Експерименти с комутатор на магнитни потоци (КМП)

[getca]

Здравейте...Лелеее колко работи изписах, ще ми се схване ръката вече 
Тоя тъп шунт започва да ме дразни вече. От разните опити дето правих разбрах, че само при противопосочно свързани управляващи намотки работи горе-долу както се очаква.

Теорията е дадена сбито на този адрес http://www.skif.biz/index.php?name=Pages&op=page&pid=176 - Магнитный ключ. Н.Н. Громов

Сърцевината на шунта ми е Ш 5.5х6мм, ферит с Al=1000. Има две управляващи намотки по 25 навивки от изолиран многожичен проводник,навити на страничните рамена на Ш-то. Критерии за правилната работа на шунта е изчезването на изходното напрежение при махане на магнитите, което означава, че джаджата не работи като трансформатор т.е. не черпи енергия от захранващия източник. Много е важен добрия механичен контакт между отделните части на магнитопровода, иначе изходното напрежение пада.
Зададох си въпроса за влиянието на материала на сърцевината на шунта или за скоростта на насищане, която се вижда на кривата m=m(H). Дойде ми на ум сравнение с индуцираното напрежение при изключване на запалителната бобина за кола. Там при захранване 12в се получава пик 200-250в, защото скоростта на изменение на магнитния поток dФ/dt е голяма. Колко Ами при полупроводниковите ключове от порядъка на няколко микросекунди. А вслучая с магнитния шунт... Ако се снеме осцилограма на тока се вижда, че при моя ферит насищането става относително бавно за 10-20мкс при честота около 20кХц, а възстановяването на проводимостта доста по-бързо за няколко мкс. Ще взема да измеря точно тия времена като материал за размисъл... Мисля, че това е показано на графиката m=m(B) на посочения по-горе сайт, като кривата е с по-малък наклон вдясно при насищането на материала. Значи тук спокойно може да се направи аналогия между работата на магнитния шунт и полупроводниковия ключ. Колкото по-стръмен е фронтът на комутация на магнитния поток или тока, толкова по-високо индуцирано е.д.н.
Това се потвърждава от осцилограмата на изходното напрежение в моя вариант. При насищане на шунта се получава по-анемичен изходен пик на напрежението. Оттук следва, че трябва да се търси подходящ материал за сърцевина на шунта с максимална скорост на насищане. Четох за някакви аморфни магнитопроводи с правоъгълна В-Н крива, но къде ги има не е ясно... Друг вариант е да намеря ферит с голяма проницаемост Al=2000-5000.
Въпреки проблемите мисля, че доказателството за работещ принцип е налице. Пък дале ще се получи свръхединично устройство... ...казва ли ти някой...

[getca]

Стига теории, ето малко реални неща...
На снимките са дадени последователно:
   - Експериментална конструкция с ферити;
   - МЕГ-а с товарните резистори и управлението;
   - Осцилограма на изходното напрежение, където ясно се виждат двата пика от прекъсването и възстановяването на магнитния поток;
   - Осцилограма на управляващия ток.
Шунта има 2 бр. намотки по 40 нав. и допълнителна намотка на средното ядро на Ш-то за отнемане на натрупаната при насищането енергия с товар 5ом. Изходната намотка има 60 нав. с товар 300ом. Двата товара затоплят доста при Кзап.~50%. По груби сметки КПД-то е около 60-70%. Консумацията от 20в захранване е ~0.2а. Най-интересното е, че при натоварване тока от захранващия източник не се мени, което говори, че това чудо е всичко друго, но не и трансформатор. За момента това е най-важното, защото доказва на всички песимисти, че може да се реализира МЕГ. Точните измервания са трудни, тъй като конструкцията не е стабилна, стегната в пакет и т.н. Фактически цялата работа е в сърцевината на смотания шунт и ампернавивките за насищане. При мен се получи по-добре с повече навивки и по-високо захранващо напрежение. Сега вече следва копане за подбиране на сърцевина, настройки и т.н.
Между другото г-н Беарден работи точно с аморфен магнитопровод - тоя прословут METGLAS. Тук явно номера е в стръмната крива на намагнитване, което ще даде и голямо усилване на управляващия ток, ако се използува за шунт. Ще го мислим, време бол...
P.S. Стръмността на намагнитващата крива зависи точно от проводимостта m, защото тя е връзката между Н и В. А относно картинката за минимална енергия от предишния коментар - да намалим L, а да увеличим бр. навивки N... ...Как ще стане не е ясно...

[getca]

Здрасти, altium...Г-н Беардън не го гледай, защото неговите управляващи намотки не работят с насищане. Не съм убеден, че геометричните размери на една намотка влияят силно на вложената енергия, но ще опитам различни варианти и ще пиша. Според мен секрета е в сърцевината на шунта. По-голямо u, по-стръмна В-Н крива, по-лесно насищане с минимални разходи. А натрупаната енергия в нея при насищане задължително трябва да се отнеме, иначе ще се разсейва от мощния ключ като топлина. Ако си гледал внимателно снимките, там се виждат два товара. Е, единият е вързан на черни проводници - това е допълнителна намотка на шунта за отнемане на натрупаната енергия. За сумиране с енергията от изходната намотка може да се мисли, но първо трябва да се снемат осцилограмите и да се види как точно става всичко.
Най-важното е получаването на първата осцилограма от снимките. Напрежителни пикове при комутация на магнитното поле.
За сърцевина на шунта ще пробвам с различни материали - ферит с голямо u и разни ламели от различни трафове...
Относно омическото съпротивление на управляващата намотка... Токът се ограничава от индуктивното, а не активното съпротивление на намотката и времето на управляващия импулс. При честота около 20кХЦ и 80нав. с малък диаметър за какво говорим. Това може да съществува при 50Хц и голям брой навивки. Тук са важни т.н. ампернавивки за получаването на определена напрегнатост на полето Н при насищане. Навивките на товарната намотка също се определят от работната честота и сечението на магнитопровода. Нали устройството работи на принципа на ел. магн. индукция, само, че се комутира потока на постоянен магнит вместо на ел. магнит, както е при ключовите стабилизатори.
P.S. Забравих да кажа за шунта. Има две намотки, навити и свързани точно както е показано на руския сайт. Оказва се, че само така чудесията не работи като трансформатор - при махане на магнитите няма напрежение върху товарната намотка. А средната част на Ш-то не би трябвало да пречи, защото там се сумират потоците на двете намотки и магнита. 

[getca]

Реализиран успех при натоварване... Товарната намотка е свързана сериино през кондензатор към лампа 12в/5вт. Лампата пали моментално и свети на около 2/3 от мощността. Капацитета зависи от броя навивки - повече навивки, по-малък капацитет. При мен около 22-33нФ...При настройка на честотата се проявява ясно изразен максимум на изходното напрежение. По-слабо се забелязва същия ефект и при управляващия ток - тока на насищане на шунта. Схемата работи стабилно и при свързване на товара през грец и електролит 1000мкФ. Уредът отчита около 10в постоянно напрежение върху лампата. След известно време ферита загрява леко, което показва, че може би влиза вече в насищане или това са загуби от хистерезис... Голям проблем при феритите е малката стойност на Bmax, която понасят - около 0.2Т. Затова трябва да се увеличава сечението на сърцевината. Засега КПД-то е около 0.6, но има много мегдан за оптимизации на конструкцията. Най-трудно ще бъде да се подбере подходящ материал за сърцевина на шунта, защото от това зависи ефективността на цялото устройство. Трябва да се получи ефект на усилване при комутацията на магнитния поток. Убеден съм, че може да стане... Вървим бавно, но...славно... Трябва копане и мозъчна гимнастика...иначе не става...
P.S. С въздушна междина 0.1мм на изхода напрежението достигна 12в и лампата свети почти на номинална мощност, но КПД-то падна леко на около 0.5.

[getca]

Здрасти...Със силициева ламарина на 50Хц има много проблеми и не ми се занимава. Магнитопроводите от отделни ламели са трудни за построяване на сложна конфигурация, като МЕГ-а. Лош челен механичен контакт, огромни бобини, неподходящ за шунт (Внас>1.5T)...Феритите се режат и шлайфат лесно, бобинките са малки, управлението е лесно, с малки токове...
За шунта трябва да се търси пермалой. Този месец има шанс да мръдна до Стара Загора и да си намеря такива ламели. Може да се изпробва и някоя от идеите в статията Резонансни системи http://forum.mazeto.net/index.php?topic=469.0 от FTP библиотеката...
При мен резонансната схема за захранване на товара работи екстра. Само трябва една обратна връзка по напрежение за управление на честотата на 555 и стабилизацията е готова.
Напоследък не съм си играл много с МЕг-а, но ми направи впечатление, че когато е настроен в резонанс с лампа 12в, 5вт на макс. се чува странен звук от конструкцията. Сигурно това са механични вибрации от комутация на магнитното поле и нестегнатия пакет на магнитопровода. Почва да става доооста интересно...
P.S. Интересното е, че управляващата честота е около 20кХц, а звукът е с ниска честота, подобно на бръмчене на нестегнат мрежов трансформатор. Това доста ме учудва... Може би някакви хармоници, а може би магнитното поле наистина има собствена честота... Май че почвам да си фантазирам...Хайде помагайте, де...

[getca]

Днес правих опити с различни ферити за шунт и наблюдавах странен ефект. Значи при затворена магнитна верига от шунта пробвах дали на изхода има незатворена част от потока като с парче ферит затварям изходната (товарна) магнитна верига и гледам дали има някаква сила на привличане. При ненавита сърцевина целият поток се затваря от шунта, но... при някакъв брой навивки голяма част от потока отива на изхода, като че ли шунта е наситен. Това става при изключено захранване и откачена намотка на шунта. Редуцирах силно навивките и тръгна. Странна работа.
Гледам, че никой вече не се интересува от МЕГ-а, но съм го захапал и ще го дъвча докато се получи. Имам чувството, че си пиша дневник...
Сегашната конструкция я оптимизирах и със същата товарна намотка вади вече над 15в постоянно напрежение и лампата 12в/5вт свети над максимума. КПД-то се колебае между 0.45 и 0.6. Има силна зависимост между работната честота, капацитета на резонансния кондензатор и въздушната междина в изходната магнитна верига. Работи със и без изправител на изхода еднакво. Ето и снимки...

[sheki]

интересуваме се от дневника ти споко  но всеки се занимава с различни неща

[half]

Getca,
прочетох внимателно какво си написал до тук. Според мен и според моите виждания за работещ MEG  всичко, което пишеш е точно така и е принципно правилно. Мисля, че това е пътят към работеща конструкция. Но, отново според мен, най-важният момент все пак е управлението на процеса.
 А конструкцията INKOMP си е работеща на 100%.  Явно обаче има неясноти по отношение начина на управление, който се прилага. Просто там е заровено кокалчето.

[getca]

Здрасти, half...
Вярно, че принципът на Incomp работи. Такъв вид пренасочване на магнитния поток се използува отдавна в електрожените с магнитен шунт. Разликата е в управлението на шунта - механично при електрожена и електрическо при МЕГ-а. Управлението на Incomp е с едната полувълна на мрежовото напрежение на 50Хц. Според мен работата е в магнитопровода на шунта и свързването на товара... Той твърди, че използува обикновенна силициева ламарина, но аз се убедих от собствен опит, че не може да се получи КОП>1 с еднакви основен и на шунта магнитопроводи. За да е минимален разходът на енергия е нужно шунтът да има магнитопровод с много стръмна намагнитваща крива, така че да се насища при минимални стойности на напрегнатост на полето. Обратно основният магнитопровод трябва да се насища трудно и да понася високи стойности на индукцията.
Важното е, че при мен принципът работи и на по-висока честота... Нищо, че КПД е нисък засега. Оказва се, че твърденията за ниска честота на полето на постоянен магнит не се потвърждават - поне засега. Нужно е внимателно изследване на конструкцията и оптимизиране на параметрите.
P.S. Виж http://forum.mazeto.net/index.php?topic=474.0

[teofilius]

Здравей Getca! Предлагам ти да изпробваш следната идея: Използвай две различни управляващи честоти на входа а при възможност и три. Ще ми е интересен рузултата тогава. Правя някаква аналогия с ТПУ но само в това отношение.

[getca]

С моя вариант на МЕГ правих опити за самозахранване на тактовия генератор и драйвера на мощния транзистор. Работи без проблеми само с един пусков импулс от захранването. Интересното е, че при претоварване напрежението пада и генератора се самоизключва като един вид защита от късо съединение. Сега остава да се оползотвори енергията от насищането на шунта и от затварянето на магнитния поток през него, което засега е проблем. Ако конструкцията е правилна трябва да падне управляващия ток, както пише и Валери. Той споменава около трикратен спад - от 16а на около 5а. Въпросът е как да се акумулира тази енергия, защото времената на генериране и използуване са различни. Единият начин е резонансна верига, но...при насищане индуктивността почти изчезва, така че не е ясно как ще работи... Другият начин е връщане в захранващия източник...Ще видим...Трябва да се експериментира...

[getca]

Актуални резултати...
   Товар - 2х12в/5вт автомобилни лампи включени през кондензатор 100нф;
   Uт=50в размах от връх до връх, Iт=2в размах върху резистор 1ом, приблизително синусоидална форма;
   Uупр=11.5в, Iупр=1,6, без да се смятат останалите загуби;
   Работна честота ~20кХц...
Засега е това...Който иска да смята КПД, КОП или там каквото  е...Подробности и разсъждения по натам...

P.S. Запалих лампа 12в/20вт, но при захранване 24в на шунта и същия брой намотки, ферит и магнити. Изходния ферит обаче започна да грее... Явно загуби... Иначе лампата свети много яко, може би над номинала...

[getca]

Започвам да се убеждавам, че МЕГ-а може да работи само като резонансно устройство. Цялата работа е да се синхронизират моментите на натрупване и консумация на енергията на магнитното поле. Засега си изясних в основни линии товарната верига, но остава проблемът с впрягането на енергията, генерирана при затварянето на магнитния поток през шунта. Свързах кондензатор 150нФ паралелно на управляващите намотки, получи се синусоидален управляващ импулс и загряването на мощния ключ намаля доста. Целта ми е да имитирам управлението на Валери, но на по-висока честота. Усещам, че тук е секрета на тази тъпотия... Ще го боря, пък да видим...Намерил съм и разни други сърцевини за шунт...

P.S. Мощният ключ и ферита са почти студени. Значи те са разсейвали неоползотворената енергия на магнитното поле, която би трябвало да се насочи за насищане на шунта. Изходното напрежение се повиши, а управляващия ток намаля малко. От днес надеждите ми са във възход...

[getca]

Малка стъпка по пътеката, но важна за повдигане на тонуса. Постигнах КПД~0.83 на моя вариант на МЕГ... Докарах го горе-долу като ключов стабилизатор. Товарите са два, като втория снема резонансно енергия от управляващата намотка. Ако не се снеме тази енергия се разсейва от мощния ключ във вид на топлина. Следващата стъпка е тя да се подаде в изхода или да се върне в захранването. Как точно ще го мисля... Сега малко подробности...
    На изхода и паралелно на управляващата намотка  са свързани сериино през кондензатори лампи 12в/20вт. Захранване =24в нестабилизирано. Въздушна междина на изхода 0.6мм. Шунта е ферит Ш5.5х6 с Al~1000. Работна честота около 25кХц. Върху товара на изхода има синусоида, като меря напрежението и тока върху резистор 0.33ом с осцилоскоп. Върху другия товар има импулсно напрежение с приблизително триъгълна форма, като ясно се виждат два противоположни по полярност пика. Още не съм си изяснил точно кога се получават... Значи смятам мощностите на изхода и в управлението, деля ги на захранващата и готово... Тук не включвам захранването на драйвера за мощния ключ и загубите върху него, но те не са кой знае колко - около 1-2вт.
     Накрая една идея...Мисля, че този начин на управление на магнитния шунт не е оптимален. Какво ще кажете, ако може с кратък положителен импулс да се включва и с кратък отрицателен да се изключва. Хайде мислете, чакам идеи...Вече имам една и смятам да я изпробвам...   

[sheki]

Малка стъпка по пътеката, но важна за повдигане на тонуса. Постигнах КПД~0.83 на моя вариант на МЕГ... Докарах го горе-долу като ключов стабилизатор. Товарите са два, като втория снема резонансно енергия от управляващата намотка. Ако не се снеме тази енергия се разсейва от мощния ключ във вид на топлина. Следващата стъпка е тя да се подаде в изхода или да се върне в захранването. Как точно ще го мисля... Сега малко подробности...
    На изхода и паралелно на управляващата намотка  са свързани сериино през кондензатори лампи 12в/20вт. Захранване =24в нестабилизирано. Въздушна междина на изхода 0.6мм. Шунта е ферит Ш5.5х6 с m~1000. Работна честота около 25кХц. Върху товара на изхода има синусоида, като меря напрежението и тока върху резистор 0.33ом с осцилоскоп. Върху другия товар има импулсно напрежение с приблизително триъгълна форма, като ясно се виждат два противоположни по полярност пика. Още не съм си изяснил точно кога се получават... Значи смятам мощностите на изхода и в управлението, деля ги на захранващата и готово... Тук не включвам захранването на драйвера за мощния ключ и загубите върху него, но те не са кой знае колко - около 1-2вт.
     Накрая една идея...Мисля, че този начин на управление на магнитния шунт не е оптимален. Какво ще кажете, ако може с кратък положителен импулс да се включва и с кратък отрицателен да се изключва. Хайде мислете, чакам идеи...Вече имам една и смятам да я изпробвам...   

ясно е, че всичко отива на резонасн, в минал пост беще писал и за сложения кондензатор паралелно на намотката и транзистора спрял да грее , мисля си, че сега може да потърсиш и по - добър резонанс с честотата на генератора. А за импулс с обратна полярсност на шунта верно може да се помисли , схема може да бъде реализирана с 4 мос транзистора в Н мост , или направо ако може да се навие още една бобина и с едната да се подава положителен а с другата отрицателен импулс , бобината може направо да е със среден извод.