Qëllimi i këtyre pajisjeve është i qartë nga emri. Me ndihmën e tyre, ata krijojnë impulse që kanë parametra të caktuar. Nëse është e nevojshme, mund të blini një pajisje të bërë duke përdorur teknologjitë e fabrikës. Por ky artikull do të diskutojë diagramet e qarkut dhe teknologjitë e montimit të bëra vetë. Kjo njohuri do të jetë e dobishme për zgjidhjen e problemeve të ndryshme praktike.
Si duket gjeneratori i pulsit G5-54?
Domosdoshmëri
Kur shtypni një tast në një instrument muzikor elektrik, dridhjet elektromagnetike përforcohen dhe dërgohen në altoparlant. Dëgjohet një tingull i një toni të caktuar. Në këtë rast, përdoret një gjenerator sinjali sinusoidal.
Për funksionimin e koordinuar të memories, procesorëve dhe komponentëve të tjerë të kompjuterit, nevojitet sinkronizimi i saktë. Një sinjal mostër me një frekuencë konstante krijohet nga një gjenerator i orës.
Për të kontrolluar funksionimin e njehsorëve dhe pajisjeve të tjera elektronike dhe për të identifikuar keqfunksionimet, përdoren impulse të vetme me parametrat e nevojshëm. Probleme të tilla zgjidhen duke përdorur gjeneratorë të veçantë. Një ndërprerës i rregullt manual nuk do të funksionojë, pasi nuk do të jetë në gjendje të sigurojë një formë specifike sinjali.
Parametrat e daljes
Para se të zgjidhni një skemë ose një tjetër, është e nevojshme të formuloni qartë qëllimin e projektit. Figura e mëposhtme tregon një pamje të zgjeruar të një valë tipike katrore.
Qarku i pulsit katror
Forma e saj nuk është ideale:
- Tensioni rritet gradualisht. Kohëzgjatja e pjesës së përparme merret parasysh. Ky parametër përcaktohet nga koha gjatë së cilës pulsi rritet nga 10 në 90% të vlerës së amplitudës.
- Pas rritjes maksimale dhe kthimit në vlerën fillestare, ndodhin lëkundje.
- Pjesa e sipërme nuk është e sheshtë. Prandaj, kohëzgjatja e sinjalit të pulsit matet në një linjë konvencionale, e cila është tërhequr 10% nën vlerën maksimale.
Gjithashtu, për të përcaktuar parametrat e qarkut të ardhshëm, përdoret koncepti i ciklit të detyrës. Ky parametër llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:
- S është cikli i punës;
- T - periudha e përsëritjes së pulsit;
- t – kohëzgjatja e pulsit.
Nëse cikli i punës është i ulët, është e vështirë të zbulohet një sinjal afatshkurtër. Kjo provokon dështime në sistemet e transmetimit të informacionit. Nëse shpërndarja kohore e lartësive dhe uljeve është e njëjtë, parametri do të jetë i barabartë me dy. Një sinjal i tillë quhet meander.
Vala katrore dhe parametrat bazë të pulsit
Për thjeshtësi, vetëm gjeneratorët do të merren parasysh në vijim. pulset drejtkëndëshe.
Diagrame skematike
Duke përdorur shembujt e mëposhtëm, mund të kuptoni parimet e funksionimit të pajisjeve më të thjeshta të kësaj klase.
Qarqet e gjeneratorit të pulsit katror
Qarku i parë është krijuar për të gjeneruar impulse të vetme drejtkëndore. Është krijuar në dy elementë logjikë, të cilët janë të lidhur për të kryer funksionet e një flip-flopi të tipit RS. Nëse butoni është në pozicionin e treguar, këmba e tretë e mikroqarkut do të ketë tension të lartë dhe pjesa e gjashtë do të ketë tension të ulët. Kur shtypet, nivelet do të ndryshojnë, por fryrja e kontaktit dhe shtrembërimi përkatës i sinjalit të daljes nuk do të ndodhin. Meqenëse funksionimi kërkon ndikim të jashtëm (në këtë rast, kontroll manual), kjo pajisje nuk i përket grupit të vetë-gjeneruesve.
Një gjenerator i thjeshtë, por që kryen funksionet e tij në mënyrë të pavarur, tregohet në gjysmën e dytë të figurës. Kur fuqia aplikohet përmes rezistencës, kondensatori ngarkohet. Rele nuk funksionon menjëherë, pasi pas prishjes së kontaktit, rrjedha e rrymës përmes dredha-dredha për ca kohë sigurohet nga ngarkimi i kondensatorit. Pasi qarku mbyllet, ky proces përsëritet vazhdimisht derisa të fiket energjia.
Duke ndryshuar vlerat e rezistencës dhe kondensatorit, mund të vëzhgoni transformimet përkatëse në frekuencë dhe parametra të tjerë të sinjalit në një oshiloskop. Nuk do të jetë e vështirë të krijoni një gjenerator të tillë të valëve katrore me duart tuaja.
Për të zgjeruar diapazonin e frekuencës, qarku i mëposhtëm është i dobishëm:
Gjenerator me parametra të ndryshueshëm të pulsit
Për të zbatuar një plan nuk mjaftojnë dy elementë logjikë. Por nuk është e vështirë të zgjidhni një mikroqark të përshtatshëm (për shembull, në serinë K564).
Parametrat e sinjalit që mund të ndryshohen me rregullim manual, parametra të tjerë të rëndësishëm
| Elementi i diagramit të qarkut | Qëllimi dhe veçoritë |
|---|---|
| VT1 | Ky tranzistor me efekt në terren përdoret në mënyrë që rezistorët me rezistencë të lartë të mund të përdoren në qarkun e reagimit. |
| C1 | Kapaciteti i lejuar i kondensatorit është nga 1 në 2 µF. |
| R2 | Vlera e rezistencës përcakton kohëzgjatjen e pjesëve të sipërme të pulseve. |
| R3 | Kjo rezistencë përcakton kohëzgjatjen e pjesëve të poshtme. |
Për të siguruar qëndrueshmërinë e frekuencës së sinjaleve drejtkëndore, përdoren qarqe të bazuara në elementë kuarci:
Video. NË Gjenerator pulsi i tensionit të lartë DIY
Për ta bërë më të lehtë montimin e një gjeneratori pulsi të një frekuence të caktuar me duart tuaja, është më mirë të përdorni një bord qarku universal. Do të jetë e dobishme për eksperimente me qarqe të ndryshme elektrike. Pasi të keni fituar aftësitë dhe njohuritë përkatëse, nuk do të jetë e vështirë të krijoni pajisjen ideale për të zgjidhur me sukses një problem specifik.
Dhe së fundi, arritëm në të. Pasi montova mbështjellje të vogla, vendosa të kaloj në një qark të ri, më serioz dhe kompleks për t'u vendosur dhe përdorur. Le të kalojmë nga fjalët në veprim. Diagrami i plotë duket si ky:
Punon në parimin e një vetë-gjeneruesi. Shkelësi godet shoferin UCC27425 dhe procesi fillon. Drejtuesi furnizon një impuls në GDT (Gate Drive Transformator - fjalë për fjalë: një transformator që kontrollon portat) me GDT ka 2 mbështjellje dytësore të lidhura në antifazë. Kjo lidhje siguron hapjen e alternuar të transistorëve. Gjatë hapjes, tranzistori pompon rrymë përmes vetes dhe kondensatorit 4,7 µF. Në këtë moment, një shkarkesë formohet në spirale, dhe sinjali kalon përmes sistemit operativ te shoferi. Shoferi ndryshon drejtimin e rrymës në GDT dhe transistorët ndryshojnë (ai që ishte i hapur mbyllet dhe i dyti hapet). Dhe ky proces përsëritet për aq kohë sa ka një sinjal nga ndërprerësi.
GDT plagoset më së miri në një unazë të importuar - Epcos N80. Dredha-dredha janë mbështjellë në një raport 1:1:1 ose 1:2:2. Mesatarisht, rreth 7-8 kthesa, mund ta llogaritni nëse dëshironi. Le të shqyrtojmë një zinxhir RD në portat e transistorëve të energjisë. Ky zinxhir ofron Kohë të Vdekur. Kjo është koha kur të dy transistorët janë të mbyllur. Kjo do të thotë, një transistor tashmë është mbyllur, dhe i dyti nuk ka pasur ende kohë për t'u hapur. Parimi është ky: transistori hapet pa probleme përmes një rezistence dhe shkarkohet shpejt përmes një diodë. Oshilogrami duket diçka si kjo:
Nëse nuk jepni kohë të vdekur, mund të rezultojë se të dy transistorët do të jenë të hapur dhe më pas do të ndodhë një shpërthim energjie.
Shkoni përpara. OS (feedback) bëhet në këtë rast në formën e një CT (transformatori aktual). CT është mbështjellë në një unazë ferriti Epcos N80 me të paktën 50 rrotullime. Fundi i poshtëm i mbështjelljes dytësore tërhiqet përmes unazës dhe tokëzohet. Kështu, rryma e lartë nga mbështjellja sekondare shndërrohet në potencial të mjaftueshëm në CT. Më pas, rryma nga CT shkon në kondensator (zbut ndërhyrjen), diodat Schottky (kalojnë vetëm një gjysmë cikli) dhe LED (vepron si një diodë zener dhe vizualizon gjenerimin). Që gjenerimi të ndodhë, duhet të respektohet edhe formulimi i transformatorit. Nëse nuk ka gjeneratë ose shumë të dobët, thjesht duhet të ktheni CT.
Le të shohim ndërprerësin veç e veç. Sigurisht që djersita me ndërprerësin. Kam mbledhur rreth 5 te ndryshme... Disa fryhen nga rryma HF, te tjera nuk funksionojne si duhet. Më tej do t'ju tregoj për të gjithë ndërprerësit që bëra. Ndoshta do të filloj nga e para - e tutje TL494. Skema është standarde. Rregullimi i pavarur i frekuencës dhe ciklit të punës është i mundur. Qarku i mëposhtëm mund të gjenerojë nga 0 në 800-900 Hz nëse zëvendësoni kondensatorin 1 uF me një kondensator 4,7 uF. Raporti i detyrës nga 0 në 50. Vetëm ajo që ju nevojitet! Megjithatë, ekziston një POR. Ky kontrollues PWM është shumë i ndjeshëm ndaj rrymës RF dhe fushave të ndryshme nga spiralja. Në përgjithësi, kur lidhej me spiralen, ndërprerësi thjesht nuk funksionoi, ose gjithçka ishte në modalitetin 0 ose CW. Mbrojtja ndihmoi pjesërisht, por nuk e zgjidhi plotësisht problemin.
Ndërprerësi i mëposhtëm u montua duke përdorur UC3843 gjendet shumë shpesh në IIP, veçanërisht ATX, prej nga e mora në të vërtetë. Skema gjithashtu nuk është e keqe dhe nuk është inferiore TL494 sipas parametrave. Këtu është e mundur të rregulloni frekuencën nga 0 në 1 kHz dhe ciklin e punës nga 0 në 100%. Kjo më përshtatej edhe mua. Por përsëri këto kamionçinë nga spiralja shkatërruan gjithçka. Edhe mbrojtja nuk ndihmoi këtu. M'u desh të refuzoja, megjithëse e montova mirë në tabelë...
Vendosa të kthehem në lis dhe të besueshëm, por jofunksional 555 . Vendosa të filloj me ndërprerësin e shpërthimit. Thelbi i një ndërprerësi është se ai ndërpret vetveten. Një mikroqark (U1) vendos frekuencën, një tjetër (2) kohëzgjatjen dhe i treti (U3) cakton kohën e funksionimit të dy të parëve. Gjithçka do të ishte mirë nëse nuk do të ishte për kohëzgjatjen e shkurtër të pulsit me U2. Ky ndërprerës është krijuar për DRSSTC dhe mund të funksionojë me SSTC, por nuk më pëlqeu - shkarkimet janë të holla, por me gëzof. Më pas u bënë disa përpjekje për të rritur kohëzgjatjen, por ato ishin të pasuksesshme.
Qarqet e gjeneratorit për 555
Pastaj vendosa të ndryshoj rrënjësisht qarkun dhe të bëj kohëzgjatje të pavarur në kondensator, diodë dhe rezistencë. Shumë mund ta konsiderojnë këtë skemë absurde dhe budallaqe, por funksionon. Parimi është ky: sinjali shkon te shoferi derisa kondensatori të ngarkohet (mendoj se askush nuk do të debatojë me këtë). NE555 gjeneron një sinjal, kalon nëpër një rezistencë dhe një kondensator, dhe nëse rezistenca e rezistencës është 0 Ohm, atëherë ai kalon vetëm përmes kondensatorit dhe kohëzgjatja është maksimale (për aq kohë sa kapaciteti është i mjaftueshëm) pavarësisht nga cikli i punës të gjeneratorit. Rezistenca kufizon kohën e karikimit, d.m.th. Sa më e madhe të jetë rezistenca, aq më i shkurtër do të jetë pulsi. Shoferi merr një sinjal me kohëzgjatje më të shkurtër, por me të njëjtën frekuencë. Kondensatori shkarkohet shpejt përmes një rezistence (e cila shkon në tokë 1k) dhe një diodë.
Avantazhet dhe disavantazhet
pro: rregullimi i pavarur i ciklit të punës me frekuencë, SSTC nuk do të kalojë kurrë në modalitetin CW nëse ndërprerësi digjet.
Minuset: cikli i punës nuk mund të rritet "pafundësisht", si për shembull në UC3843, kufizohet nga kapaciteti i kondensatorit dhe cikli i punës së vetë gjeneratorit (nuk mund të jetë më i madh se cikli i funksionimit të gjeneratorit). Rryma përmes shkon kondensatori pa probleme.
Nuk e di si reagon shoferi ndaj kësaj të fundit (karikimi i qetë). Nga njëra anë, shoferi gjithashtu mund të hapë pa probleme transistorët dhe ata do të nxehen më shumë. Ne anen tjeter UCC27425- mikroqark dixhital. Për të ka vetëm një regjistër. 0 dhe log. 1. Kjo do të thotë se për sa kohë që tensioni është mbi pragun, UCC-ja punon sapo të bjerë nën minimumin, nuk funksionon; Në këtë rast, gjithçka funksionon si zakonisht, dhe transistorët hapen plotësisht.
Le të kalojmë nga teoria në praktikë
Unë montova një gjenerator Tesla në një strehim ATX. Kondensator i furnizimit me energji elektrike 1000 uF 400V. Ura diodike nga e njëjta ATX në 8A 600V. Vendosa një rezistencë 10 W 4.7 Ohm përpara urës. Kjo siguron karikim të qetë të kondensatorit. Për të fuqizuar shoferin, instalova një transformator 220-12 V dhe një stabilizues me një kondensator 1800 uF.
I vidhos urat e diodës në radiator për lehtësi dhe për heqjen e nxehtësisë, megjithëse ato mezi nxehen.
Ndërprerësi u montua pothuajse si një tendë, mori një copë PCB dhe preu gjurmët me një thikë shërbimi.
Njësia e energjisë u mblodh në një radiator të vogël me një tifoz, më vonë doli se ky radiator ishte mjaft i mjaftueshëm për ftohje. Shoferi ishte montuar mbi atë të fuqisë përmes një kartoni të trashë. Më poshtë është një foto e modelit pothuajse të montuar të gjeneratorit Tesla, por është duke u testuar, kam matur temperaturën e energjisë në mënyra të ndryshme (mund të shihni një termometër të zakonshëm të dhomës të bashkangjitur me atë të energjisë në termoplastikë).
Toroidi i mbështjelljes është mbledhur nga një tub plastik i valëzuar me një diametër prej 50 mm dhe i mbuluar me shirit alumini. Vetë dredha-dredha dytësore është e mbështjellë në një tub 110 mm 20 cm të lartë me tel 0.22 mm rreth 1000 kthesa. Dredha-dredha kryesore përmban deri në 12 rrotullime, të bëra me një diferencë për të zvogëluar rrymën seksioni i fuqisë. E bëra me 6 kthesa në fillim, rezultati është pothuajse i njëjtë, por mendoj se nuk ia vlen të rrezikosh transistorët për hir të disa centimetrave shtesë shkarkimi. Korniza e primarit është e zakonshme vazo me lule. Që në fillim mendova se nuk do të shpohej nëse e mbështillja sekondarin me shirit dhe primarin sipër shiritit. Por mjerisht, u depërtua... Natyrisht, u depërtua edhe në tenxhere, por këtu kaseta ndihmoi në zgjidhjen e problemit. Në përgjithësi, dizajni i përfunduar duket si ky:
Epo, disa foto me shkarkimin
Tani gjithçka duket se është bërë.
Disa këshilla të tjera: mos u përpiqni të futni një spirale në rrjet menjëherë, nuk është fakt që do të funksionojë menjëherë. Monitoroni vazhdimisht temperaturën e energjisë nëse mbinxehet, mund të lulëzojë. Mos mbështillni tranzistorë dytësorë me frekuencë shumë të lartë 50b60 mund të funksionojë në një maksimum prej 150 kHz sipas fletës së të dhënave, në fakt pak më shumë. Kontrolloni ndërprerësit, jeta e spirales varet prej tyre. Gjeni frekuencën maksimale dhe ciklin e punës në të cilën temperatura e fuqisë është e qëndrueshme për një kohë të gjatë. Një toroid që është shumë i madh mund të dëmtojë gjithashtu furnizimin me energji elektrike.
Video e funksionimit të SSTC
P.S. Transistorët e fuqisë përdoren IRGP50B60PD1PBF. Skedarët e projektit. Fat i mirë, isha me ju [)eNiS!
Diskutoni artikullin TESLA GENERATOR
Gjeneratori i pulsit aktual (CPG) është krijuar për të gjeneruar impulse të shumta të rrymës përsëritëse që riprodhojnë efektin elektrohidraulik. Diagramet bazë të GIT u propozuan në vitet 1950 dhe gjatë viteve të fundit nuk kanë pësuar ndryshime të rëndësishme, por pajisjet e tyre përbërëse dhe niveli i automatizimit janë përmirësuar ndjeshëm. GIT-të moderne janë krijuar për të funksionuar në një gamë të gjerë tensioni (5-100 kV), kapaciteti i kondensatorit (0.1-10000 μF), energjia e ruajtur e pajisjes së ruajtjes (10-106 J) dhe shpejtësia e përsëritjes së pulsit (0.1-100 Hz). ).
Parametrat e dhënë mbulojnë shumicën e mënyrave në të cilat funksionojnë instalimet elektro-hidraulike për qëllime të ndryshme.
Zgjedhja e qarkut GIT përcaktohet në përputhje me qëllimin e pajisjeve specifike elektro-hidraulike. Çdo qark gjenerator përfshin blloqet kryesore të mëposhtme: furnizimi me energji elektrike - transformator me ndreqës; ruajtja e energjisë - kondensator; pajisje komutuese - boshllëk formues (ajror); ngarkesë - hendeku i shkëndijës së punës. Përveç kësaj, qarqet GIC përfshijnë një element kufizues të rrymës (kjo mund të jetë rezistenca, kapaciteti, induktiviteti ose kombinimet e tyre). Në qarqet GIC mund të ketë disa boshllëqe të shkëndijës formuese dhe funksionuese dhe pajisje për ruajtjen e energjisë. GIT mundësohet, si rregull, nga rrjeti rrymë alternative frekuencën dhe tensionin industrial.
GIT funksionon si më poshtë. Energjia elektrike përmes elementit kufizues aktual dhe furnizimit me energji hyn në pajisjen e ruajtjes së energjisë - një kondensator. Energjia e ruajtur në kondensator me ndihmën e një pajisjeje komutuese - hendeku i formimit të ajrit - transmetohet pulsisht në hendekun e punës në lëng (ose një mjet tjetër), mbi të cilin lirohet energjia elektrike e pajisjes së ruajtjes, duke rezultuar në një goditje elektro-hidraulike. Në këtë rast, forma dhe kohëzgjatja e pulsit aktual që kalon nëpër qarkun e shkarkimit të GIT varen si nga parametrat e qarkut të karikimit ashtu edhe nga parametrat e qarkut të shkarkimit, përfshirë hendekun e shkëndijës së punës. Nëse për impulset e vetme të GIT-ve speciale parametrat e qarkut të karikimit (furnizimi me energji elektrike) nuk kanë një ndikim të rëndësishëm në performancën e përgjithshme energjetike të instalimeve elektrohidraulike për qëllime të ndryshme, atëherë në GIT-të industriale efikasiteti i qarkut të karikimit ndikon ndjeshëm në efikasitetin të instalimit elektrohidraulik.
Përdorimi i elementeve reaktive kufizuese të rrymës në qarqet GIT është për shkak të aftësisë së tyre për të grumbulluar dhe më pas lëshuar energji në qarkun elektrik, gjë që në fund të fundit rrit efikasitetin.
Efikasiteti elektrik i qarkut të karikimit të një qarku të thjeshtë dhe të besueshëm në funksionim (GIT me një rezistencë të kufizuar të karikimit aktiv (Fig. 3.1, a)) është shumë i ulët (30-35%), pasi kondensatorët ngarkohen në të duke pulsuar Tensioni dhe rryma Me futjen e rregullatorëve të veçantë të tensionit (përforcues magnetik, mbytje ngopjeje) mund të arrihet një ndryshim linear në karakteristikat e tensionit aktual të ngarkesës së një pajisjeje ruajtjeje dhe në këtë mënyrë të krijohen kushte në të cilat humbjet e energjisë në qarkun e karikimit do të jenë minimale. , dhe efikasiteti i përgjithshëm i gjeneratorit mund të rritet në 90%.
Për të rritur fuqinë totale kur përdorni qarkun më të thjeshtë GIT, përveç përdorimit të mundshëm të një transformatori më të fuqishëm, ndonjëherë këshillohet të përdorni një GIT që ka tre transformatorë njëfazorë, qarqet kryesore të të cilëve janë të lidhur me një "yll". ” ose “delta” dhe furnizohen me energji nga një rrjet trefazor. Tensioni nga mbështjelljet e tyre dytësore furnizohet me kondensatorë individualë, të cilët funksionojnë përmes një hendeku formues rrotullues në një hendek të përbashkët të shkëndijës së punës në lëng (Fig. 3.1, b) [-|] . .4
Gjatë projektimit dhe zhvillimit të instalimeve elektrohidraulike GIT, përdorimi i mënyrës rezonante të karikimit të një pajisje ruajtëse kapacitore nga një burim rrymë alternative pa një ndreqës është me interes të rëndësishëm. Efikasiteti i përgjithshëm elektrik i qarqeve rezonante është shumë i lartë (deri në 95%), dhe kur ato përdoren, ka një rritje automatike të konsiderueshme të tensionit të funksionimit. Këshillohet përdorimi i qarqeve rezonante kur funksionon në frekuenca të larta (deri në 100 Hz), por kjo kërkon kondensatorë të veçantë të krijuar për të funksionuar me rrymë alternative. Kur përdorni këto qarqe, është e nevojshme të pajtoheni me kushtin e njohur të rezonancës
W = 1 /l[GS,
Ku është bashkëfrekuenca e EMF-së lëvizëse; induktiviteti i qarkut L; C është kapaciteti i qarkut.
Një GIT rezonante njëfazore (Fig. 3.1, c) mund të ketë një efikasitet të përgjithshëm elektrik që tejkalon 90%. GIT bën të mundur marrjen e një frekuence të qëndrueshme të shkarkimeve alternative, në mënyrë optimale të barabartë me një frekuencë të vetme ose të dyfishtë të rrymës së furnizimit (d.m.th. 50 dhe 100 Hz, përkatësisht) kur fuqizohet me rrymë të frekuencës industriale. Përdorimi i qarkut është më racional (me një fuqi të transformatorit të furnizimit 15-30 kW. Një sinkronizues futet në qarkun e shkarkimit të qarkut - një hendek ajror, midis topave të të cilit ka një rrotullim
Një disk shtrëngues me një kontakt që shkakton hapjen e hendekut formues kur kontakti kalon midis topave. Në këtë rast, rrotullimi i diskut sinkronizohet me momentet e pikut të tensionit.
Qarku i një GIT rezonant trefazor (Fig. 3.1, d) përfshin një transformator ngritës trefazor, secila mbështjellje në anën e lartë të të cilit funksionon si një qark rezonant njëfazor me një të përbashkët për të gjithë ose për tre boshllëqe të pavarura të shkëndijave të punës me një sinkronizues të përbashkët për tre boshllëqe formuese Ky qark ju lejon të merrni një frekuencë shkarkimesh alternative të barabartë me tre herë ose gjashtë herë frekuencën e rrymës së furnizimit (d.m.th., përkatësisht 150 ose 300 Hz) kur punoni në një frekuenca industriale Qarku rekomandohet për funksionimin e gjeneratorëve me fuqi 50 kW ose më shumë Një qark GIT njëfazor Megjithatë, rritja e mëtejshme e fuqisë së ndreqësit do të jetë e këshillueshme vetëm deri në një kufi të caktuar.
Efikasiteti i procesit të karikimit të një pajisje ruajtëse kapacitiv mund të rritet duke përdorur qarqe të ndryshme me kapacitet filtri. Qarku GIT me një kapacitet filtri dhe një qark ngarkues induktiv të kapacitetit të punës (Fig. 3.1, (3) ju lejon të merrni pothuajse çdo frekuencë të alternimit të pulsit kur punoni me kapacitete të vogla (deri në 0,1 µF) dhe ka një efikasitet të përgjithshëm elektrik prej rreth 85%. Kjo arrihet me faktin se kapaciteti i filtrit funksionon në një regjim shkarkimi jo të plotë (deri në 20%), dhe kapaciteti i punës ngarkohet përmes një qarku induktiv - një mbytje me rezistencë të ulët aktive - gjatë një gjysme- cikël në modalitetin oscilues, i vendosur duke rrotulluar diskun në intervalin e parë të formimit. Në këtë rast, kapaciteti i filtrit tejkalon kapacitetin e punës me 15-20 herë.
Disqet rrotulluese të boshllëqeve të shkëndijave formuese qëndrojnë në të njëjtin bosht dhe për këtë arsye frekuenca e shkarkimeve të alternuara mund të ndryshojë brenda një diapazoni shumë të gjerë, maksimalisht të kufizuar vetëm nga fuqia e transformatorit të furnizimit. Në këtë qark mund të përdoren transformatorë 35-50 kV pasi dyfishon tensionin. Qarku gjithashtu mund të lidhet drejtpërdrejt me një rrjet të tensionit të lartë.
Në qarkun GIT me një rezervuar filtri (Fig. 3.1, e), lidhja alternative e rezervuarëve të punës dhe filtrit me hendekun e shkëndijës së punës në lëng kryhet duke përdorur një hendek rrotullues të shkëndijës - hendeku formues. Megjithatë, kur një GIT i tillë funksionon, funksionimi i hendekut rrotullues të shkëndijës fillon me një tension më të ulët (kur topat i afrohen njëri-tjetrit) dhe përfundon me një tension më të lartë (kur topat largohen) se ai i specifikuar nga distanca minimale midis topat e boshllëqeve të shkëndijës. Kjo çon në paqëndrueshmëri të parametrit kryesor
Shkarkimet e tensionit, dhe rrjedhimisht, një rënie në besueshmërinë e gjeneratorit.
Për të rritur besueshmërinë e funksionimit të GIT duke siguruar stabilitetin e specifikuar të parametrave të shkarkimit, një pajisje kalimtare rrotulluese përfshihet në qarkun GIT me një kapacitet filtri - një disk me kontakte rrëshqitëse për ndezjen dhe fikjen paraprake alternative pa rrymë. të qarqeve të karikimit dhe shkarkimit.
Kur voltazhi aplikohet në qarkun e karikimit të gjeneratorit, kapaciteti i filtrit fillimisht ngarkohet Më pas, një kontakt rrotullues pa rrymë (dhe për rrjedhojë pa shkëndijë) mbyll qarkun, lind një ndryshim i mundshëm në topat e hendekut të shkëndijës formuese. ndodh dhe kondensatori i punës ngarkohet në tensionin e kondensatorit të filtrit Pas kësaj, rryma në qark zhduket dhe kontaktet hapen përsëri duke rrotulluar diskun pa ndezur disku rrotullues (gjithashtu pa rrymë dhe shkëndijë) dhe tensioni i kondensatorit të punës aplikohet në shkarkuesin formues, ndodh prishja e tij, si dhe prishja e hendekut të shkëndijës së punës në lëng. Në këtë rast, kondensatori i punës shkarkohet , rryma në qarkun e shkarkimit ndalon dhe, për rrjedhojë, kontaktet mund të hapen përsëri duke rrotulluar diskun pa shkëndija duke i shkatërruar ato. Më pas cikli përsëritet me një frekuencë shkarkimi të specifikuar nga frekuenca e rrotullimit të diskut të pajisjes.
Përdorimi i këtij lloji GIT bën të mundur marrjen e parametrave të qëndrueshëm të boshllëqeve fikse të shkëndijës së topit dhe mbylljen dhe hapjen e qarqeve të qarqeve të karikimit dhe shkarkimit në një mënyrë pa rrymë, duke përmirësuar kështu të gjithë performancën dhe besueshmërinë e termocentralit. gjenerator.
U zhvillua gjithashtu një qark furnizimi me energji elektrike për njësitë elektro-hidraulike, duke lejuar përdorimin më efikas energji elektrike(me një minimum të humbjeve të mundshme). Në pajisjet e njohura elektrohidraulike, dhoma e punës është e tokëzuar dhe për këtë arsye një pjesë e energjisë pas prishjes së hendekut të shkëndijës së punës në lëng praktikisht humbet, duke u shpërndarë në tokëzim. Për më tepër, me çdo shkarkim të kondensatorit të punës, një ngarkesë e vogël (deri në 10% e origjinalit) mbetet në pllakat e tij.
Përvoja ka treguar se çdo pajisje elektrohidraulike mund të funksionojë në mënyrë efektive sipas një skeme në të cilën energjia e ruajtur në një kondensator C1, duke kaluar përmes hendekut formues të FP, hyn në hendekun e shkëndijës së punës të RP, ku pjesa më e madhe shpenzohet për kryerjen. puna e dobishme e goditjes elektrohidraulike. Energjia e mbetur e pashpenzuar furnizohet me kondensatorin e dytë të pakarikuar C2, ku ruhet për përdorim të mëvonshëm (Fig. 3.2). Pas kësaj, energjia e rimbushur në të kërkuar
vlera e mundshme e kondensatorit të dytë C2, pasi ka kaluar nëpër hendekun formues të FP, shkarkohet në hendekun e shkëndijës së punës të RP dhe përsëri pjesa e papërdorur e tij tani përfundon në kondensatorin e parë SU, etj.
Çdo kondensator është i lidhur në mënyrë alternative ose me qarkun e karikimit ose me qarkun e shkarkimit me çelës /7, në të cilin pllakat përcjellëse A dhe B, të ndara nga një dielektrik, lidhen në mënyrë alternative me kontaktet 1-4 të qarqeve të karikimit dhe shkarkimit.
Skema dhe teoritë e veprimit
Siç tregohet në Fig. 3.2, transformatori kufizues i rrymës T1 është i lidhur me ndreqësin e urës D1-D4 dhe ngarkon kondensatorin e jashtëm të ruajtjes C përmes rezistencës mbrojtëse nga mbitensioni R18. Një kondensator i jashtëm ruajtës është i lidhur midis tokës së shkarkimit dhe elektrodës së hendekut të shkëndijës G1. Ngarkesa në këtë projekt nuk është e lidhur si standard, por midis tokës së shkarkimit dhe elektrodës së hendekut të shkëndijës G2. Vini re se ngarkesa është komplekse, zakonisht shumë induktive (jo në të gjitha rastet) me pak rezistencë nga teli i induktorit të ngarkesës. Elektrodat e hendekut të shkëndijës G1 dhe G2 janë të vendosura në një distancë 1.2-1.5 herë më të madhe se distanca e prishjes në një tension të caktuar.
Elektroda e tretë e ndezjes TE1 shkarkohet nga një puls i shkurtër i tensionit të lartë me energji të ulët në G2, duke krijuar një kulm tensioni që jonizohet
Oriz. 3.2. Diagrami skematik i gjeneratorit të pulsit
Shënim:
Shënim i veçantë në lidhje me diodat D14, D15. Polariteti mund të ndryshohet për të prodhuar një efekt më të madh shkas me ngarkesa me rezistencë të ulët, siç është rasti me pajisjet deformuese të kanaçeve, pajisjet shpërthyese teli, armët plazma, etj.
Kujdes! Nëse impedanca e ngarkesës është shumë e lartë, energjia mund të kthehet mbrapsht përmes diodave dhe transformatorit T2 dhe të shkaktojë dështimin e këtyre komponentëve.
Vini re se toka e qarkut dhe teli i përbashkët janë të izoluar nga njëri-tjetri.
Toka e shkarkimit është e lidhur me shasinë dhe tokëzohet përmes telit të gjelbër të kordonit të energjisë.
Për të siguruar siguri më të madhe, rekomandohet përdorimi i butonave që nuk fiksohen si çelës S3, i cili aktivizohet vetëm kur shtypet.
Nëse pajisja ndodhet në një vend ku personeli i paautorizuar ka akses, rekomandohet të përdorni një çelës çelësi si S4.
një hendek midis G1 dhe G2, i cili çon në shkarkimin e energjisë së akumuluar në pajisjen e ruajtjes së jashtme kapacitore në një ngarkesë me rezistencë komplekse.
Tensioni i karikimit të pajisjes së ruajtjes së jashtme kapacitore caktohet nga qarku ndarës rezistent R17, i cili gjithashtu prodhon një sinjal për voltmetrin Ml. Tensioni i ngarkimit vendoset nga një rezistencë e ndryshueshme e kontrollit R8 e lidhur në seri me R17. Ky sinjal kontrolli cakton nivelin e fikjes së krahasuesit II, i cili përcakton paragjykimin DC të transistorit Q1. Nga ana tjetër, Q1 kontrollon stafetën, e cila e fiket stafetën. Kontaktet e stafetës së çaktivizuar RE1 heqin furnizimin me energji elektrike në mbështjelljen kryesore T1. Kur R8 vendoset në një vlerë të caktuar, ai ruan automatikisht një nivel të caktuar tensioni në pajisjet e ruajtjes së jashtme kapacitore. Butoni i sigurisë S3 ofron mundësinë për të vonuar manualisht ngarkimin e kondensatorit të jashtëm.
LED i kuq LA1 ndizet kur ndizet energjia. LED LA2 i verdhë ndizet kur ngarkesa arrin vlerën e caktuar.
Qarku i elektrodës së këmbëzës është një sistem i posaçëm shkarkimi kapacitiv (CD), ku energjia e kondensatorit C6 drejtohet në mbështjelljen parësore. transformator pulsi T2. Një sekuencë pulsesh pozitive krijohet në mbështjelljen dytësore T2 tension të lartë, i cili furnizohet me kondensatorët C8 dhe C9 përmes diodave të shkëputjes D14 dhe D15. Këto impulse rrymë e vazhdueshme Tensionet e larta shkaktojnë jonizimin në zbrazëtira për shkak të shkarkimit përmes elektrodës nxitëse TE1. Në hyrje të këtij qarku ekziston një dyfishues i tensionit i përbërë nga kondensatorët C4, C5 dhe diodat D8 dhe D9. Çelësi i nisjes S1 furnizon me energji qarkun, duke bërë që hendeku i shkëndijës të funksionojë menjëherë. Tiristori me triod silikoni SCR heq ngarkesën nga C6, rryma e zhbllokimit në SCR furnizohet nga dinistori DIAC, paragjykimi ndaj të cilit vendoset nga rezistenca e ndryshueshme R14 dhe kondensatori C7.
Transformatori TZ i tensionit të uljes 12 V fuqizon qarkun e kontrollit, i cili përfshin gjithashtu stafetën RE1. Nëse sistemi nuk ka 12 V, mund të niset vetëm duke aktivizuar manualisht RE1. Ndreqësi i diodës D10-D13 korrigjon tensionin AC 12 V, i cili më pas filtrohet nga filtri kapacitiv C1. Rezistenca R5 shkëput fuqinë për kontroll përmes diodës zener Z3, Z4, e cila është e nevojshme për funksionimin e qëndrueshëm të qarkut krahasues. Fuqia për ruajtjen e energjisë vjen nga rrjeti 115 VAC, me siguresën F1 të aktivizuar dhe rrjeti 115 VAC ndizet nga çelësi S4.
Komentoni
Në laboratorin tonë në Information Unlimited, pajisjet e ruajtjes së energjisë përfshijnë 10 rafte me kondensatorë të mbushur me vaj. Çdo raft përmban 50 kondensatorë 32uF 4500V të lidhur paralelisht për të arritur një kapacitet total prej 1600uF ose rreth 13000J në 4000V për raft. Të 10 raftet e lidhur paralelisht japin 130,000 J. Në këto nivele energjie, është shumë e rëndësishme të lidhni dhe montoni siç duhet sistemin me vendndodhjen dhe trashësinë e kërkuar të telave për të prodhuar impulse me fuqi qindra megavat. Për të mbrojtur personelin nga tensioni i rrezikshëm, mburojat e shpërthimit janë instaluar rreth rafteve të magazinimit.
Koha e karikimit për një qëndrim është rreth 10 minuta. Me këtë karikim, përdorimi i 10 rafteve do të ishte jopraktike, sepse do të duheshin pothuajse 2 orë për t'i karikuar. . Pra tension i lartë Ngarkues Mund të blihet me porosi speciale.
Procedura e montimit paraprak të pajisjes
Ky seksion supozon se jeni njohur me mjetet bazë dhe keni përvojë të mjaftueshme në montim. Gjeneratori i pulsit është montuar në një shasi metalike 25,4 × 43,2 × 3,8 cm, e bërë prej hekuri të galvanizuar 1,54 mm të trashë (22 matës). Ai përdor një transformator RMS me një kufi rrymë prej 6500 V, 20 mA. Është e nevojshme të ndiqni sa më saktë vizatimin e dhënë. Ju mund të përdorni një transformator më të fuqishëm, atëherë do t'ju duhet të ndryshoni madhësinë e pajisjes. Ne propozojmë të lidhim paralelisht deri në 4 transformatorë të përdorur më parë; Për të marrë rryma e karikimit 80 mA. Një voltmetër dhe kontrolle janë instaluar në panelin e përparmë. Rekomandohet të zëvendësoni S4 me një çelës çelësi nëse pajisja ndodhet në një zonë ku personeli i paautorizuar ka akses.
Kur montoni pajisjen, ndiqni sekuencën e mëposhtme të veprimeve:
1. Nëse keni blerë një komplet, vendosni dhe identifikoni të gjithë përbërësit dhe pjesët strukturore.
2. Pritini një dërrasë nga pjesa e zbrazët me një shpim rrjeti 0,25 cm dhe dimensione 15,9 x 10,8 cm (6,25 x 4,25 inç).
Oriz. 3.3. Pllaka e qarkut të gjeneratorit të pulsit
Shënim:
Vija me pika tregon lidhjet në pjesën e pasme të tabelës. Pikat e mëdha të zeza tregojnë vrimat në tabelë që përdoren për të instaluar komponentët dhe lidhjet midis tyre.
3. Futni elementet siç tregohet në figurë. 3.3, dhe bashkojini ato në terminalet e elementeve, në ato jastëkë kontakti ku është e nevojshme, ndërsa lëvizni nga skaji i poshtëm i majtë në të djathtë. Vija me pika tregon lidhjet e telit në anën e pasme të tabelës sipas diagramit të qarkut. Shmangni urat me tela, pantallonat e shkurtra të mundshme dhe saldimin e ftohtë pasi këto në mënyrë të pashmangshme do të shkaktojnë probleme. Lidhjet e saldimit duhet të jenë me shkëlqim dhe të lëmuar, por jo sferike.
4. Lidheni tabelën e qarkut me tela në pikat e mëposhtme (shih Fig. 3.3):
– në tokëzim të shasisë me tel #18 të izoluar me vinil, 20 cm i gjatë;
– me tela të tensionit të lartë TE1 20 kV, 10 cm i gjatë;
– me rezistencë R18, tela me izolim vinyl #18 20 cm e gjatë;
– me anoda D3 dhe D4 me tel të izoluar me vinyl #18 30 cm i gjatë (tokëzimi i qarkut);
– me TZ (2) 12 V DC me tel #22 të izoluar me vinyl, 20 cm i gjatë;
– me një voltmetër M1 (2) me tel #22 të izoluar me vinyl 20 cm të gjatë Kontrolloni të gjitha lidhjet, komponentët, vendndodhjen e të gjitha diodave, elementët gjysmëpërçues, kondensatorë elektrolitikë CI, C2, C4, C5, C7. Kontrolloni cilësinë e saldimit, qarqet e shkurtra të mundshme dhe praninë e nyjeve të saldimit të ftohtë. Lidhjet e saldimit duhet të jenë të lëmuara dhe me shkëlqim, por jo sferike. Kontrolloni këtë me kujdes përpara se të ndizni pajisjen.
5. Hendeku i shkëndijës është montuar si më poshtë (Fig. 3.4):
– Bëjeni bazën BASE1 nga një fletë hekuri i galvanizuar me trashësi 1,4 mm (20 gauge) dhe dimensione 11,4 x 5 cm (4,75 x 2 inç);
– Bëni dy kllapa BRKT1 nga një fletë hekuri e galvanizuar me trashësi 1,4 mm (20 gauge), secila me përmasa 6,4 x 3,2 cm (2,5 x 1,25 in.). Palosni skajin në një maskë 1,9 cm;
– Bëni dy blloqe BLK1 nga polivinilklorur (PVC) ose material i ngjashëm, 1,9 cm të trasha dhe 2,5 x 3,2 cm (1 x 1,25 in.) në madhësi. Ata duhet të kenë veti të mira izoluese;
– bëni një bllok BLK2 nga Teflon. Duhet t'i rezistojë pulsit të ndezjes së tensionit të lartë;
– lidhni me kujdes fllanxhat COL1 në kllapat BRK1. Rregulloni pajisjen për të siguruar shtrirjen e saktë të elektrodave të tungstenit pas montimit të njësisë. Në këtë pikë do t'ju duhet të përdorni një ndezës gazi propan, etj.;
– bluani skajet e mprehta të tetë vidhave. Kjo është e nevojshme për të parandaluar thyerjen e materialit PVC për shkak të shkarkimit të koronës të krijuar në skajet e mprehta në tension të lartë;
– montoni paraprakisht pjesët, shponi në to vrimat e nevojshme për montim. Ndiqni figurën për vendosjen e saktë;
Oriz. 3.4. Hendeku i shkëndijës dhe pajisja e ndezjes
Shënim:
Hendeku i shkëndijës është zemra e sistemit dhe është aty që energjia e akumuluar nga kondensatorët gjatë gjithë periudhës së ngarkimit lëshohet shpejt në ngarkesë në formën e një pulsi me fuqi të lartë. Është shumë e rëndësishme që të gjitha lidhjet të jenë në gjendje të përballojnë rryma të larta dhe tension të lartë shkarkimi.
Pajisja e paraqitur këtu është projektuar për HEP90 dhe është e aftë të kalojë deri në 3000 J energji (kur pulsohet saktë), e cila zakonisht është e mjaftueshme për eksperimente efikase me pajisjet e transferimit të masës, mund të përkulet, shpërthen tela, magnetizëm dhe projekte të tjera të ngjashme. .
Një ndërprerës me energji të lartë i aftë për të punuar me 20,000 J energji mund të furnizohet me porosi të veçantë. Të dy çelsat përdorin një impuls të ndezjes së tensionit të lartë që varet nga impedanca e ngarkesës së linjës së lartë. Zakonisht ky nuk është problem për ngarkesat me induktivitet mesatar, por mund të bëhet problem për ngarkesat me induktivitet të ulët. Ky problem mund të zgjidhet duke vendosur disa bërthama ferrite ose unazore në këto linja. Bërthamat reagojnë shumë fuqishëm ndaj pulsit nxitës, por gjatë shkarkimit kryesor ato arrijnë ngopjen.
Dizajni i hendekut të shkëndijës duhet të marrë parasysh forcat mekanike që lindin si rezultat i veprimit të fushave të forta magnetike. Kjo është shumë e rëndësishme kur punoni me energji fizike dhe do të kërkojë mjete shtesë për të zvogëluar induktivitetin dhe rezistencën.
Kujdes! Gjatë kryerjes së eksperimenteve, duhet të instalohet një ekran rreth pajisjes për të mbrojtur operatorin nga fragmente të mundshme nëse pajisja prishet.
Për nisje të besueshme, hendeku i fillimit duhet të vendoset në varësi të tensionit të ngarkimit. Hendeku duhet të jetë të paktën 0.6 cm nga kllapa. Nëse ndërrimi është i paqëndrueshëm, duhet të eksperimentoni me këtë vlerë.
– lidhni prizat e mëdha të bllokut LUG1 në secilën anë të kllapave BRKT1. Lidhja duhet të bëhet me kujdes, pasi rryma e pulsit arrin kiloamper;
– vendoseni përkohësisht hendekun kryesor në 0,16 cm dhe hendekun e këmbëzës në 0,32 cm.
Procedura për montimin përfundimtar të pajisjes
Më poshtë janë hapat përfundimtarë të montimit:
1. Bëni shasinë dhe panelin siç tregohet në Fig. 3.5. Do të ishte e mençur të bëni një vrimë katrore në panel për të akomoduar një voltmetër përpara se të bëni panelin. Voltmetri që përdoret kërkon vrimë katrore me një anë prej 10 cm, vrima të tjera më të vogla mund të përcaktohen nga vizatimi dhe të shpohen pas lidhjes së shasisë dhe panelit.
Shënim:
Bëni një panel të përparmë nga fletë hekuri e galvanizuar 1,54 cm (22 diametër) me përmasa 53,34 x 21,59 cm (21 x 8,5 in). Përkuleni 5 cm në secilën anë për t'u lidhur me shasinë, siç tregohet në figurë. Bëni një vrimë për voltmetrin.
Bëni një shasi nga hekuri i galvanizuar 1,54 cm (22 diametër) me përmasa 55,88 x 27,9 cm (22 x 15 in.). Palosni 5 cm në secilën anë dhe bëni një tendë 1,25 cm Madhësia e përgjithshme do të jetë (25x43x5 cm) me një tendë 1,25 cm përgjatë pjesës së poshtme të shasisë.
Bëni vrima dhe vrima më të vogla për lidhje ndërsa vazhdoni.
Vizitori që shkon në pjesën e bashkangjitur të shasisë nuk tregohet në figurë.
Oriz. 3.5. Vizatim për të bërë shasinë
2. Provoni në panelin e kontrollit dhe shponi vrimat e nevojshme për kontrollet, treguesit etj. Kushtojini vëmendje materialit izolues midis shasisë dhe pjesëve të pajisjes, shihni fig. 3.6 pjesë PLATE1. Kjo mund të arrihet duke përdorur një sasi të vogël ngjitës silikoni të temperaturës së dhomës RTV. Shponi vrimat e duhura ndërsa punoni, duke kontrolluar për vendosjen dhe dimensionet e duhura.
Oriz. 3.6. Forma e përgjithshme pajisje të montuara
Shënim:
Telat tregohen pak të zgjatur për të siguruar qartësinë e imazheve dhe lidhjeve.
Vijat me pika tregojnë komponentët dhe lidhjet e vendosura nën shasi.
3. Provoni pjesët e mbetura (shih Fig. 3.6) dhe shponi të gjitha vrimat e nevojshme për instalimin dhe vendosjen. Kushtojini vëmendje mbajtësve të siguresave FH1/FS1 dhe izolimit të kordonit të energjisë në hyrje BU2. Ato janë të vendosura në pjesën e poshtme të shasisë dhe tregohen me vija me pika.
4. Siguroni hapësirë të mjaftueshme për komponentët e tensionit të lartë: terminalet e daljes së transformatorit, diodat e tensionit të lartë dhe rezistencën R18. Ju lutemi vini re se diodat e tensionit të lartë janë instaluar në tabelën plastike duke përdorur shirit RTV të dyanshëm.
5. Riinstaloni panelin e kontrollit. Sigurojeni tabelën e qarkut me disa copa shiriti të veshura me ngjitës RTV pasi të jeni të sigurt se gjithçka është në rregull.
6. Bëni të gjitha lidhjet. Ju lutemi vini re përdorimin e dadove të telit kur lidhni terminalet T1 dhe T2.
Testet paraprake elektrike
Për të kryer testet paraprake elektrike, ndiqni këto hapa:
1. Shkurtoni terminalet e daljes së transformatorit duke përdorur tela të tensionit të lartë me kapëse.
2. Hiqni siguresën dhe instaloni një barretor 60 W në mbajtësen e siguresave si çakëll për periudhën e testimit.
3. Vendoseni çelësin S4 (shih Fig. 3.7) në gjendjen e fikur, zhvendosni boshtin e çelësit të kombinuar me rezistencën e ndryshueshme R8/S2 në pozicionin "off", vendosni rezistencat e ndryshueshme R14 dhe R19 në pozicionin e mesëm dhe ndizni pajisjen në një rrjet AC 115 V duke futur kordonin e energjisë COl në prizën elektrike.
4. Rrotulloni boshtin e çelësit të kombinuar me rezistencë të ndryshueshme R8 derisa të ndizet dhe shikoni llambat LA1 dhe LA2 të ndezin.
5. Shtypni butonin e karikimit S3 dhe sigurohuni që stafeta RE1 të jetë e ndezur (dëgjohet një tingull klikimi) dhe llamba LA2 të fiket për kohën që shtypet butoni S3.
6. Ndizni S4 dhe shtypni S3, vini re se barreteri, i ndezur në përputhje me pikën 2, digjet në nxehtësi të plotë.
7. Shtypni butonin "Start" S1 dhe vëzhgoni blicin midis elektrodës së këmbëzës TE1 dhe hendekut kryesor të shkarkimit midis G1 dhe G2. Ju lutemi paguani
Oriz. 3.7. Paneli i përparmë dhe kontrollet
Ju lutemi vini re se boshti i rezistencës së ndryshueshme është vendosur në vlerën mesatare, por duke e kthyer boshtin në drejtim të akrepave të orës, mund të rrisni shkarkimin.
Testet bazë
Për të kryer testet, ndiqni këto hapa:
1. Hiqeni kordonin elektrik dhe fikni S2 dhe S4.
2. Lidhni një kondensator 30uF, 4kV dhe një rezistencë 5kOhm, 50W si C dhe R siç tregohet në Fig. 3.6.
3. Hiqni llambën e çakëllit dhe futni një siguresë 2A.
4. Vendoseni hendekun e pilotit në 0,32 cm dhe hendekun kryesor në 0,16 cm.
5. Lidhni një voltmetër me precizion të lartë përmes një kondensatori të jashtëm.
6. Ndizni pajisjen dhe aktivizoni S2 dhe S4. Shtypni butonin S3 dhe sigurohuni që kondensatori i jashtëm të jetë i ngarkuar në 1 kV përpara se RE1 të fiket. Vini re se në gjendje normale LA2 ndizet dhe fiket vetëm për kohëzgjatjen e ciklit të karikimit. Kur arrihet ngarkimi i caktuar, LED LA2 ndizet përsëri, duke treguar që sistemi është gati.
7. Kthejeni R8/S2 30° në drejtim të akrepave të orës dhe vini re se voltazhi arrin një vlerë më të lartë përpara se karikimi të ndalojë.
8. Shtypni butonin S1 dhe vëzhgoni harkun e fuqishëm të menjëhershëm në boshllëkun kryesor që ndodh kur energjia drejtohet në ngarkesën e jashtme.
9. Ngarkoni pajisjen në 2500 V, duke matur tensionin duke përdorur një voltmetër të jashtëm të lidhur përmes një kondensatori. Rregulloni R19 në mënyrë që voltmetri i panelit të përparmë të lexojë 2.5 në shkallë të plotë 5. Bëni një shenjë në panelin e përparmë që të dini se ku është voltazhi 2500 V. Matësi i panelit të përparmë tani lexon tensionin e karikimit me saktësi të arsyeshme kur voltmetri i jashtëm. Përsëriteni hapin 8, duke vëzhguar një hark të fortë ndërsa ndodh shkarkimi. Përsëritni ciklet e ngarkimit dhe shkarkimit në tensione të ndryshme për t'u njohur me funksionimin e pajisjes.
Kjo përfundon verifikimin dhe kalibrimin e pajisjes. Operacionet e mëtejshme do të kërkojnë pajisje shtesë, në varësi të projektit në të cilin po eksperimentoni.
Marrëdhëniet e dobishme matematikore për pajisjet e poshtme
Energjia e ruajtjes së sistemit:
Rritja ideale e rrymës arrihet në sistemet LC. Përdorni një faktor prej 0,75 kur përdorni kondensatorë vaji dhe vlera më të ulëta për kondensatorët foto- dhe elektrolitikë. Koha për të arritur kulmin e rrymës në 1 A cikli:
Fluksi magnetik
A = sipërfaqja e faqes së spirales në m2; Le = distanca ndërmjet poleve në m; M = masë në kg. Forca:
Përshpejtimi: Shpejtësia:
ku t është koha për të arritur rrymën e pikut.
Të gjithë gjeneratorët e tensionit të lartë të diskutuar më sipër kishin një kondensator si një pajisje për ruajtjen e energjisë. Jo më pak interes janë pajisjet që përdorin induktancën si një element të tillë.
Shumica dërrmuese e modeleve të këtij lloji të konvertuesve në vitet e hershme përmbanin një ndërprerës mekanike të induktivitetit. Disavantazhet e një zgjidhjeje të tillë qarku janë të dukshme: rritja e konsumit të çifteve të kontaktit, nevoja për pastrimin dhe rregullimin periodik të tyre dhe një nivel i lartë i ndërhyrjes.
Me ardhjen e çelsave moderne elektronike, modelet e konvertuesve të tensionit me ruajtje të energjisë induktive të ndërprera janë thjeshtuar dukshëm dhe janë bërë konkurruese.
Baza e një prej gjeneratorëve më të thjeshtë të tensionit të lartë (Fig. 12.1) është një pajisje induktive e ruajtjes së energjisë.
Oriz. 12.1. Diagrami elektrik gjenerator i tensionit të lartë i bazuar në ruajtjen e energjisë induktive
Gjeneratori drejtkëndor i pulsit është montuar në një çip 555 (KR1006VI1). Parametrat e pulsit rregullohen nga potenciometrat R2 dhe R3. Frekuenca e pulseve të kontrollit varet gjithashtu nga kapaciteti i kondensatorit të kohës 01. Impulset nga dalja e gjeneratorit furnizohen përmes rezistencës R5 në bazën e elementit kyç (ndërprerës) - tranzistor i fuqishëm VT1.
Ky tranzistor, në përputhje me kohëzgjatjen dhe shkallën e përsëritjes së pulseve të kontrollit, ndërron mbështjelljen parësore të transformatorit T1.
Si rezultat, pulset e tensionit të lartë formohen në daljen e konvertuesit. Për të mbrojtur transistorin VT1 (2N3055 - KT819GM) nga prishja, këshillohet të lidhni një diodë, për shembull, lloji KD226 (katodë te kolektori) paralel me tranzicionin emetues-kolektor.
Gjeneratori i tensionit të lartë (Fig. 12.2), i zhvilluar në Bullgari, përmban gjithashtu një gjenerator kryesor me valë katrore në një çip 555 (K1006VI1). Frekuenca e pulsit kontrollohet pa probleme nga rezistenca R2 nga 85 në 100 Hz. Këto impulse dërgohen përmes qarqeve RC tek elementët ndërrues në transistorët VT1 dhe VT2. Diodat Zener VD3 dhe VD4 mbrojnë transistorët nga dëmtimet kur përdorin një ngarkesë induktive.
Oriz. 12.2. Qarku i një gjeneratori të tensionit të lartë i bazuar në një pajisje induktive të ruajtjes së energjisë
Gjeneratori i tensionit të lartë (Fig. 12.2) mund të përdoret ose në mënyrë të pavarur - për të marrë tension të lartë (zakonisht deri në 1...2 kV), ose si një fazë e ndërmjetme e "pompimit" të konvertuesve të tjerë.
Transistorët BD139 mund të zëvendësohen me KT943V.
Transistorët bipolarë të fuqishëm janë përdorur për shumë vite si elementë kryesorë të konvertuesve me ruajtje induktive të energjisë. Disavantazhet e tyre janë të dukshme: tensionet e mbetura në çelësin e hapur janë mjaft të larta, duke rezultuar në humbje të energjisë dhe mbinxehje të transistorëve.
Ndërsa transistorët me efekt në terren u përmirësuan, këta të fundit filluan të shtyjnë mënjanë transistorët bipolarë në qarqet e furnizimit me energji dhe konvertuesit e tensionit.
Për transistorët modernë me fuqi të lartë me efekt në terren, rezistenca e çelësit të hapur mund të arrijë dhjetë ... të qindtat e Ohm, dhe tensioni i funksionimit mund të arrijë 1 ... 2 kV.
Në Fig. 12.3 tregon qarkun elektrik të një konverteri të tensionit, faza e daljes së të cilit është bërë në një fushë Transistor MOSFET. Për të përshtatur gjeneratorin me transistorin me efekt në terren, përfshihet një tranzitor bipolar me një koeficient të lartë transmetimi.
Qarku elektrik i një gjeneratori të pulsit të tensionit të lartë me një transistor kyç me efekt në terren
Oscilatori kryesor është montuar në /SMO/7-çip CD4049 skema standarde. Si vetë fazat e daljes ashtu edhe fazat e gjenerimit të sinjalit të kontrollit të paraqitura në Fig. 12.1 - 12.3 e në vazhdim janë të këmbyeshëm dhe mund të përdoren në çdo kombinim.
Faza e daljes së gjeneratorit të tensionit të lartë të sistemit të ndezjes elektronike të projektuar nga P. Bryantsev (Fig. 12.4) është bërë në një bazë elementare moderne shtëpiake.
Kur impulset e kontrollit aplikohen në hyrjen e qarkut, transistorët VT1 dhe VT2 hapen shkurtimisht. Si rezultat, induktori lidhet shkurtimisht me burimin
Oriz. 12.4. Diagrami i fazës së daljes së gjeneratorit të tensionit të lartë të P. Bryantsev duke përdorur një transistor të përbërë
Oriz. 12.5. Qarku elektrik i një gjeneratori të tensionit të lartë me një oshilator kryesor të bazuar në shkasat e Schmitt
të ushqyerit. Kondensatori C2 zbut kulmin e pulsit të tensionit. Ndarës rezistent(R3 dhe R5) kufizon dhe stabilizon tensionin maksimal në kolektorin e tranzistorit VT2.
Spiralja e ndezjes B115 u përdor si transformator T1. Parametrat kryesorë të tij: Ri=1.6 Ohm,\ Dy qarqet e mëposhtme të gjeneratorëve të tensionit të lartë që përdorin pajisje induktive të ruajtjes së energjisë (Fig. 12.5, 12.6) u zhvilluan nga Andres Estaban de la Plaza. E para nga pajisjet përmban një gjenerator pulsi drejtkëndor master, një fazë të ndërmjetme dhe dalëse dhe një transformator të tensionit të lartë. Qarku elektrik i një gjeneratori të tensionit të lartë me një oshilator kryesor të bazuar në një përforcues operacional Oscilatori kryesor bazohet në një shkas Schmitt (lloj KMO/7-çip 4093). Përdorimi i një shkasjeje Schmitt në vend të elementeve JO logjikë (shih, për shembull, Fig. 12.3) ju lejon të merrni impulse me skaje më të pjerrëta dhe, për rrjedhojë, të reduktoni humbjet e energjisë në elementët kryesorë. Koordinimi i elementeve KMO/7 me tranzistorin e fuqisë VT2 kryhet nga një parapërforcues në transistorin VT1. Transformatori i daljes T1 ndërrohet nga transistori bipolar i fuqisë VT2. Ky tranzistor është i instaluar në pllakën e ftohësit. Frekuenca e pulsit të gjeneratorit ndryshohet hap pas hapi nga çelësi SA1. Raporti ndërmjet kohëzgjatjes dhe pauzës së pulsit dhe shkallës së përsëritjes së pulsit rregullohen pa probleme nga potenciometrat R1 dhe R2. Çelësi SA2 ndez/fik rezistencën R6 të lidhur në seri me mbështjelljen kryesore të transformatorit ngritës. Kështu, fuqia dalëse e konvertuesit rregullohet hap pas hapi. Frekuenca e funksionimit të gjeneratorit në pesë nënrangjet e tij është e rregullueshme brenda 0.6...8.5 kHz; 1.5…20 kHz; 5.3…66 kHz; A3…MO kHz; 43…> 200 kHz. Dredha-dredha kryesore e transformatorit T1, e mbështjellë në një bërthamë nga një transformator skanimi horizontal, ka 40 kthesa me një diametër prej 1.0 mm. Tensioni i daljes së konvertuesit në frekuencat nën 5 kHz është 20 kV, në diapazonin e frekuencës 50...70 kHz voltazhi i daljes zvogëlohet në 5... 10 /sv. Fuqia dalëse e sinjalit me frekuencë të lartë të pajisjes mund të arrijë deri në 30 W. Në këtë drejtim, kur përdorni këtë dizajn, për shembull, për fotografimin e shkarkimit të gazit, është e nevojshme të merren masa të veçanta për të kufizuar rrymën e daljes. Gjenerator Vuovolt, fig. 12.6, ka një dizajn më kompleks. Oscilatori i tij kryesor bazohet në përforcuesin operacional DA1 (CA3140) Për të fuqizuar oshilatorin kryesor dhe fazën e tamponit (tipi i çipit DDI 4049), përdoret një stabilizues i tensionit 12 S në qarkun e integruar DA2 të tipit 7812. Kaskada para-terminale në transistorët plotësues VT1 dhe VT2 siguron funksionimin e kaskadës përfundimtare në transistorin e fuqishëm VT3. Raporti kohëzgjatje/pauzë rregullohet me potenciometër R7 dhe frekuenca e pulsit me potenciometër R4. Frekuenca e gjenerimit mund të ndryshohet hap pas hapi duke ndërruar kapacitetin e kondensatorit C1. Frekuenca fillestare e gjenerimit është afër 20 kHz. Dredha-dredha kryesore e transformatorit të skanimit horizontal të modifikuar ka 5 ... 10 kthesa, induktiviteti i tij është afërsisht 0,5 mH. Transistori i daljes mbrohet nga mbitensioni duke ndezur varistorin R9 paralelisht me këtë dredha-dredha. Transistori 2N2222 mund të zëvendësohet me KT3117A, KT645; 2N3055 - në KT819GM; BD135 - në KT943A, BD136 - në KT626A, diodat 1N4148 - në KD521, KD503, etj. Mikroqarku DA2 mund të zëvendësohet me një analog shtëpiak - KR142EN8B(D); DDI - K561TL1. Lloji tjetër i gjeneratorëve të tensionit të lartë janë konvertuesit e tensionit vetëlëkundës me reagime induktive. Një konvertues pulsi i vetë-ngacmuar prodhon pako të lëkundjeve të tensionit të lartë me frekuencë të lartë (Fig. 12.7). Oriz. 12.7. Qarku elektrik i një konverteri të tensionit të pulsit të vetë-ngacmuar Autogjeneratori i pulseve të tensionit të lartë në transistorin VT1 merr një sinjal reagimi nga transformatori T1 dhe ka një spirale ndezëse T2 si ngarkesë. Frekuenca e gjenerimit është rreth 150 Hz. Kondensatorët C*, C2 dhe rezistenca R4 përcaktojnë mënyrën e funksionimit të gjeneratorit. Transformatori T1 është bërë në një bërthamë magnetike Ш 14×18. Mbështjellja I përbëhet nga 18 rrotullime teli PEV-2 0,85 mm, i mbështjellë në dy tela, dhe Mbështjellja II përbëhet nga 72 rrotullime teli PELSHO 0,3 mm. Dioda zener VD2 është montuar në qendër të një radiatori duralumini me dimensione 40x40x4 mm. Kjo diodë zener mund të zëvendësohet me një zinxhir diodash të fuqishme zener me një tension total stabilizues prej 150 V. Transistori VT1 është instaluar edhe në një radiator me dimensione 50x50x4 mm. Një konvertues i tensionit rezonant i vetë-ngacmuar përshkruhet në veprën e E. V. Krylov (Fig. 12.8). Është bërë në një transistor të fuqishëm me frekuencë të lartë VT1 tip KT909A. Transformatori i konvertuesit është bërë në një kornizë fluoroplastike me diametër 12 mm duke përdorur një shufër ferriti 150HF me përmasa 10x120 mm. Spiralja L1 përmban 50 kthesa, L2 - 35 rrotullime teli LESHO 7×0,07 mm. Bobinat e gjysmës së tensionit të ulët të pajisjes kanë një rrotullim teli për Oriz. 12.8. Qarku i një gjeneratori rezonant të tensionit të lartë me reagime të transformatorit izolim fluoroplastik (politetrafluoroetilen). Ata janë mbështjellë në majë të spirales L2. Tensioni i daljes së konvertuesit është 1.5 kV (maksimumi - 2.5 kV). Frekuenca e konvertimit - 2,5 MHz. Konsumi i energjisë - 5 W. Tensioni i daljes së pajisjes varion nga 50 në 100% ndërsa tensioni i furnizimit rritet nga 8 në 24 V. Duke përdorur një kondensator të ndryshueshëm 04, transformatori akordohet në frekuencën rezonante. Rezistenca R2 vendos pikën e funksionimit të tranzistorit, rregullon nivelin e reagimit pozitiv dhe formën e sinjaleve të gjeneruara. Konvertuesi është i sigurt për t'u përdorur - në ngarkesa me rezistencë të ulët, gjenerimi me frekuencë të lartë prishet. Diagrami i mëposhtëm i një burimi të tensionit të pulsit të tensionit të lartë me konvertim në dy faza është paraqitur në Fig. 12.9. Qarku elektrik i fazës së tij të parë është mjaft tradicional dhe praktikisht nuk ndryshon nga modelet e diskutuara më parë. Dallimi midis pajisjes (Fig. 12.9) është përdorimi i një faze të dytë të rritjes së tensionit në transformator. Kjo rrit ndjeshëm besueshmërinë e pajisjes, thjeshton dizajnin e transformatorëve dhe siguron izolim efektiv midis hyrjes dhe daljes së pajisjes. Transformatori T1 është bërë në një bërthamë në formë W të bërë nga çeliku transformator. Prerja tërthore e bërthamës është Oriz. 12.9. Qarku i një konverteri të tensionit të lartë me reagime të transformatorit dhe konvertim të tensionit të transformatorit të dyfishtë 16x16 mm. Mbështjelljet e kolektorit kam 2 x 60 rrotullime teli me diametër 1,0 mm. Bobinat e reagimit II përmbajnë 2 x 14 rrotullime teli me një diametër prej 0,7 mm. Dredha-dredha III e rritjes së transformatorit T1, e mbështjellë përmes disa shtresave të izolimit me shtresa, ka 20 ... 130 rrotullime teli me një diametër prej 1,0 mm. Një spirale e ndezjes së makinës 12 ose 6 V përdoret si një transformator në dalje (tension). Gjeneratorët e tensionit të lartë me pajisje të ruajtjes së energjisë induktive përfshijnë pajisjet e diskutuara më poshtë. Për të marrë impulse të tensionit të lartë nanosekonda, V. S. Belkin dhe G. I. Shulzhenko zhvilluan një qark drejtuesi të bazuar në diodat drift dhe induktivitetin e ngopshëm me një konvertues me një skaj të sinkronizuar me drejtuesin, dhe gjithashtu treguan mundësinë e kombinimit të funksioneve të çelësit të drejtuesit dhe konvertues. Qarku i konvertuesit të sinkronizuar me drejtuesin është paraqitur në Fig. 12.10; Një version i qarkut të drejtuesit me elementë kryesorë të veçantë është paraqitur në Fig. 12.11, dhe diagramet e kohës që karakterizojnë funksionimin e përbërësve individualë të qarkut drejtues janë në Fig. 12.12. Gjeneratori kryesor i pulseve drejtkëndore (Fig. 12.10) gjeneron impulse që zhbllokojnë çelësin e tranzitorit VT1 Oriz. 12.10. Qarku i një formuesi të pulsit të tensionit të lartë me një çelës të përbashkët për konvertuesin dhe formësuesin Oriz. 12.11. Fragment i një ish-qarku të pulsit të tensionit të lartë me ndërprerës të veçantë Oriz. 12.12. Diagrami i kohës së funksionimit të konvertuesit për një kohë 1n dhe mbyllje për një kohë \^ (Fig. 12.12). Shuma e tyre përcakton periudhën e përsëritjes së pulsit. Me kalimin e kohës, rryma I“ rrjedh përmes induktorit L1. Pasi tranzistori fiket, rryma përmes diodës VD1 ngarkon kapacitetin e ruajtjes së drejtuesit C1 në tensionin u^, dioda VD1 mbyllet dhe shkëput kondensatorin C1 nga burimi i energjisë. Tabela 12.1 jep të dhëna për përdorimin e mundshëm të pajisjeve gjysmëpërçuese në një formësues impulsi me tension të lartë. Amplituda e pulseve të gjeneruara jepet për një ngarkesë me rezistencë të ulët prej 50 Ohms. Tabela 12.1. Përzgjedhja e elementeve për formësuesit e pulsit të tensionit të lartë Kohëzgjatja e pulsit, NS Amplituda e gjeneruar e pulsit, V KD204, KD226 (KT858, KT862) DL112-25 (KT847) DL122-40 (KP953) KD213 (KT847) DL132-80 (KP953) Formuesit bipolarë të pulsit të bazuar në dioda serike kanë një amplitudë të secilës gjysmëvalë prej 0,2...1 kV për një ngarkesë të përshtatshme prej 50...75 Ohms me një kohëzgjatje të plotë pulsi prej 4...30 NS dhe një frekuencë përsëritjeje prej deri në 20 kHz.
