que se muestra en el gráfico. Fig.2 mi. Al mismo tiempo, el condensador resonante (5) ya está cargado desde el segundo inductor resonante (8), que continúa liberando energía según la polaridad especificada.

Figura 6 El cuarto ciclo del circuito.

En Figura 6 Se muestra el cuarto ciclo de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t4…t5). El condensador resonante (5) continúa cargándose a través de la carga del transformador-rectificador (6) y el primer inductor resonante (7), que ya libera energía de acuerdo con la polaridad indicada en la figura. Al mismo tiempo, el condensador resonante (5) continúa siendo cargado por el segundo inductor resonante (8).

En Figura 8 Se muestra el sexto ciclo de reloj del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t6...t7). El condensador resonante (5) ya transfiere energía a través de la carga del transformador-rectificador (6) y el primer inductor resonante (7) a la fuente de energía (9). La corriente I1 cambia de dirección.

figura 9 El séptimo ciclo del circuito.

En Figura 9 Se muestra el séptimo ciclo de reloj del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t7...t8). El pulso de control se suministra al transistor (3) y comienza a fluir un pulso de corriente sinusoidal I2 de acuerdo con Figura 2c, a través de este transistor (“segunda oscilación”). La corriente I1 también continúa fluyendo a través del diodo antiparalelo (10) del transistor (2): la "primera oscilación". El condensador resonante (5) suministra energía a través de la carga del transformador-rectificador (6) y el primer inductor resonante (7) a la fuente de voltaje de suministro (9) y al segundo inductor resonante (8).

En Figura 11 Se muestra el noveno ciclo de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t9…t10). Todos los dispositivos de almacenamiento ceden su energía.

En Figura 13 Se muestra el ciclo final de operación del circuito, reflejando su comportamiento en el intervalo (t11…t1). Se descarga el condensador resonante (5), luego se repiten los procesos.

Tenga en cuenta: en el intervalo de tiempo t6-t7, la energía regresa a la fuente, ya que la corriente I1 cambia de dirección. La amplitud negativa de la corriente I1 está determinada por la carga del convertidor. Este hecho determina las ventajas adicionales del método: la amplitud de la corriente a través de los interruptores no aumenta hasta que se produce un cortocircuito en la carga. Además, el problema de las corrientes pasantes está completamente ausente, lo que simplifica y hace que el control de los transistores sea confiable. También desaparece el problema de crear protecciones rápidas para evitar el modo cortocircuito.

Esta idea fue la base de los prototipos, así como de los productos en serie que produce actualmente Elcon. Por ejemplo, un convertidor de tensión con una potencia de 1,8 kW, diseñado para una estación de protección catódica para tuberías subterráneas, se alimenta de una red CA monofásica de 220 V 50 Hz. Utiliza transistores IGBT ultrarrápidos tipo IGBT con diodo opuesto incorporado, la capacitancia del condensador resonante (5) es de 0,15 μF, la inductancia de los chokes resonantes (7) y (8) es de 25 μH cada uno. El período de oscilación natural To es de 12 μs, la relación de transformación del transformador (6.1) es 0,5, lo que determina el rango de carga nominal (0,8…2,0) ohmios. Para un valor mínimo del período de conmutación Tk igual a 13 μs (con una frecuencia de conmutación fk igual a 77 kHz) y una carga de 1 Ohm, las amplitudes de las corrientes I1 e I2, respectivamente, son más 29 A y menos 7 A. Para una carga de 0,5 ohmios, las amplitudes de las corrientes I1 e I2 fueron, respectivamente, más 29 A y menos 14 A. En el caso de un cortocircuito, estos valores son más 29 A y menos 21 A, el promedio La corriente a través de la carga es de 50 A, es decir, se manifiesta el efecto de limitar la corriente de cortocircuito.

En Figura 14 muestra la familia de características de ajuste del convertidor. Es importante tener en cuenta que en todo el rango de frecuencia de conmutación, los pulsos de conmutación se aplican con corriente cero. Estos resultados se obtuvieron en el sistema de modelado de circuitos OrCAD 9.1 y luego se probaron en un prototipo a escala real.

A modo de comparación, en Figura 15 Se presenta una familia de características de ajuste de un convertidor resonante clásico de potencia similar. El período de conmutación mínimo Tk aumenta debido a la aparición de corrientes de paso y es de 14 μs (a una frecuencia de conmutación fk igual a 72 kHz). Para esta frecuencia nominal, se realiza el modo de conmutación de corriente cero. Para una resistencia de carga de 1 ohmio, la amplitud de la corriente de carga es de 30 A; para una resistencia de 0,5 ohmios, la amplitud ya es de 58 A. En el caso de un cortocircuito, la amplitud de la corriente a través de los transistores supera los 100 A, la conmutación de los transistores de potencia ya no se produce con corriente cero y la corriente de carga promedio supera los 180 A. Así, como se indicó Antes, existe la necesidad de una protección rápida contra cortocircuitos para evitar un accidente.

La sección de control "A" (líneas finas) caracteriza el modo de conmutación que no es con corriente cero. De interés práctico es la sección de regulación “B”, cuando la frecuencia de conmutación es dos o más veces menor que la nominal. Se puede observar que la profundidad de regulación de esta manera para un convertidor clásico es significativamente menor que en el convertidor Elkon, y la necesidad de operar a una frecuencia de conmutación más baja empeora el rendimiento energético específico del convertidor clásico. El convertidor Elkon propuesto tiene características de control prácticamente aceptables y una gama de cambios en la frecuencia de conmutación.

Teniendo en cuenta la característica de carga suave, es posible regular la tensión de salida a una frecuencia fija mediante la regulación de fase de dos convertidores conectados en paralelo a tensión alterna. Esta opción se probó en un prototipo de 1,2 kW. El voltaje de salida varía de cero al máximo.

Los resultados obtenidos sugieren que los convertidores de tensión que utilizan el nuevo método de conversión resonante encontrarán una aplicación más amplia en todas las áreas de uso de los convertidores convencionales con regulación PWM para decenas de kW o más.

Y ahora, un poco sobre los productos en serie. La empresa Elkon produce:
- estaciones de protección catódica con potencias de 0,6, 1,5, 3,0 y 5,0 kW, con una eficiencia en modo nominal no inferior al 93%;
- fuentes para soldadura por arco manual con una potencia de 5,0 y 8,0 kW alimentadas desde una red de 220 voltios 50 Hz;
- fuentes para soldadura por arco manual con una potencia de 12 kW alimentadas por una red trifásica de 380 voltios 50 Hz;
- fuentes para calentar piezas en bruto de forja con una potencia de 7,0 kW alimentadas por una red de 220 voltios y 50 Hz;
- convertidores para una batería solar de alto voltaje con una potencia de 5,0 kW con un voltaje de entrada de 200 a 650 V y un voltaje de salida de 400 V; Modulando la tensión de salida del convertidor según una ley sinusoidal con una frecuencia de 100 Hz y posterior distribución de medias ondas, la electricidad se transfiere desde la batería solar a la red de 220 voltios y 50 Hz.
Los empleados de la empresa esperan que esta idea también inspire a los radioaficionados experimentados que se dedican al diseño de equipos de soldadura.

LITERATURA
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Patente PCT, WO94/14230, 23.06.94, H02M 3/335.
Patente PCT/MD 03/00001. 16/05/2002, H02M3/337 lo que escriben

Todo el mundo tiene un transformador resonante, pero estamos tan acostumbrados a ellos que no nos damos cuenta de cómo funcionan. Habiendo encendido la radio, la sintonizamos en la emisora ​​que queremos recibir. Con la posición adecuada del mando de sintonización, el receptor recibirá y amplificará vibraciones sólo de aquellas frecuencias que transmite esta estación de radio, no aceptará vibraciones de otras frecuencias. Decimos que el receptor está sintonizado.

La sintonización del receptor se basa en el importante fenómeno físico de la resonancia. Al girar la perilla de sintonización, cambiamos la capacitancia del capacitor y, por lo tanto, la frecuencia natural del circuito oscilatorio. Cuando la frecuencia natural del circuito receptor de radio coincide con la frecuencia de la estación transmisora, se produce resonancia. La intensidad actual en el circuito del receptor de radio alcanza su máximo y el volumen de recepción de esta estación de radio es el más alto.

El fenómeno de la resonancia eléctrica permite sintonizar transmisores y receptores a determinadas frecuencias y garantizar su funcionamiento sin interferencias mutuas. En este caso, la potencia eléctrica de la señal de entrada se multiplica varias veces.

En la ingeniería eléctrica ocurre lo mismo.

Conectemos el condensador al devanado secundario de un transformador de red convencional, y la corriente y el voltaje de este circuito oscilatorio estarán desfasados ​​90°. Lo bueno es que el transformador no notará esta conexión y su consumo de corriente disminuirá.

Cita de Héctor: "Ningún científico podría haber imaginado que el secreto de ZPE podría expresarse con sólo tres letras: ¡RLC!"

Un sistema resonante que consta de un transformador, una carga R (en forma de bombilla incandescente), un banco de condensadores C (para sintonizar la resonancia), un osciloscopio de 2 canales, una bobina de inductancia variable L (para configurar con precisión la ANNODO DE CORRIENTE en la bombilla y antinodo de voltaje en el capacitor). En resonancia, la energía radiante comienza a fluir hacia el circuito RLC. Para dirigirlo a la carga R, es necesario CREAR UNA ONDA ESTACIONARIA y alinear con precisión el antinodo actual en el circuito resonante con la carga R.

Procedimiento: Conecta el devanado primario del transformador a una red de 220 V o a cualquier fuente de voltaje que tengas. Al ajustar el circuito oscilatorio, debido a la capacitancia C, la bobina de inductancia variable L, la resistencia de carga R, debe CREAR UNA ONDA ESTACIONARIA, en la que el antinodo actual aparecerá en el sur R. Una lámpara de 300 W está conectada al ¡antinodo actual y arde a máxima intensidad a voltaje cero!

Giro de cortocircuito en Add. tr-re no solo calienta hasta 400°C, sino que satura su núcleo y el núcleo también se calienta hasta 90°C, lo que se puede utilizar

Una imagen increíble: la máquina produce una corriente igual a cero, pero se divide en dos ramas de 80 amperios cada una. ¿No es un buen ejemplo para un primer contacto con las corrientes alternas?

El efecto máximo del uso de resonancia en un circuito oscilatorio se puede obtener diseñándolo para aumentar el factor de calidad. La palabra "factor de calidad" no sólo significa un circuito oscilatorio "bien hecho". El factor de calidad de un circuito es la relación entre la corriente que fluye a través del elemento reactivo y la corriente que fluye a través del elemento activo del circuito. En un circuito oscilatorio resonante se puede obtener un factor de calidad de 30 a 200. Al mismo tiempo, a través de los elementos reactivos fluyen corrientes: inductancia y capacitancia, mucho mayores que la corriente de la fuente. Estas grandes corrientes "reactivas" no abandonan el circuito, porque Son antifase y se compensan solos, pero en realidad crean un potente campo magnético y pueden "trabajar", por ejemplo, cuya eficacia depende del modo de funcionamiento resonante.

Analicemos el funcionamiento del circuito resonante en el simulador. http://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html(programa gratuito)

Un circuito resonante correctamente construido ( La resonancia necesita ser construida, no ensamblada a partir de lo que está a mano.) consume solo unos pocos vatios de la red, mientras que en el circuito oscilante tenemos kilovatios de energía reactiva, que se pueden extraer para calentar una casa o un invernadero mediante una caldera de inducción o mediante un transformador unidireccional.

Por ejemplo, tenemos una red doméstica de 220 voltios, 50 Hz. Tarea: obtener una corriente de 70 amperios a partir de la inductancia en un circuito oscilante resonante paralelo

Ley de Ohm para corriente alterna para un circuito con inductancia.

I = U / X L, donde X L es la reactancia inductiva de la bobina

Lo sabemos

X L = 2πfL, donde f es la frecuencia de 50 Hz, L es la inductancia de la bobina (en Henry)

donde encontramos la inductancia L

L = U / 2πfI = 220 voltios / 2 3,14 * 50 Hz 70 amperios = 0,010 Henry (10 millas Henry o 10 mH).

Respuesta: para obtener una corriente de 70 amperios en un circuito oscilante paralelo, es necesario construir una bobina con una inductancia de 10 millas Henry.

Según la fórmula de Thomson

fres = 1 / (2π √ (L C)) encontramos el valor de la capacitancia del capacitor para un circuito oscilatorio dado

C = 1 / 4p 2 Lf 2 = 1 / (4 (3,14 3,14) * 0,01 Henry (50 Hz 50 Hz)) = 0,001014 Faradio (o 1014 micro Faradio, o 1,014 mi Faradio o 1 mF)

El consumo de red de este circuito autooscilante resonante paralelo será de sólo 6,27 vatios (ver figura a continuación)

Potencia reactiva de 24000 VA con consumo de 1300 W Diodo antes del circuito resonante

Conclusión: un diodo delante del circuito resonante reduce el consumo de la red 2 veces, los diodos dentro del circuito resonante reducen el consumo otras 2 veces. ¡Reducción general del consumo de energía 4 veces!

Finalmente:

¡Un circuito resonante paralelo aumenta la potencia reactiva 10 veces!

El diodo delante del circuito resonante reduce el consumo de energía 2 veces,

Los diodos dentro del circuito resonante reducen aún más el consumo 2 veces.

Un transformador asimétrico tiene dos bobinas L2 y Ls.

Por ejemplo, el transformador que se muestra a continuación es un transformador de aislamiento 220/220 fabricado según el principio asimétrico.

Si aplicamos 220 voltios a Ls, entonces quitaremos 110 voltios a L2.

Si se suministran 220 voltios a L2, entonces se eliminarán 6 voltios de Ls.

La asimetría en la transmisión de voltaje es obvia.

Este efecto se puede utilizar en el circuito del amplificador de potencia resonante Gromov/Andreev reemplazando el escudo magnético con un transformador asimétrico.

El secreto para amplificar corriente en un transformador asimétrico es el siguiente:

Si un flujo electromagnético pasa a través de muchos transformadores asimétricos, ninguno de ellos afectará este flujo, porque cualquiera de los transformadores asimétricos no afecta el flujo. La implementación de este enfoque consiste en un conjunto de estranguladores en núcleos en forma de W e instalados a lo largo del eje del campo de acción externo recibido de la bobina Ls.

Si luego conectamos en paralelo las bobinas secundarias L2 de los transformadores, obtenemos una amplificación de corriente.

Como resultado: obtenemos un conjunto de transformadores asimétricos organizados en una pila:

Para nivelar el campo en los bordes de Ls, se pueden disponer vueltas adicionales en sus extremos.

Las bobinas están formadas por 5 secciones, sobre núcleos de ferrita tipo W con una permeabilidad de 2500, utilizando alambre con aislamiento plástico.

Las secciones centrales del transformador L2 tienen 25 vueltas y los transformadores exteriores tienen 36 vueltas (para ecualizar el voltaje inducido en ellas).

Todas las secciones están conectadas en paralelo.

La bobina exterior Ls tiene vueltas adicionales para igualar el campo magnético en sus extremos); al enrollar LS se utilizó un devanado de una sola capa, el número de vueltas dependía del diámetro del cable. La amplificación actual para estas bobinas específicas es 4x.

El cambio en la inductancia Ls es del 3% (si se cortocircuita L2 para simular la corriente en el secundario (es decir, como si se le conectara una carga)

Para evitar perder la mitad del flujo de inducción magnética del devanado primario en el circuito magnético abierto de un transformador asimétrico, que consta de un número n de bobinas en forma de W o de U, se puede cerrar, como se muestra a continuación.

0. Generador de energía libre resonante. El exceso de potencia de 95 W en el devanado captador se logra utilizando 1) resonancia de voltaje en el devanado de excitación y 2) resonancia de corriente en el circuito resonante. Frecuencia 7,5 kHz. Consumo primario 200 mA, 9 Voltios video1 y video2

1. Dispositivos para la obtención de energía gratuita. Enlace de Patrick J. Kelly

Haga clic en Romanov https://youtu.be/oUl1cxVl4X0

Configuración de la frecuencia de Klatsalka según Romanov https://youtu.be/SC7cRArqOAg

Modulación de una señal de baja frecuencia con una señal de alta frecuencia para enlace push-pull

resonancia electrica

En el circuito oscilante de la figura, la capacitancia C, la inductancia L y la resistencia R están conectadas en serie con la fuente EMF.

La resonancia en dicho circuito se llama resonancia de voltaje en serie. Su rasgo característico es que el voltaje a través de la capacitancia y la inductancia en resonancia es significativamente mayor que el EMF externo. El circuito resonante en serie parece amplificar el voltaje.

Las oscilaciones eléctricas libres en un circuito siempre decaen. Para obtener oscilaciones no amortiguadas, es necesario reponer la energía del circuito mediante EMF externo.

La fuente de EMF en el circuito es la bobina L, acoplada inductivamente al circuito de salida del generador de oscilaciones eléctricas.

Como generador puede servir una red eléctrica con una frecuencia constante f = 50 Hz.

El generador crea una cierta EMF en la bobina L del circuito oscilatorio.

Cada valor del condensador C corresponde a su propia frecuencia natural del circuito oscilatorio.

Que cambia con el cambio en la capacitancia del capacitor C. Al mismo tiempo, la frecuencia del generador permanece constante.

Así, para hacer posible la resonancia, la inductancia L y la capacitancia C se seleccionan según la frecuencia.

Si se incluyen tres elementos en el circuito oscilatorio 1: capacitancia C, inductancia L y resistencia R, ¿cómo afectan todos ellos a la amplitud de la corriente en el circuito?

Las propiedades eléctricas de un circuito están determinadas por su curva de resonancia.

Conociendo la curva resonante, podemos saber de antemano qué amplitud alcanzarán las oscilaciones con la sintonización más precisa (punto P) y cómo la corriente en el circuito se verá afectada por un cambio en la capacitancia C, la inductancia L y la resistencia activa R. Por lo tanto , la tarea es construir a partir de los datos del circuito (capacitancia, inductancia y resistencia) su curva de resonancia. Una vez aprendido, podremos imaginar de antemano cómo se comportará el circuito con cualquier valor de C, L y R.

Nuestra experiencia es la siguiente: cambiamos la capacitancia del capacitor C y anotamos la corriente en el circuito usando un amperímetro para cada valor de capacitancia.

Utilizando los datos obtenidos, construimos una curva de resonancia para la corriente en el circuito. En el eje horizontal trazaremos para cada valor C la relación entre la frecuencia del generador y la frecuencia natural del circuito. Tracemos verticalmente la relación entre la corriente en una capacitancia dada y la corriente en resonancia.

Cuando la frecuencia natural fo del circuito se acerca a la frecuencia f de la fem externa, la corriente en el circuito alcanza su valor máximo.

Con la resonancia eléctrica, no solo la corriente alcanza su valor máximo, sino también la carga y, por tanto, la tensión en el condensador.

Veamos el papel de la capacitancia, la inductancia y la resistencia por separado y luego todos juntos.

Zaev N.E., Conversión directa de energía térmica en energía eléctrica. Patente RF 2236723. La invención se refiere a dispositivos para convertir un tipo de energía en otro y puede usarse para generar electricidad sin consumo de combustible debido a la energía térmica del medio ambiente. A diferencia de los condensadores no lineales, los varicondos, el cambio (porcentaje) de la capacitancia debido a un cambio en la constante dieléctrica es insignificante, lo que no permite el uso de varicondos (y dispositivos basados ​​​​en ellos) a escala industrial, aquí se utilizan los de óxido de aluminio. , es decir. Condensadores electrolíticos convencionales. El condensador se carga mediante pulsos de voltaje unipolares, cuyo flanco anterior tiene una pendiente de menos de 90°, y el borde de salida, más de 90°, mientras que la relación entre la duración de los pulsos de voltaje y la duración del proceso de carga es de 2 a 5, y después del final del proceso de carga se forma una pausa, determinada por la relación T=1/RC 10-3 (seg), donde T es el tiempo de pausa, R es la resistencia de carga (Ohm) , C es la capacitancia del capacitor (faradio), después de lo cual el capacitor se descarga a la carga, cuyo tiempo es igual a la duración del pulso de voltaje unipolar. La peculiaridad del método es que una vez finalizada la descarga del condensador, se forma una pausa adicional.

Los impulsos de tensión unipolar para cargar un condensador electrolítico pueden tener no sólo una forma triangular, lo principal es que los bordes anterior y posterior no están a 90°, es decir. Las legumbres no deben ser rectangulares. Durante el experimento se utilizaron pulsos obtenidos como resultado de la rectificación de onda completa de la señal de la red de 50 Hz. (ver enlace)

Http:="">Se muestra la necesidad de cambiar la energía interna del dieléctrico de un capacitor (ferrita en inductancia) durante el ciclo “Carga-Descarga” (“magnetización - desmagnetización”), si ∂ε/∂E ≠ 0 , (∂µ/∂H ≠ 0 ),

La capacitancia 1/2πfC depende de la frecuencia.

La figura muestra una gráfica de esta relación.

El eje horizontal representa la frecuencia f y el eje vertical representa la capacitancia Xc = 1/2πfC.

Vemos que el condensador transmite altas frecuencias (Xc es pequeño) y retrasa las bajas frecuencias (Xc es grande).

El efecto de la inductancia en un circuito resonante.

La capacitancia y la inductancia tienen efectos opuestos sobre la corriente en un circuito. Deje que el EMF externo cargue el capacitor primero. A medida que aumenta la carga, aumenta el voltaje U a través del capacitor. Está dirigido contra el EMF externo y reduce la corriente de carga del condensador. La inductancia, por el contrario, tiende a mantenerla a medida que disminuye la corriente. En el siguiente cuarto del período, cuando el condensador se descarga, el voltaje a través de él tiende a aumentar la corriente de carga, mientras que la inductancia, por el contrario, evita este aumento. Cuanto mayor sea la inductancia de la bobina, menor será el valor que tendrá tiempo de alcanzar la corriente de descarga en un cuarto del período.

La corriente en un circuito con inductancia es igual a I = U/2πfL. Cuanto mayor sea la inductancia y la frecuencia, menor será la corriente.

La reactancia inductiva se llama resistencia porque limita la corriente en el circuito. Se crea una fem de autoinducción en el inductor, que evita que la corriente aumente, y la corriente solo logra aumentar hasta un cierto valor i=U/2πfL. En este caso, la energía eléctrica del generador se convierte en energía magnética de la corriente (campo magnético de la bobina). Esto continúa durante una cuarta parte del período hasta que la corriente alcanza su valor máximo.

Los voltajes a través de la inductancia y la capacitancia en el modo de resonancia son iguales en magnitud y, al estar en antifase, se compensan entre sí. Por lo tanto, todo el voltaje aplicado al circuito cae sobre su resistencia activa.

Por tanto, la resistencia total Z de un condensador y una bobina conectados en serie es igual a la diferencia entre la reactancia capacitiva e inductiva:

Si también tenemos en cuenta la resistencia activa del circuito oscilatorio, entonces la fórmula para la resistencia total tomará la forma:

Cuando la capacitancia de un capacitor en un circuito oscilante es igual a la reactancia inductiva de la bobina

entonces la resistencia total del circuito Z a la corriente alterna será la más pequeña:

aquellos. cuando la resistencia total del circuito resonante es igual sólo a la resistencia activa del circuito, entonces la amplitud de la corriente I alcanza su valor máximo: Y VIENE LA RESONANCIA.

La resonancia ocurre cuando la frecuencia de la fem externa es igual a la frecuencia natural del sistema f = fo.

Si cambiamos la frecuencia del EMF externo o la frecuencia natural fo (desintonización), entonces para calcular la corriente en el circuito oscilatorio para cualquier desafinación, solo necesitamos sustituir los valores de R, L, C, w. y E en la fórmula.

En frecuencias por debajo de la resonancia, parte de la energía del EMF externo se gasta en superar las fuerzas restauradoras, en superar la reactancia capacitiva. En el siguiente cuarto del período, la dirección del movimiento coincide con la dirección de la fuerza restauradora, y esta fuerza libera a la fuente la energía recibida durante el primer cuarto del período. La reacción de la fuerza restauradora limita la amplitud de las oscilaciones.

A frecuencias superiores a la resonante, el papel principal lo juega la inercia (autoinducción): la fuerza externa no tiene tiempo de acelerar el cuerpo en un cuarto del período y no tiene tiempo de introducir suficiente energía en el circuito. .

A una frecuencia de resonancia, es fácil que una fuerza externa bombee el cuerpo, porque la frecuencia de sus vibraciones libres y la fuerza externa sólo superan la fricción (resistencia activa). En este caso, la resistencia total del circuito oscilante es igual solo a su resistencia activa Z = R, y la reactancia capacitiva Rc y la reactancia inductiva RL del circuito son iguales a 0. Por tanto, la corriente en el circuito es máxima I = U/R

La resonancia es el fenómeno de un fuerte aumento en la amplitud de las oscilaciones forzadas, que ocurre cuando la frecuencia de la influencia externa se acerca a ciertos valores (frecuencias resonantes) determinadas por las propiedades del sistema. Un aumento de amplitud es sólo una consecuencia de la resonancia, y la razón es la coincidencia de la frecuencia externa (excitante) con la frecuencia interna (natural) del sistema oscilatorio. Mediante el fenómeno de resonancia se pueden aislar y/o amplificar incluso oscilaciones periódicas muy débiles. La resonancia es un fenómeno cuando, a una determinada frecuencia de la fuerza motriz, el sistema oscilatorio resulta especialmente sensible a la acción de esta fuerza. El grado de capacidad de respuesta en la teoría de la oscilación se describe mediante una cantidad llamada factor de calidad.

El factor de calidad es una característica de un sistema oscilatorio que determina la banda de resonancia y muestra cuántas veces las reservas de energía en el sistema son mayores que las pérdidas de energía durante un período de oscilación.

El factor de calidad es inversamente proporcional a la tasa de caída de las oscilaciones naturales en el sistema: cuanto mayor sea el factor de calidad del sistema oscilatorio, menor será la pérdida de energía para cada período y más lentamente decaerán las oscilaciones.

Tesla escribió en sus diarios que la corriente dentro de un circuito oscilatorio paralelo tiene un factor de calidad varias veces mayor que fuera de él.

Resonancia en serie. Resonancia y transformador. Película 3

Circuito oscilatorio de diodos Se considera un nuevo circuito oscilatorio que utiliza dos inductores conectados a través de diodos. El factor de calidad del circuito aproximadamente se ha duplicado, aunque la impedancia característica del circuito ha disminuido. La inductancia se ha reducido a la mitad y la capacitancia ha aumentado.

Circuito oscilatorio resonante en serie-paralelo

Investigación sobre resonancia y factor de calidad de un circuito RLC.

Examinamos un modelo de computadora de un circuito RLC en el programa Open Physics, encontramos la frecuencia de resonancia del circuito, examinamos la dependencia del factor de calidad del circuito de la resistencia a la frecuencia de resonancia y trazamos gráficos.

En la parte práctica del trabajo se estudió un circuito RLC real utilizando el programa informático Audiotester. Encontramos la frecuencia de resonancia del circuito, estudiamos la dependencia del factor de calidad del circuito de la resistencia a la frecuencia de resonancia y trazamos gráficos.

conclusiones Lo que hicimos en la parte teórica y práctica del trabajo coincidió completamente.

· la resonancia en un circuito con un circuito oscilatorio se produce cuando la frecuencia del generador f coincide con la frecuencia del circuito oscilatorio fo;

· al aumentar la resistencia, el factor de calidad del circuito disminuye. El factor de calidad más alto con valores bajos de resistencia del circuito;

· el factor de calidad más alto del circuito se encuentra en la frecuencia de resonancia;

· la impedancia del circuito es mínima a la frecuencia de resonancia.

· un intento de eliminar directamente el exceso de energía del circuito oscilatorio conducirá a una amortiguación de las oscilaciones.

Las aplicaciones de los fenómenos de resonancia en la ingeniería radioeléctrica son innumerables.

Sin embargo, en ingeniería eléctrica el uso de la resonancia se ve obstaculizado por estereotipos y leyes modernas tácitas que imponen prohibiciones sobre el uso de la resonancia para obtener energía libre. Lo más interesante es que todas las centrales eléctricas utilizan este tipo de equipos desde hace mucho tiempo, porque el fenómeno de la resonancia en la red eléctrica es conocido por todos los electromecánicos, pero tienen objetivos completamente diferentes. Cuando se produce el fenómeno de resonancia, se produce una liberación de energía que puede superar la norma 10 veces y la mayoría de los dispositivos de consumo se queman. Después de eso, la inductancia de la red cambia y la resonancia desaparece, pero los dispositivos quemados no se pueden restaurar. Para evitar estos inconvenientes, se instalan insertos antirresonantes, que cambian automáticamente su capacitancia y retiran la red de la zona peligrosa tan pronto como se acerca a condiciones de resonancia. Si se mantuviera deliberadamente la resonancia en la red, con el consiguiente debilitamiento de la intensidad de la corriente en la salida de la subestación eléctrica resonante, el consumo de combustible se reduciría varias decenas de veces y el coste de la energía producida disminuiría. Pero la ingeniería eléctrica moderna lucha con la resonancia, creando transformadores antirresonancia, etc., y sus partidarios han desarrollado estereotipos persistentes con respecto a la amplificación de potencia resonante paramétrica. Por tanto, no todos los fenómenos de resonancia se realizan en la práctica.

Tomemos como ejemplo el libro “Libro de texto elemental de física”, editado por el académico G.S. Landsberg Volumen III Oscilaciones, ondas. Óptica. La estructura del átomo. – M.: 1975, 640 p. de la ilustración." Abrámoslo en las páginas 81 y 82, donde se proporciona una descripción de la configuración experimental para obtener resonancia en una frecuencia de corriente urbana de 50 Hertz.

Muestra claramente cómo es posible obtener voltajes decenas de veces mayores que el voltaje de la fuente de energía utilizando inductancia y capacitancia.

La resonancia es la acumulación de energía por parte del sistema, es decir. No es necesario aumentar la potencia de la fuente; el sistema acumula energía porque no tiene tiempo para gastarlo. Esto se hace agregando energía en el momento de máximas desviaciones en la frecuencia natural, el sistema libera energía y se congela en un "punto muerto", en este momento se aplica un pulso, se agrega energía al sistema, porque Por el momento simplemente no hay nada con qué gastarlo y la amplitud de las oscilaciones naturales aumenta, naturalmente no es infinita y depende de la potencia del sistema, será necesario introducir otra retroalimentación para limitar el bombeo, pensé. esto después de la explosión del devanado primario. Así, si no se toman medidas especiales, la potencia desarrollada por resonancia destruirá los elementos de la instalación.

Circuito eléctrico de un amplificador de potencia resonante de corriente de frecuencia industrial. Según Grómov.

El amplificador de corriente de frecuencia industrial resonante utiliza el fenómeno de ferrorresonancia del núcleo del transformador, así como el fenómeno de resonancia eléctrica en la resonancia LC del circuito oscilante en serie. El efecto de amplificación de potencia en un circuito resonante en serie se logra debido al hecho de que la resistencia de entrada del circuito oscilatorio en resonancia en serie es puramente activa y el voltaje en los elementos reactivos del circuito oscilatorio excede el voltaje de entrada en una cantidad igual al factor de calidad del circuito Q. Para mantener las oscilaciones no amortiguadas del circuito en serie en resonancia, es necesario compensar solo las pérdidas térmicas en la resistencia activa de la inductancia del circuito y la resistencia interna de la fuente de voltaje de entrada.

Diagrama de bloques y composición de un amplificador de potencia resonante, descrito por N.N. Gromov. en 2006, que se enumeran a continuación

El transformador reductor de entrada reduce el voltaje pero aumenta la corriente en el devanado secundario.

El circuito resonante en serie aumenta la referencia de voltaje.

Como se sabe, cuando hay resonancia en el secundario del transformador reductor de entrada, su consumo de corriente de la red disminuye. enlace

Como resultado, obtenemos alta corriente y alto voltaje en el circuito resonante, pero al mismo tiempo un consumo de red muy bajo.

En un amplificador de corriente de frecuencia industrial resonante, un transformador de potencia cargado introduce desafinación en el circuito oscilatorio en serie y reduce su factor de calidad.

La compensación de la desafinación por resonancia en el circuito oscilatorio se lleva a cabo mediante la introducción de retroalimentación mediante reactores magnéticos controlados. En el circuito de retroalimentación se realiza el análisis y suma geométrica de las corrientes componentes del devanado secundario y la carga, la formación y regulación de la corriente de control.

El circuito de retroalimentación consta de: parte del devanado secundario del transformador de potencia, un transformador de corriente, un rectificador y un reóstato para fijar el punto de funcionamiento, reactores magnéticos.

Para operar con una carga constante (constante), se pueden utilizar circuitos simplificados de amplificadores de potencia resonantes.

A continuación se presenta el diagrama de bloques de un amplificador de corriente de frecuencia industrial resonante simplificado.

El amplificador de potencia resonante más simple consta de sólo cuatro elementos.

El propósito de los elementos es el mismo que en el amplificador discutido anteriormente. La diferencia es que en el amplificador resonante más simple, la sintonización manual se realiza en resonancia para una carga específica.

1. Conecte el transformador de potencia 2 a la red y mida la corriente que consume con una carga determinada.

2. Mida la resistencia activa del devanado primario del transformador de potencia 2.

5. Seleccione un valor de reactancia inductiva para el reactor magnético ajustable igual a aproximadamente el 20% de la reactancia inductiva del transformador de potencia 2.

6. Haga un reactor magnético ajustable, con derivaciones desde la mitad del devanado hasta el final (cuantas más derivaciones se hagan, más precisa será la sintonización de resonancia).

7. Con base en la condición de igualdad de las reactancias inductiva y capacitiva XL=Xc en resonancia, calcule el valor de la capacitancia C, que debe conectarse en serie con el transformador de potencia y un reactor magnético ajustable para obtener un circuito resonante en serie.

8. A partir de la condición de resonancia, multiplique la corriente medida consumida por el transformador de potencia por la suma de las resistencias activas del devanado primario y del reactor magnético, y obtenga un valor de voltaje aproximado que debe aplicarse al circuito resonante en serie.

9. Tome un transformador que proporcione en la salida el voltaje encontrado en el paso 8 y la corriente consumida medida en el paso 1 (para el período de configuración del Amplificador, es más conveniente usar LATR).

10. Alimentar el circuito resonante de la red a través del transformador según la cláusula 9 (condensador conectado en serie, devanado primario del transformador de potencia cargado y reactor magnético).

11. Al cambiar la inductancia del reactor magnético cambiando los grifos, ajuste el circuito a resonancia a un voltaje de entrada reducido (para una sintonización precisa, puede cambiar la capacitancia del capacitor dentro de pequeños límites conectando capacitores pequeños en paralelo con el principal ).

12. Al cambiar el voltaje de entrada, establezca el valor de voltaje en el devanado primario del transformador de potencia a 220 V.

13. Desconecte LATR y conecte un transformador reductor estacionario con el mismo voltaje y corriente.

El campo de aplicación de los amplificadores de potencia resonantes son las instalaciones eléctricas estacionarias. Para objetos móviles, es recomendable utilizar transgeneradores de frecuencias más altas con la posterior conversión de corriente alterna a corriente continua.

El método tiene sus propias sutilezas, que son más fáciles de comprender mediante el método de la analogía mecánica. Imaginemos el proceso de carga de un condensador ordinario, sin dieléctrico, con dos placas y un espacio entre ellas. Al cargar un condensador de este tipo, sus placas se atraen entre sí con mayor fuerza cuanto mayor es la carga sobre ellas. Si las placas del capacitor tienen la capacidad de moverse, la distancia entre ellas disminuirá. Esto corresponde a un aumento en la capacidad del capacitor, porque La capacitancia depende de la distancia entre las placas. Por tanto, al "utilizar" el mismo número de electrones, se puede obtener más energía almacenada si se aumenta la capacitancia.

Imaginemos que se vierte agua en un balde de 10 litros. Supongamos que el balde es de goma y, en el proceso de llenado, su volumen aumenta, por ejemplo, un 20%. Como resultado, al escurrir el agua obtendremos 12 litros de agua, aunque el cubo se encogerá y cuando esté vacío tendrá un volumen de 10 litros. 2 litros adicionales, de alguna manera, en el proceso de "verter agua" fueron "atraídos del medio ambiente", por así decirlo, "se unieron" al flujo.

Para un capacitor, esto significa que si, a medida que aumenta la carga, aumenta la capacitancia, entonces la energía se absorbe del medio y se convierte en un exceso de energía eléctrica potencial almacenada. La situación de un condensador plano simple con un dieléctrico de aire es natural (las placas se atraen), lo que significa que podemos construir análogos mecánicos simples de varicondos en los que el exceso de energía se almacena en forma de energía potencial de compresión elástica de un resorte colocado. entre las placas del condensador. Es posible que este ciclo no sea tan rápido como en los dispositivos electrónicos con varicondos, pero la carga en las grandes placas del condensador puede ser significativa y el dispositivo puede generar más energía, incluso con oscilaciones de baja frecuencia. Durante la descarga, las placas vuelven a divergir a la distancia original, reduciendo la capacitancia inicial del condensador (el resorte se suelta). En este caso se debe observar un efecto refrescante del medio. La forma de la dependencia de la constante dieléctrica de un ferroeléctrico con la intensidad del campo aplicado se muestra en el gráfico de la Fig. 222.

En la sección inicial de la curva, la constante dieléctrica y, por tanto, la capacitancia del condensador, aumenta al aumentar el voltaje y luego disminuye. Es necesario cargar la capacidad solo al valor máximo (arriba en el gráfico), de lo contrario se pierde el efecto. La sección de trabajo de la curva está marcada en el gráfico de la Fig. 210 en gris, los cambios de voltaje en el ciclo de carga-descarga deben ocurrir dentro de esta sección de la curva. Una simple "carga-descarga" sin tener en cuenta el punto máximo de operación de la curva de dependencia de la permeabilidad de la intensidad del campo no producirá el efecto esperado. Los experimentos con condensadores "no lineales" parecen prometedores para la investigación, porque en algunos materiales, la dependencia de la constante dieléctrica del ferroeléctrico del voltaje aplicado permite obtener cambios en la capacitancia no del 20%, sino de 50 veces.

El uso de materiales de ferrita, según un concepto similar, también requiere la presencia de propiedades apropiadas, a saber, un bucle de histéresis característico durante la magnetización y desmagnetización, Fig. 2.

Casi todos los ferromagnetos tienen estas propiedades, por lo que los convertidores de energía térmica que utilizan esta tecnología pueden estudiarse experimentalmente en detalle. Explicación: "histéresis" (del griego histéresis - retraso) es una reacción diferente del cuerpo físico a una influencia externa, dependiendo de si este cuerpo ha estado expuesto previamente a las mismas influencias o está expuesto a ellas por primera vez. . En el gráfico, Fig. 223, se muestra que la magnetización comienza desde cero, alcanza un máximo y luego comienza a disminuir (curva superior). Con influencia externa nula, hay “magnetización residual”, por lo que cuando se repite el ciclo, el consumo de energía es menor (curva inferior). En ausencia de histéresis, las curvas inferior y superior van juntas. Cuanto mayor sea el área del circuito de histéresis, mayor será el exceso de energía de dicho proceso. N.E. Zaev demostró experimentalmente que la densidad de energía específica para tales convertidores es de aproximadamente 3 kW por 1 kg de material de ferrita, a las frecuencias máximas permitidas de los ciclos de magnetización y desmagnetización.

https://youtu.be/ydEZ_GeFV6Y

Prioridades: Solicitud de N.E. Zaev para el descubrimiento “Enfriamiento de algunos dieléctricos condensados ​​mediante un campo eléctrico cambiante con generación de energía” No. 32-OT-10159; 14 de noviembre de 1979 http://torsion.3bb.ru/viewtopic.php?id=64, solicitud de invención “Método de conversión de energía térmica de dieléctricos en energía eléctrica”, No. 3601725/07(084905), 4 de junio , 1983, y “Método para convertir energía térmica de ferrita en energía eléctrica”, n.° 3601726/25 (084904). El método fue patentado, patente RU2227947, 11 de septiembre de 2002.

Es necesario asegurarse de que el hierro del transformador comience a gruñir bien, es decir, se produzca ferrorresonancia. No el efecto de inducción entre el condensador y la bobina, sino para que el hierro entre ellos funcione bien. El hierro debe funcionar y bombear energía, la resonancia eléctrica en sí no bombea y el hierro es un dispositivo estratégico en este dispositivo.

La resonancia combinada se debe a la interacción entre el momento magnético de espín del electrón y el campo E (ver Interacción espín-órbita). La resonancia combinada se predijo por primera vez para portadores de carga de banda en cristales, para los cuales puede exceder la intensidad de ESR en 7 a 8 órdenes de magnitud de referencia.

El diagrama de conexión eléctrica se presenta a continuación.

El funcionamiento de este transformador está conectado a una red eléctrica convencional. Por ahora no voy a hacer la autoalimentación, pero se puede hacer, es necesario hacer el mismo transformador de potencia, un transformador de corriente y un reactor magnético a su alrededor. Une todo esto y tendrás autoalimentación. Otra opción para la autoalimentación es enrollar una bobina secundaria extraíble Tr2 de 12 voltios en el segundo transformador, luego usar una computadora UPS, que transferirá 220 voltios a la entrada.

Lo más importante ahora es que simplemente hay una red que se suministra al circuito, y simplemente aumento la energía por resonancia y alimento la caldera de calefacción de la casa. Esta es una caldera de inducción llamada VIN. Potencia de la caldera 5kW. Esta caldera funcionó durante todo un año con mi transformador inteligente. Pago por la red como por 200 vatios.

El transformador puede ser cualquier cosa (núcleo toroidal o en forma de U). Solo es necesario aislar bien las placas del transformador y pintarlas para que haya la menor cantidad posible de corrientes de Foucault en ellas, es decir, para que el núcleo no se caliente en absoluto durante el funcionamiento.

Simplemente la resonancia proporciona energía reactiva y, al transferir energía reactiva a cualquier elemento de consumo, se vuelve activa. Al mismo tiempo, el medidor del transformador casi no gira.

Para buscar resonancia, utilizo un dispositivo E7-15 de fabricación soviética. Con él puedo lograr fácilmente resonancia en cualquier transformador.

Así que pagué 450 rublos por el duro mes de invierno.

Del transformador de núcleo toroidal de 1 1 kW tengo 28 amperios y 150 voltios en el secundario. Pero se necesita retroalimentación a través de un transformador de corriente. Enrollando las bobinas: Haz un marco. Cuando el primario se enrolla alrededor de todo el perímetro en dos capas (con un cable de 2,2 mm de diámetro, teniendo en cuenta 0,9 vueltas por 1 voltio, es decir, a 220 voltios en el devanado primario se obtienen 0,9 vueltas/V x 220 V = 200 vueltas), luego pongo la pantalla magnética (de cobre o latón), cuando enrollo la secundaria (con un cable de 3 mm de diámetro, teniendo en cuenta 0,9 vueltas por 1 Voltio), luego pongo la pantalla magnética nuevamente. En el devanado secundario del primer trance, comenzando desde el medio, es decir, con 75 Voltios, hice muchos pasadores de bucle (alrededor de 60-80 piezas, tantos como puedas, alrededor de 2 Voltios por pasador). En todo el devanado secundario del primer transformador se necesitan entre 150 y 170 voltios. Para 1 kW elegí una capacitancia de condensador de 285 µF (el tipo de condensadores de arranque utilizados para el motor eléctrico en la figura siguiente), es decir dos condensadores. Si uso un transformador de 5 kW, usaré 3 de estos condensadores (no polares para 100 uF 450 V CA). La manifestación de la apolaridad en un recipiente de este tipo es insignificante; cuanto menor sea el diámetro y más corto el frasco, mejor será la apolaridad. Es mejor elegir condensadores más cortos, de mayor cantidad, pero de menor capacidad. Encontré resonancia en el medio de los terminales del devanado secundario T1. Idealmente, para resonancia, mida la reactancia inductiva y capacitiva del circuito; deben ser iguales. Escuchará el sonido del transformador que comienza a zumbar con fuerza. La onda sinusoidal de resonancia en el osciloscopio debe ser ideal. Hay diferentes armónicos de frecuencia de resonancia, pero a 50 Hz el transformador zumba dos veces más fuerte que a 150 Hz. Para herramientas eléctricas, utilicé pinzas amperimétricas, que miden la frecuencia. La resonancia en el secundario de T1 provoca una fuerte disminución de la corriente en su devanado primario, que era de sólo 120-130 mA. Para evitar quejas de la empresa de red, instalamos un condensador paralelo al devanado primario del primer transformador y llevamos cos Ф = 1 (según las pinzas amperimétricas). Ya verifiqué el voltaje en el devanado primario del segundo transformador. Entonces, en este circuito (bobinado secundario del primer transformador -> devanado primario del segundo transformador) tengo una corriente de 28 amperios. 28 A x 200 V = 5,6 kW. Elimino esta energía del devanado secundario del segundo transformador (cable con una sección transversal de 2,2 mm) y la transfiero a la carga, es decir. en una caldera eléctrica de inducción. A 3 kW, el diámetro del cable del devanado secundario del segundo transformador es de 3 mm

Si desea obtener una potencia de salida no de 1,5 kW, sino de 2 kW en la carga, entonces el núcleo del primer y segundo transformador (consulte el cálculo dimensional de la potencia del núcleo) debe ser de 5 kW.

Para el segundo transformador (cuyo núcleo también hay que separar, pintar cada placa con pintura en aerosol, quitar las rebabas, espolvorear con talco para que las placas no se peguen entre sí), primero hay que colocar la pantalla, luego enrolle el primario, luego vuelva a colocar la pantalla en el primario del segundo transformador. Todavía debe haber un escudo magnético entre el secundario y el primario. Si obtenemos un voltaje en el circuito resonante de 220 o 300 voltios, entonces el primario del segundo transformador debe calcularse y enrollarse a los mismos 220 o 300 voltios. Si el cálculo es 0,9 vueltas por voltio, entonces el número de vueltas será 220 o 300 voltios, respectivamente. Cerca de la caldera eléctrica (en mi caso es una caldera de inducción VIM de 1,5 kW), coloco un condensador, pongo en resonancia este circuito de consumo, luego miro la corriente o COS F para que COS F sea igual a 1. Así, la El consumo eléctrico disminuye y estoy descargando el circuito donde tengo una potencia de 5,6 kW girando. Enrollé las bobinas como en un transformador normal, una encima de la otra. Condensador 278 uF. Utilizo condensadores de arranque o de cambio para que funcionen bien con corriente alterna. Un transformador resonante de Alexander Andreev da un aumento de 1 a 20

Calculamos el devanado primario como un transformador normal. Cuando se ensambla, si la corriente aparece allí dentro de 1 a 2 amperios, entonces es mejor desmontar el núcleo del transformador, ver dónde se forman las corrientes de Foucault y volver a ensamblar el núcleo (tal vez en algún lugar no hayan terminado de pintar o sobresalga una rebaba). Deje el transformador en funcionamiento durante 1 hora, luego sienta con los dedos dónde se calienta o use un pirómetro para medir en qué esquina se calienta) El devanado primario debe enrollarse de modo que consuma 150 - 200 mA en reposo.

Es necesario un circuito de retroalimentación desde el devanado secundario del transformador T2 al devanado primario del transformador T1 para el ajuste automático de la carga de modo que la resonancia no se rompa. Para hacer esto, coloqué un transformador de corriente en el circuito de carga (primario 20 vueltas, secundario 60 vueltas e hice varios grifos allí, luego a través de una resistencia, a través de un puente de diodos y al transformador en la línea que suministra voltaje al primer transformador ( 200 vueltas / a 60-70 vueltas)

Este diagrama se encuentra en todos los libros de texto antiguos sobre ingeniería eléctrica. Funciona en plasmatrones, en amplificadores de potencia, funciona en el receptor Gamma V. La temperatura de funcionamiento de ambos transformadores es de unos 80°C. La resistencia variable es una resistencia cerámica de 120 ohmios y 150 W, allí puede colocar un reóstato escolar de nicromo con un control deslizante. También calienta hasta 60-80°C, ya que por él pasa una buena corriente => 4 Amperios

Presupuesto para la fabricación de un transformador resonante para calentar una casa o cabaña.

Transformadores Tr1 y Tr2 = 5000 rublos cada uno, y los transformadores Tr1 y Tr2 se pueden comprar en la tienda. Se llama transformador médico. Su devanado primario ya está aislado con un escudo magnético del secundario. http://omdk.ru/skachat_prays Como último recurso, puedes comprar un transformador de soldadura chino.

Transformador de corriente Tr3 y transformador de sintonización Tr4 = 500 rublos cada uno

Puente de diodos D - 50 rublos

Resistencia recortadora R 150 W - 150 rublos

Condensadores C - 500 rublos

Resonancia en resonancia de Romanov https://youtu.be/fsGsfcP7Ags

https://www.youtube.com/watch?v=snqgHaTaXVw

Tsykin G.S. - Enlace de transformadores de baja frecuencia

El estrangulador resonante de Andreev sobre un núcleo en forma de W procedente de un transformador. Cómo convertir un estrangulador en un generador de electricidad.

Alexander Andreev dice: Este es el principio de un estrangulador y un transformador en uno, pero es tan simple que a nadie se le ha ocurrido utilizarlo. Si tomamos el núcleo en forma de W de un transformador trifásico, entonces el diagrama funcional del generador para obtener energía adicional será como en la figura.

Para obtener más corriente reactiva en el circuito resonante, es necesario convertir el transformador en un estrangulador, es decir, romper completamente el núcleo del transformador (hacer un espacio de aire).

Lo único que hay que hacer primero no es enrollar el devanado de entrada, como se suele hacer, sino el devanado de salida, es decir. donde se recoge la energía.

Le damos cuerda al segundo resonante. En este caso, el diámetro del cable debe ser 3 veces más grueso que la potencia.

En la tercera capa enrollamos el devanado de entrada, es decir, el devanado de red.

Esta es una condición para que exista resonancia entre los devanados.

Para que no haya corriente en el devanado primario, convertimos el transformador en un estrangulador. Aquellos. Recogemos los patrones en W de un lado y las laminillas (placas) del otro lado. Y ahí marcamos una brecha. El espacio debe ser acorde a la potencia del transformador. Si es 1 kW, entonces tiene 5 A en el devanado primario. Hacemos un hueco para que quede 5A sin carga en el devanado primario sin carga. Esto debe lograrse mediante un espacio que cambie la inductancia de los devanados. Luego, cuando hacemos resonancia, la corriente cae a "0" y luego conectarás gradualmente la carga y observarás la diferencia entre la entrada y la salida de energía, y luego obtendrás un obsequio. Usando un transformador monofásico de 30 kW, logré una relación de 1:6 (en términos de potencia 5A en la entrada y 30A en la salida)

Necesitas ganar poder gradualmente para no saltar la barrera del hack. Aquellos. como en el primer caso (con dos transformadores), la resonancia existe hasta una determinada potencia de carga (menos es posible, pero más no) Esta barrera debe seleccionarse manualmente. Puedes conectar cualquier carga (reactiva, inductiva, bomba, aspiradora, TV, ordenador...) Cuando la potencia es demasiada, la resonancia desaparece y la resonancia deja de funcionar en modo de bombeo de energía.

Por diseño

El núcleo en forma de W lo tomé de un inversor francés del año 1978. Pero es necesario buscar un núcleo con un contenido mínimo de manganeso y níquel, y el silicio debe estar dentro del 3%. Entonces habrá muchos obsequios. La autorresonancia funcionará. El transformador puede funcionar de forma independiente. Anteriormente, existían placas en forma de W, sobre las cuales era como si estuvieran pintados cristales. Y ahora han aparecido placas blandas, no son frágiles, a diferencia del hierro viejo, pero sí blandas y no se rompen. Este tipo de hierro viejo es el más óptimo para un transformador.

Si lo hace en un toro, entonces necesita cortar el toro en dos lugares para luego hacer una regla. La ranura cortada debe lijarse muy bien.

En un transformador de 30 kW en forma de W, tengo un espacio de 6 mm; si es de 1 kW, entonces el espacio será de alrededor de 0,8-1,2 mm. El cartón no es adecuado como junta. La magnetoestricción lo desgarrará. Es mejor llevar fibra de vidrio.

Primero se enrolla el devanado que va a la carga, éste y todos los demás se enrollan en la varilla central del transformador en forma de W. Todos los devanados se enrollan en una dirección.

Es mejor seleccionar los condensadores para el devanado resonante en un almacén de condensadores. Nada complicado. Es necesario asegurarse de que el hierro gruñe bien, es decir, se produce ferrorresonancia. No el efecto de inducción entre el condensador y la bobina, sino para que el hierro entre ellos funcione bien. El hierro debe funcionar y bombear energía. La resonancia en sí no bombea, y el hierro es un dispositivo estratégico en este dispositivo.

El voltaje en mi devanado resonante era de 400 V. Pero cuanto más, mejor. En cuanto a la resonancia, se debe mantener la reactancia entre inductancia y capacitancia para que sean iguales. Este es el punto donde y cuando se produce la resonancia. También puedes agregar resistencia en serie.

50 Hz provienen de la red, lo que excita la resonancia. Hay un aumento en la potencia reactiva, luego, con la ayuda de un espacio en la placa de la bobina extraíble, convertimos la potencia reactiva en potencia activa.

En este caso simplemente iba a simplificar el circuito y pasar de un circuito de retroalimentación de 2 o 3 transformadores a un circuito de estrangulación. Así que lo simplifiqué a una opción que todavía funciona. El de 30 kW funciona, pero solo puedo quitar la carga de 20 kW, porque... todo lo demás es para bombear. Si tomo más energía de la red, dará más, pero el obsequio disminuirá.

Cabe mencionar otro fenómeno desagradable asociado con los estranguladores: todos los estranguladores, cuando funcionan a una frecuencia de 50 Hz, crean un zumbido de intensidad variable. Según el nivel de ruido producido, los estranguladores se dividen en cuatro clases: con niveles de ruido normales, bajos, muy bajos y especialmente bajos (de acuerdo con GOST 19680, están marcados con las letras N, P, S y A).

El ruido del núcleo del inductor se crea por la magnetoestricción (cambio de forma) de las placas del núcleo cuando un campo magnético las atraviesa. Este ruido también se conoce como ruido de ralentí porque... es independiente de la carga aplicada al inductor o transformador. El ruido de carga ocurre sólo en los transformadores a los que está conectada la carga y se suma al ruido en reposo (ruido del núcleo). Este ruido es causado por fuerzas electromagnéticas asociadas con la fuga del campo magnético. La fuente de este ruido son las paredes de la carcasa, los escudos magnéticos y la vibración de los devanados. El ruido causado por el núcleo y los devanados se encuentra principalmente en el rango de frecuencia de 100 a 600 Hz.

La magnetoestricción tiene una frecuencia dos veces mayor que la frecuencia de la carga aplicada: a una frecuencia de 50 Hz, las placas del núcleo vibran a una frecuencia de 100 veces por segundo. Además, cuanto mayor es la densidad del flujo magnético, mayor es la frecuencia de los armónicos impares. Cuando la frecuencia de resonancia del núcleo coincide con la frecuencia de excitación, el nivel de ruido aumenta aún más

Se sabe que si fluye una gran corriente a través de la bobina, el material del núcleo se satura. La saturación del núcleo del inductor puede provocar mayores pérdidas en el material del núcleo. Cuando el núcleo está saturado, su permeabilidad magnética disminuye, lo que conduce a una disminución de la inductancia de la bobina.

En nuestro caso, el núcleo del inductor está fabricado con un espacio dieléctrico de aire en el camino del flujo magnético. El núcleo del entrehierro permite:

eliminar la saturación del núcleo,

reducir la pérdida de energía en el núcleo,

aumentar la corriente en la bobina, etc.

Selección de inductores y características centrales. Los materiales del núcleo magnético constan de pequeños dominios magnéticos (del orden de unas pocas moléculas de tamaño). Cuando no hay ningún campo magnético externo, estos dominios están orientados aleatoriamente. Cuando aparece un campo externo, los dominios tienden a alinearse a lo largo de sus líneas de campo. En este caso, se absorbe parte de la energía del campo. Cuanto más fuerte es el campo externo, más dominios están completamente alineados con él. Cuando todos los dominios están orientados a lo largo de las líneas de campo, un aumento adicional de la inducción magnética no afectará las características del material, es decir, Se logrará la saturación del circuito magnético del inductor. A medida que la fuerza del campo magnético externo comienza a disminuir, los dominios tienden a regresar a su posición original (caótica). Sin embargo, algunos dominios conservan el orden y parte de la energía absorbida, en lugar de regresar al campo externo, se convierte en calor. Esta propiedad se llama histéresis. Las pérdidas por histéresis son el equivalente magnético de las pérdidas dieléctricas. Ambos tipos de pérdidas ocurren debido a la interacción de los electrones del material con el campo externo. http:// issh.ru/ content/ impulsnye-istochniki-pitanija/ vybor-drosselja/ kharakteristiki-serdechnika/ 217/

El cálculo del entrehierro en el acelerador no es muy preciso, porque... Los datos de los fabricantes sobre los núcleos magnéticos de acero son inexactos (normalmente +/- 10%). El programa de modelado de circuitos Micro-cap le permite calcular con bastante precisión todos los parámetros de los inductores y los parámetros magnéticos del núcleo http://www.kit-e.ru/articles/ powerel/ 2009_05_82.php

La influencia del entrehierro en el factor de calidad Q de un inductor con núcleo de acero. Si la frecuencia del voltaje aplicado al inductor no cambia y cuando se introduce un entrehierro en el núcleo, la amplitud del voltaje aumenta de modo que la inducción magnética se mantiene sin cambios, entonces las pérdidas en el núcleo seguirán siendo las mismas. La introducción de un entrehierro en el núcleo provoca un aumento de la resistencia magnética del núcleo en proporción inversa a m∆ (ver fórmula 14-8), por lo que para obtener la misma inducción magnética, la corriente debe aumentar en consecuencia. El factor de calidad Q del inductor se puede determinar mediante la ecuación

Para obtener un factor de calidad más alto, generalmente se introduce un entrehierro en el núcleo del inductor, aumentando así la corriente Im tanto que se cumple la igualdad 14-12. La introducción de un entrehierro reduce la inductancia del inductor, luego generalmente se logra un valor Q alto reduciendo la inductancia (enlace)

Calentamiento de Andreev sobre un estrangulador resonante con un núcleo en forma de Ш de un transformador y lámparas DRL

Si utiliza una lámpara DRL, se puede eliminar el calor generado por ella. El diagrama de conexión de las lámparas DRL es sencillo.

Un transformador con una potencia de 3 kW tiene: tres devanados primarios, tres devanados secundarios y un devanado resonante, además de un hueco.

Conecté cada lámpara DRL en los devanados primarios en serie. Luego sintonicé cada lámpara para que resonara usando condensadores.

A la salida del transformador tengo tres devanados de salida. También les conecté lámparas en serie y también las sintonicé en resonancia utilizando bloques de condensadores.

Luego conecté condensadores al devanado resonante y en serie con estos condensadores logré conectar tres lámparas más. Cada lámpara es de 400 W.

He trabajado con lámparas de mercurio DRL y las lámparas de sodio NaD son difíciles de encender. Una lámpara de mercurio comienza con unos 100 voltios.

Se genera una frecuencia más alta a partir de la brecha de demanda en la lámpara DRL, que simula una frecuencia de red de 50 Hz. Obtenemos modulación de HF utilizando la brecha de búsqueda de una lámpara DRL para una señal de baja frecuencia a 50 Hz de la red.

Eso. tres lámparas DRL que consumen energía producen energía para otras 6 lámparas

Pero elegir la resonancia del circuito es una cosa, pero elegir la resonancia del núcleo metálico es otra. Pocas personas han llegado a este punto todavía. Por lo tanto, cuando Tesla demostró su instalación destructiva resonante, cuando seleccionó la frecuencia para ella, un terremoto comenzó a desarrollarse por toda la avenida. Y luego Tesla destrozó su dispositivo con un martillo. Este es un ejemplo de cómo un pequeño dispositivo puede destruir un edificio grande. En nuestro caso, necesitamos hacer que el núcleo metálico vibre a una frecuencia de resonancia, como cuando se toca una campana.

La base de la resonancia ferromagnética del libro de Utkin "Fundamentos de la ingeniería Tesla"

Cuando un material ferromagnético se coloca en un campo magnético constante (por ejemplo, polarizando el núcleo de un transformador con un imán permanente), el núcleo puede absorber radiación electromagnética alterna externa en una dirección perpendicular a la dirección del campo magnético constante en la frecuencia de precesión del dominio. , lo que resulta en resonancia ferromagnética a esa frecuencia. La formulación anterior es la más general y no refleja todas las características del comportamiento de los dominios. Para los ferromagnetos duros, existe un fenómeno de susceptibilidad magnética, cuando la capacidad de un material para magnetizarse o desmagnetizarse depende de factores de influencia externos (por ejemplo, ultrasonidos u oscilaciones electromagnéticas de alta frecuencia). Este fenómeno se utiliza ampliamente cuando se graban en grabadoras de cinta analógicas sobre película magnética y se denomina "sesgo de alta frecuencia". La susceptibilidad magnética aumenta considerablemente. Es decir, es más fácil magnetizar un material en condiciones de polarización de alta frecuencia. Este fenómeno también puede considerarse como un tipo de resonancia y comportamiento grupal de dominios.

Ésta es la base del transformador de amplificación de Tesla.

Pregunta:¿Para qué sirven las varillas ferromagnéticas en dispositivos de energía libre?

Respuesta: una varilla ferromagnética puede cambiar la magnetización de su material en la dirección de un campo magnético sin necesidad de poderosas fuerzas externas.

Pregunta:¿Es cierto que las frecuencias de resonancia de los ferroimanes están en el rango de decenas de gigahercios?

Respuesta: sí, la frecuencia de la resonancia ferromagnética depende del campo magnético externo (campo alto = alta frecuencia). Pero en materiales ferromagnéticos es posible obtener resonancia sin el uso de ningún campo magnético externo, esta es la llamada “resonancia ferromagnética natural”. En este caso, el campo magnético está determinado por la magnetización interna de la muestra. Aquí la frecuencia de absorción está en una banda ancha, debido a la gran variación en las posibles condiciones de magnetización internas y, por lo tanto, se debe utilizar una banda de frecuencia amplia para obtener resonancia ferromagnética para todas las condiciones. UNA CHISPA en una chispa funciona BIEN aquí.

Transformador ordinario. Sin devanados complicados (bifilares, contadores...) Devanados normales, excepto por una cosa: no hay influencia del circuito secundario sobre el primario. Este es un generador de energía gratuito ya preparado. La corriente que iba a saturar el núcleo también se recibía en el circuito secundario, es decir con un aumento de 5 veces. El principio de funcionamiento de un transformador como generador de energía libre: suministrar corriente al primario para saturar el núcleo en su modo no lineal y suministrar corriente a la carga en el segundo trimestre del período sin influir en el circuito primario del transformador. En un transformador ordinario este es un proceso lineal, es decir Obtenemos corriente en el circuito primario cambiando la inductancia en el secundario conectando la carga. Este transformador no tiene esto, es decir, sin carga recibimos corriente para saturar el núcleo. Si suministramos una corriente de 1 A, la recibiremos en la salida, pero solo con la relación de transformación que necesitamos. Todo depende del tamaño de la ventana del transformador. Enrolla el secundario a 300 V o 1000 V. En la salida recibirás un voltaje con la corriente que suministraste para saturar el núcleo. En el primer trimestre del período, nuestro núcleo recibe corriente de saturación, en el segundo trimestre del período, esta corriente es tomada por la carga a través del devanado secundario del transformador.

Frecuencia en la región de 5000 Hz a esta frecuencia el núcleo está cerca de su resonancia y el primario deja de ver el secundario. En el video muestro cómo cierro la fuente de alimentación secundaria, pero no se producen cambios en la fuente de alimentación primaria. Es mejor realizar este experimento utilizando un seno en lugar de un meandro. El secundario se puede enrollar al menos a 1000 voltios, la corriente en el secundario será el máximo de la corriente que fluye en el primario. Aquellos. si hay 1 A en el primario, entonces en el secundario también puedes exprimir 1 A de corriente con una relación de transformación, por ejemplo 5. A continuación, intento hacer una resonancia en el circuito oscilatorio en serie y llevarlo a la frecuencia del núcleo. Obtendrás una resonancia dentro de una resonancia, como mostró Shark0083

Método de conmutación para la excitación de resonancia paramétrica de oscilaciones eléctricas y dispositivo para su implementación.

El dispositivo del diagrama se refiere a una fuente de alimentación autónoma y puede utilizarse en la industria, los electrodomésticos y el transporte. El resultado técnico es la simplificación y reducción de los costes de fabricación.

Todas las fuentes de energía son inherentemente convertidores de varios tipos de energía (mecánica, química, electromagnética, nuclear, térmica, luminosa) en energía eléctrica y solo implementan estos costosos métodos de obtención de energía eléctrica.

Este circuito eléctrico permite la creación, a partir de la resonancia paramétrica de oscilaciones eléctricas, de una fuente de energía autónoma (generador), de diseño sencillo y económico. Por autonomía entendemos la total independencia de esta fuente de la influencia de fuerzas externas o la atracción de otros tipos de energía. Se entiende por resonancia paramétrica el fenómeno de un aumento continuo de las amplitudes de las oscilaciones eléctricas en un circuito oscilatorio con cambios periódicos en uno de sus parámetros (inductancia o capacitancia). Estas oscilaciones ocurren sin la participación de una fuerza electromotriz externa.

Transformador resonante Stepanova A.A. Es un tipo de amplificador de potencia resonante. El funcionamiento de un amplificador resonante consta de:

1) amplificación en un circuito oscilatorio de alta calidad (resonador) utilizando el parámetro Q (factor de calidad del circuito oscilatorio), energía recibida de una fuente externa (red de 220 V o generador de bomba);

2) eliminar la potencia amplificada del circuito oscilatorio bombeado a la carga para que la corriente en la carga no afecte (idealmente) o influya débilmente (en realidad) en la corriente en el circuito oscilatorio (Efecto Tesla Demon).

El incumplimiento de uno de estos puntos no le permitirá “sacar el SE del circuito resonante”. Si la implementación del punto 1 no plantea ningún problema especial, entonces la implementación del punto 2 es una tarea técnicamente difícil.

Existen técnicas para debilitar la influencia de la carga sobre la corriente en un circuito oscilatorio resonante:

1) el uso de un blindaje ferromagnético entre el primario y el secundario del transformador, como en la patente de Tesla No. US433702;

2) uso del devanado bifilar de Cooper. Los bifilares inductivos de Tesla a menudo se confunden con los bifilares no inductivos de Cooper, donde la corriente en 2 vueltas adyacentes fluye en diferentes direcciones (y que, de hecho, son amplificadores de potencia estáticos y dan lugar a una serie de anomalías, incluidos los efectos antigravedad). Enlace de vídeo En el caso de la inducción magnética unidireccional, conectar una carga a la bobina secundaria no afecta el consumo de corriente de la bobina primaria.

El transformador, modificado para resolver este problema, se muestra en la Fig. 1 con diferentes tipos de núcleos magnéticos: a - de varilla, b - blindados, c - sobre copas de ferrita. Todos los conductores del devanado primario 1 están ubicados solo en el exterior del circuito magnético 2. Su sección dentro del devanado secundario 3 siempre está cerrada por un circuito magnético envolvente.

En modo normal, cuando se aplica un voltaje alterno al devanado primario 1, todo el circuito magnético 2 se magnetiza a lo largo de su eje. Aproximadamente la mitad del flujo magnético pasa a través del devanado secundario 3, generando un voltaje de salida en él. Cuando se vuelve a encender, se aplica una tensión alterna al devanado 3. En su interior surge un campo magnético, que está cerrado por la rama envolvente del circuito magnético 2. Como resultado, el cambio en el flujo total de inducción magnética a través del devanado 1, que rodea todo el circuito magnético, está determinado únicamente por una débil dispersión más allá de sus límites.

5) el uso de "ferroconcentradores": núcleos magnéticos con una sección transversal variable, en los que el flujo magnético creado por el primario, al pasar a través del núcleo magnético, se estrecha (se concentra) antes de pasar al interior del secundario;

6) muchas otras soluciones técnicas, por ejemplo, la patente de A.A. Stepanov (N° 2418333) o las técnicas descritas por Utkin en “Fundamentos de Teslatechnics”. También puede consultar la descripción del transformador de E.M. Efimov (http:// www.sciteclibrary.ru/ rus/ catalog/ pages/ 11197.html, http:// www.sciteclibrary.ru/ rus/ catalog/ pages/ 11518. html), artículo de A.Yu. Dalechina "Transformador de energía reactiva" o "Amplificador de potencia resonante de corriente de frecuencia industrial" Gromova N.N.

7) Transformador de vídeo unidireccional

Estos inventos se reducen a resolver un problema: "garantizar que la energía se transfiera completamente del primario al secundario y no se transfiera en absoluto", para garantizar un modo de flujo de energía unidireccional.

Resolver este problema es la clave para construir transformadores CE resonantes sobre unidad.

Aparentemente, a Stepanov se le ocurrió otra forma de eliminar energía de un circuito oscilatorio resonante, esta vez utilizando ese circuito tan extraño que consiste en un transformador de corriente y diodos. .

El circuito oscilatorio en modo de resonancia actual es un amplificador de potencia.

Las grandes corrientes que circulan en el circuito surgen debido a un potente pulso de corriente del generador en el momento de encenderlo, cuando el condensador se está cargando. Con un consumo de energía significativo del circuito, estas corrientes se "consumen" y el generador nuevamente tiene que suministrar una corriente de recarga significativa.

Un circuito oscilante con un factor de calidad bajo y una pequeña bobina de inductancia "bombea" muy mal la energía (almacena poca energía), lo que reduce la eficiencia del sistema. Además, una bobina con baja inductancia y bajas frecuencias tiene una baja resistencia inductiva, lo que puede provocar un "cortocircuito" del generador a través de la bobina y dañar el generador.

El factor de calidad de un circuito oscilatorio es proporcional a L/C; un circuito oscilatorio con un factor de calidad bajo no "almacena" bien la energía. Para aumentar el factor de calidad del circuito oscilatorio, se utilizan varios métodos:

Aumento de la frecuencia de funcionamiento: De las fórmulas se desprende claramente que la potencia de salida es directamente proporcional a la frecuencia de oscilación en el circuito (el número de pulsos por segundo). Si la frecuencia del pulso se duplica, la potencia de salida se duplica.

Si es posible, aumente L y disminuya C. Si es imposible aumentar L aumentando las vueltas de la bobina o aumentando la longitud del cable, utilice núcleos ferromagnéticos o inserciones ferromagnéticas en la bobina; la bobina está cubierta con placas de material ferromagnético, etc.

Considere las características de sincronización de un circuito LC en serie. En resonancia, la corriente está retrasada 90° con respecto al voltaje. Con el transformador de corriente utilizo el componente de corriente, por lo que no hago cambios en el circuito, incluso cuando el transformador de corriente está completamente cargado. Cuando cambia la carga, las inductancias se compensan (no encontré otra palabra) y el circuito se ajusta solo, evitando que salga de la frecuencia de resonancia.

Por ejemplo, una bobina en el aire con 6 vueltas de un tubo de cobre de 6 mm2, un diámetro de marco de 100 mm y una capacitancia de 3 microfaradios tiene una frecuencia de resonancia de aproximadamente 60 kHz. En este circuito es posible acelerar hasta 20 kW del reactivo. Por tanto, el transformador de corriente debe tener una potencia total de al menos 20 kW. Se puede utilizar cualquier cosa. El anillo es bueno, pero a tales potencias existe una mayor probabilidad de que el núcleo se sature, por lo que es necesario introducir una brecha en el núcleo, y esto es más fácil con ferritas de TVS. A esta frecuencia, un núcleo es capaz de disipar unos 500 W, lo que significa que se necesitan entre 20.000 y 500 al menos 40 núcleos.

Una condición importante es crear resonancia en el circuito LC en serie. Los procesos en tal resonancia están bien descritos. Un elemento importante es el transformador de corriente. Su inductancia no debe ser más de 1/10 de la inductancia del circuito. Si es más, la resonancia se verá interrumpida. También se deben tener en cuenta las relaciones de transformación de los transformadores de corriente y de adaptación. El primero se calcula en base a las impedancias (impedancias) del generador y del circuito oscilante. El segundo depende del voltaje desarrollado en el circuito. En el ejemplo anterior, se desarrolló un voltaje de 300 voltios en un circuito de 6 vueltas. Resulta ser de 50 voltios por vuelta. El trans actual usa 0.5 vueltas, lo que significa que su primario tendrá 25 voltios, por lo tanto el secundario debe contener 10 vueltas para lograr un voltaje de 250 voltios en la salida.

Todo está calculado según esquemas clásicos. No importa cómo excites el circuito resonante. La parte importante es un transformador de adaptación, un circuito oscilatorio y un transformador de corriente para recolectar energía reactiva.

Si desea implementar este efecto en un transformador Tesla (en adelante, TT). Necesita saber y tener experiencia en la construcción de circuitos de RF. En un TC con resonancia de 1/4 de onda, la corriente y el voltaje también están separados por 90°. Voltaje arriba, corriente abajo. Si hace una analogía con el circuito presentado y el CT, verá la similitud, tanto el bombeo como la extracción se producen en el lado donde aparece el componente actual. El dispositivo de Smith funciona de manera similar. Por lo tanto, no recomiendo comenzar con TT o Smith si no tienes experiencia. Y este dispositivo se puede montar literalmente sobre las rodillas, con un solo probador. Como señaló correctamente lazj en una de las publicaciones, "Kapanadze vio un osciloscopio a la vuelta de la esquina".

Así es como se modula la portadora. Y esta solución es que los transistores puedan funcionar con corriente unipolar. Si no se enderezan, sólo pasará una media onda.

Se necesita modulación para que luego no tengas que preocuparte por convertir al estándar de 50 Hz.

Para obtener una salida sinusoidal de 50 Hz. Sin él, sólo será posible alimentar la carga activa (bombillas incandescentes, calentadores...). Un motor o transformador a 50 Hz no funcionará sin dicha modulación.

Marqué el oscilador maestro con un rectángulo. Produce de forma estable la frecuencia a la que resuena el circuito LC. Se suministra un cambio de voltaje pulsante (sinusoidal) solo a los interruptores de salida. Esto no interrumpe la resonancia del circuito oscilatorio; en cada momento, más o menos energía gira en el circuito, al mismo tiempo que la onda sinusoidal. Es como si empujas un columpio, con más o menos fuerza, la resonancia del columpio no cambia, solo cambia la energía.

La resonancia sólo se puede alterar cargándola directamente, porque los parámetros del circuito cambian. En este esquema, la carga no afecta los parámetros del circuito, en él se produce el ajuste automático. Al cargar un transformador de corriente, por un lado, cambian los parámetros del circuito y, por otro lado, cambia la permeabilidad magnética del núcleo del transformador, reduciendo su inductancia. Por tanto, para el circuito resonante la carga es “invisible”. Y el circuito resonante realizó oscilaciones libres y continúa haciéndolo. Al cambiar el voltaje de suministro de las teclas (modulación), solo cambia la amplitud de las oscilaciones libres y eso es todo. Si tiene un osciloscopio y un generador, realice un experimento; aplique la frecuencia de resonancia del circuito desde el generador al circuito y luego cambie la amplitud de la señal de entrada. Y verás que no hay ninguna avería.

Sí, el transformador correspondiente y el transformador de corriente están construidos con ferritas, el circuito resonante es aire. Cuantas más vueltas tenga, mayor será el factor de calidad, por un lado. Por otro lado, la resistencia es mayor, lo que reduce la potencia final, porque la potencia principal se gasta en calentar el circuito. Por lo tanto, se debe buscar un compromiso. Respecto al factor calidad. Incluso con un factor de calidad de 10 a 100 W de potencia de entrada, 1000 W serán reactivos. De estos, se pueden eliminar 900 W. Esto es en condiciones ideales. En realidad, 0,6-0,7 del reactivo.

¡Pero todas estas son cosas menores en comparación con el hecho de que no es necesario enterrar el radiador de calefacción en el suelo y preocuparse por la conexión a tierra! De lo contrario, Kapanadze incluso tuvo que gastar dinero en un dispositivo de conexión a tierra en la isla. ¡Pero resulta que no es nada en absoluto! La energía reactiva está presente incluso sin conexión a tierra operativa. Esto es innegable. Pero con un transformador de corriente extraíble tendrás que hacer pequeños retoques... No es tan sencillo. Hay una influencia inversa. Stepanov de alguna manera decidió esto; en su patente hay diodos dibujados para este propósito. Aunque cada uno interpreta a su manera la presencia de diodos en Stepanov.

Stepanov en San Petersburgo accionó las máquinas según el siguiente esquema. Su plan era simple, pero poco entendido.

Un transformador con una espira en cortocircuito genera un potente campo magnético alterno. Tomamos una varilla ferromagnética con la mayor permeabilidad posible, preferiblemente hierro transformador, aleación permanente, etc. Para una manifestación más vívida del efecto, le enrollamos un primario con una resistencia máxima activa seleccionada para que no se caliente demasiado cuando se alimenta con un generador en modo CORTOCIRCUITO completo. Después de enrollar el primario, hacemos el secundario como de costumbre, sobre toda la superficie del primario, solo bien cerrado.

Puedes hacer una bobina cerrada en forma de tubo tan larga como la primaria. Cuando se enciende el transformador, dicho transformador en cortocircuito genera un potente campo magnético alterno. Al mismo tiempo, no importa cuántos núcleos adicionales con devanados cerrados coloquemos en los extremos, el consumo del transformador no aumenta. Pero de cada núcleo unido con un devanado obtenemos un fuerte EMF. Es mejor utilizar el secundario del transformador principal con carga máxima; cuanto mayor es la carga, mayor es el campo; cuanto mayor es el campo, mayor es la EMF en el núcleo adicional.

DETALLES OCULTOS DEL FUNCIONAMIENTO DE UN TRANSFORMADOR DE GIRO CORTO.

El devanado secundario no induce ningún campo magnético. En él, la corriente es, por así decirlo, secundaria y actúa como LUBRICANTE de la corriente en el primario. Cuanto mejor es la lubricación, mayor es la corriente en el primario, pero la corriente máxima descansa contra la resistencia activa del primario. De aquí resulta que el campo magnético de MF se puede tomar de un transformador de cortocircuito en cortocircuito para su posterior amplificación - multiplicación de MF - duplicación de MF con ferroimanes.

Cuando se acerca un núcleo adicional lateral al núcleo principal con el devanado medido, la inductancia aumenta; cuando se acerca un núcleo adicional con un devanado de cortocircuito, la inductancia disminuye. Además, si la inductancia en el núcleo principal no tiene dónde caer (cerca de la resistencia activa), entonces traer un núcleo adicional con un devanado de cortocircuito no afecta de ninguna manera la corriente en el primario, ¡pero el campo está ahí!

Transformador con espira en cortocircuito Experiencia

Por tanto, hay corriente en el devanado adicional. De esta manera se extrae energía magnética y parte de ella se convierte en corriente. Todo esto es muy aproximado, es decir. Primero nos topamos con las pérdidas de K.Z. en el transformador y nos detenemos allí, sin prestar atención al aumento del campo magnético según la corriente en el primario, y el campo es lo que necesitamos.

Explicación. Tomamos un electroimán de varilla ordinario, lo alimentamos con el voltaje que se le asigna, vemos un aumento suave en la corriente y el campo magnético, al final la corriente es constante y el campo magnético también. Ahora rodeamos el primario con una pantalla conductora sólida, lo conectamos nuevamente, vemos un aumento en la corriente y el campo magnético a los mismos valores, solo de 10 a 100 veces más rápido. Puede imaginarse cuántas veces se puede aumentar la frecuencia de control de un imán de este tipo. También puede comparar la pendiente del frente del campo magnético en estas opciones y al mismo tiempo calcular la energía gastada de la fuente para alcanzar el valor límite del campo magnético. Por eso creo que deberíamos olvidarnos del campo magnético durante un cortocircuito. En realidad, no hay una pantalla secundaria. La corriente en el secundario es puramente compensadora, un proceso pasivo. El punto clave en un transgenerador es la transformación de la corriente en un campo magnético, amplificado muchas veces por las propiedades del núcleo.

Para calentar también se utiliza un transformador con una espira en cortocircuito. Todo el mundo conoce el pulso de inducción inversa: si desconectamos una buena inductancia de la fuente, obtendremos un aumento de voltaje y, en consecuencia, de corriente. ¿Qué dice el núcleo a esto? ¡Pero nada! El campo magnético sigue disminuyendo rápidamente y sería necesario introducir el concepto de corriente activa y pasiva. La corriente pasiva no forma su propio campo magnético, a menos, por supuesto, que se dibujen líneas de corriente con respecto al campo magnético del núcleo. De lo contrario, tendríamos un \electroimán eterno\. Tomemos como ejemplo la construcción, \como la describe el testigo del diseño de MELNICHENKO\. Hay una varilla, y en los extremos de la varilla hay dos anillos primarios, encima de ellos hay anillos de aluminio (completamente cerrados o incluso con una reserva que cubre el devanado): compensadores, por así decirlo. Bobinado extraíble en el medio. Queda por comprobar: ¿la varilla era sólida o estaba compuesta de tres partes, debajo del devanado primario y debajo del devanado extraíble? Los primarios laterales con pantallas cerradas serán los generadores del campo magnético, y la parte central del núcleo, o un núcleo separado, genera su propio campo magnético, que se convierte en corriente mediante una bobina extraíble. Dos bobinas en los extremos, aparentemente para crear un campo más uniforme en la parte central. Puedes hacerlo de esta manera: dos bobinas en los extremos son extraíbles y en el medio hay una bobina generadora blindada. La experiencia mostrará cuál de estos diseños es mejor. Sin pantallas de alta resistencia, ni condensadores. La corriente en la pantalla es inversa a la corriente en el primario, y al mismo tiempo un compensador contra cambios de campo en las varillas generadoras (de la carga en las removibles). Sí, el devanado extraíble es inductivo normal. TRANS_GENERATOR no es una máquina de movimiento perpetuo, distribuye la energía del medio ambiente, sino que la recolecta de manera muy eficiente mediante un campo y la emite en forma de corriente: la corriente transfiere todo de regreso al espacio, como resultado, nunca alteramos el equilibrio de energías en un volumen cerrado, y el espacio está especialmente diseñado de esta manera para suavizarlo todo y distribuirlo uniformemente. El diseño más simple: varilla-primaria-pantalla-secundaria _ tanto como quieras. Las corrientes en la pantalla son pasivas, no quiero eliminarlas. Los transformadores estándar funcionarán de la misma manera, quitarán el secundario, instalarán una pantalla, nuevamente un secundario, pero más grande, hasta llenar la ventana del circuito magnético. Obtenemos el transformador KULDOSHIN. Pero si la ventana es pequeña, es posible que ni siquiera pueda justificar todos los costos. La FRECUENCIA también debe seleccionarse experimentalmente para obtener la máxima eficiencia. La eficiencia depende en gran medida de la frecuencia. Aumentemos la frecuencia y mantengamos una hermosa relación de voltios por vuelta. Puede aumentar el ciclo de trabajo. Si el generador se hunde, ¿por qué se hunde? No hay energía. Es necesario calcular la potencia del generador.

Para no sudar, conéctelo a una toma de corriente. Allí la tensión se mantiene bien. Pérdidas, por supuesto, calcule la intensidad actual del primario para que no se desperdicie energía. Es decir, para que el núcleo quede saturado a máxima corriente. Y puedes terminar con los secundarios tanto como quieras por codicia. La corriente no aumenta en la primaria. Un pulso de corriente pasa a través del primario. Sin embargo, no es inductivo, es decir, el campo se crea rápidamente. Y hay un campo: hay campos electromagnéticos. Y como no hay inductancia, aumentamos de forma segura la frecuencia 10 veces.

La PANTALLA hace que el transformador sea casi completamente no inductivo, eso es TODA LA SAL.

El efecto se encontró en un electroimán de varilla. Estaba alimentado por varias fuentes. Incluso impulsos de los aires acondicionados. El campo magnético aumenta instantáneamente. Aquellos. Es necesario recolectar la mayor cantidad de energía posible del devanado secundario.

En un transformador con pantalla de cortocircuito prácticamente no hay devanado inductivo. El campo del núcleo penetra libremente a través de cualquier espesor del devanado secundario extraíble.

Retire prácticamente el primario y el blindaje del diseño del transformador....

Esto se puede hacer, ya que ninguna manipulación con el secundario en términos de carga tiene ningún efecto en la pantalla y en el primario. Recibirá una varilla a partir de la cual se genera un campo magnético alterno que no se puede detener de ninguna manera. Puede enrollar un montón de alambre secundario grueso y habrá corriente en toda la masa del conductor. Una parte se destinará a restaurar la energía de la fuente y el resto es suyo. Sólo la experiencia le mostrará que el campo creado por el primario y la varilla no puede ser detenido por ninguna pantalla, pero incluso si coloca todo en un cilindro conductor junto con la fuente y el generador, el campo saldrá tranquilamente e inducirá corrientes en los devanados en la parte superior de los cilindros.

LA PANTALLA DA EL BENEFICIO DE QUE REDUCE LA INDUCTANCIA DE TODOS LOS DEVANADOS A NINGUNA Y DA LA OPORTUNIDAD DE TRABAJAR A ALTA FRECUENCIA CON LA MISMA AMPLITUD DE CAMPO. Y LA FEM DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE CAMBIO Y LA FUERZA DEL CAMPO MAGNÉTICO ALTERNO.

Mientras no haya pantalla, ningún transformador obligará a un ferroimán a ceder su energía por una sencilla razón: el primario emite energía, pero cuando el primario ya no puede dar más de lo normal, sólo entonces lo hará el interno. La energía del ferroimán comienza a ser bombeada.

La pantalla es el punto cero. No hay pantalla, nunca cruzarás este punto. En un secundario de cualquier volumen, todos los electrones simplemente flotan como si fueran guiados por el flujo del campo magnético. Flotan pasivamente, no superan los campos y no hay inductancia por ninguna parte. Esta corriente se llama corriente fría. El núcleo se enfriará si se toma más energía del secundario de la que proporciona el primario, y también se tomará la energía de todo lo que esté más cerca del núcleo: cables, aire.

El secundario puede ser de cualquier volumen. ¡HABRÁ ACTUALIDAD EN TODAS PARTES!

Transformador Sokolovsky ME-8_2 Uso de EMF inverso en un transformador con espira de cortocircuito https://youtu.be/HH8VvFeu2lQ EMF inverso de un inductor de Sergey Deina https://youtu.be/i4wfoZMWcLw

Tecnología MICOR. Nueva generación de fuentes de alimentación basadas en el fenómeno de resonancia.

El método, que utiliza modulación de ancho de pulso (PWM), es la respuesta a la búsqueda de una fuente de alimentación regulada casi perfecta. Se sabe que en una fuente pulsada el interruptor está encendido o apagado y el control se realiza con disipación de potencia nula, a diferencia de un estabilizador lineal, donde la estabilización se produce debido a la disipación de potencia en el elemento de paso. En aplicaciones del mundo real, PWM proporciona un enfoque razonable para la conmutación sin pérdidas debido a una frecuencia de conmutación más baja, como en el rango de 20 a 40 kHz. Si miramos la situación desde el otro lado, podemos ver por qué este rango de frecuencia ha sido popular durante tanto tiempo.

Desde los primeros días de la estabilización PWM, los diseñadores han intentado avanzar hacia frecuencias más altas porque pueden reducir el tamaño, el peso y el costo del núcleo magnético y los condensadores de filtro.

Las altas frecuencias de conmutación también ofrecen otros beneficios. Al utilizar frecuencias más altas, se puede esperar una reducción de las interferencias de radio y del ruido electromagnético; Menos problemas de blindaje, desacoplamiento, aislamiento y limitación en el circuito. También puede esperar una respuesta más rápida, así como una impedancia de salida y una ondulación más bajas.

El principal obstáculo para el uso de frecuencias más altas fue la dificultad práctica de crear interruptores rápidos y suficientemente potentes. Debido al hecho de que es imposible lograr un encendido y apagado instantáneo del interruptor, hay voltaje en él durante la conmutación y al mismo tiempo fluye corriente a través de él. En otras palabras, el proceso de conmutación se caracteriza por oscilaciones trapezoidales y no cuadradas. Esto, a su vez, da como resultado pérdidas de conmutación que anulan la eficiencia teóricamente alta de un interruptor ideal que se enciende instantáneamente, tiene cero resistencia de encendido y se apaga instantáneamente. En la Fig. 1 compara el modo PWM y el modo de conmutación en el modo resonante, que se analizará con más detalle.

De lo anterior, es obvio que un interruptor ideal no debería sufrir ninguna caída de voltaje mientras está encendido. Todas estas consideraciones sugieren que la alta eficiencia era un objetivo difícil de alcanzar, especialmente a altas frecuencias de conmutación, hasta que se avanzó en la creación de dispositivos semiconductores de conmutación.

También hay que señalar que al mismo tiempo era necesario avanzar en la creación de otros dispositivos, como diodos, transformadores y condensadores.

Hay que rendir homenaje a los trabajadores de todos los ámbitos de la tecnología: la frecuencia de conmutación cuando se utiliza PWM se aumentó a 500 kHz. Sin embargo, a frecuencias más altas, digamos 150 kHz, es mejor considerar un método diferente. Entonces, llegamos al modo de funcionamiento resonante de la fuente de energía.

La fuente de alimentación estabilizada mediante modo resonante representa realmente un gran avance en la tecnología. Aunque hay que decir que el uso de fenómenos resonantes en inversores, convertidores y fuentes de alimentación precede a la era de los semiconductores. Resultó que cuando se utilizaban fenómenos de resonancia, a menudo era posible obtener buenos resultados.

Por ejemplo, en los primeros televisores, los altos voltajes necesarios para el tubo de imagen se obtenían utilizando una fuente de energía de radiofrecuencia.

Se trataba de un generador de onda sinusoidal de tubo de vacío que funcionaba a una frecuencia de 150 a 300 kHz, en el que se lograba un aumento de la tensión alterna en un transformador de radiofrecuencia resonante. Como tal, todavía se utilizan circuitos similares para generar voltajes de al menos varios cientos de miles de voltios para diversos fines industriales y de investigación. A menudo se logran voltajes más altos mediante el uso combinado de operación resonante y un multiplicador de voltaje de diodo.

Se sabe desde hace mucho tiempo que los circuitos de salida resonantes del inversor estabilizan el funcionamiento de motores eléctricos y equipos de soldadura. Por lo general, se conectaba una bobina con alta inductancia a la rotura del cable que va desde la fuente de voltaje de CC al inversor. En este caso, el inversor se comporta con respecto a la carga como una fuente de corriente, lo que facilita el cumplimiento de la condición de existencia de fenómenos resonantes. En este caso, es más correcto llamar cuasi-resonantes a los inversores de tiristores existentes: el circuito oscilatorio se somete periódicamente a excitación de choque, pero no hay oscilaciones continuas. Entre pulsos de excitación, el circuito oscilatorio libera la energía almacenada a la carga.

De lo anterior se desprende claramente que el uso generalizado del modo de funcionamiento resonante comenzó después de la creación de circuitos integrados de control especializados. Estos circuitos integrados liberaron a los diseñadores de los problemas de fallas que inevitablemente acompañan al deseo de utilizar el modo resonante en frecuencias de varios cientos de kilohercios o varios megahercios, donde los tamaños de componentes pequeños pueden proporcionar reducciones significativas en tamaño, peso y costo.

En 2010, nuestros especialistas crearon una serie de máquinas de soldar para soldadura por arco manual utilizando un sistema operativo de resonancia: Handy-190, Handy-200, X-350 Storm (Fig. 2).

Actualmente, las máquinas para soldadura semiautomática y automática se diseñan en base a esta tecnología (Fig. 3).

Este equipo tiene una serie de ventajas tecnológicas:

• característica de corriente-voltaje externo casi "ideal" de la fuente de energía, un arco más elástico y suave debido a la estructura de control resonante;
• encendido fiable y soldadura cómoda para todo tipo de electrodos;
• eficiencia significativamente mayor (menor consumo de energía);
• la posibilidad de un control más preciso de la transferencia de gotas debido a la respuesta instantánea (1,5 MHz) del circuito de control a perturbaciones externas (arcos) y, como resultado, una reducción significativa de las salpicaduras, combustión estable del arco de soldadura en todas las posiciones espaciales .

Arroz. 1. Oscilogramas que muestran la diferencia entre PWM (izquierda) y modo resonante (derecha). Con PWM, las pérdidas de conmutación ocurren debido al flujo simultáneo de corriente a través del interruptor y la presencia de voltaje a través de él.

Tenga en cuenta que esta situación no existe en el modo de funcionamiento resonante, que utiliza modulación de frecuencia (FM) para estabilizar el voltaje.

Arroz. 2. Micrófono Handy-190

Arroz. 3. Circuito básico de un convertidor resonante