Експерименти с комутатор на магнитни потоци (КМП)

[getca]

Здрасти varvarin,

Товарът е вързан директно към изходните намотки, които са две в серия и работят в противофаза. Идеята ми беше да покажа фазовото съотношение между изходните ток и напрежение при активен товар на МЕГ-а и всеки да си прави изводи. Реакцията на ЛЕНЦ е дефазирана на 180град. и можеш да си представиш как работи, ако е по време на изменението на потока. Това е дъвкано много във форума, има и отделна тема. Е, извода го оставям на теб и останалите колеги. Пак казвам, прочети внимателно коментарите ми за опитите с искрище на изхода и си задай въпроса защо се нагряват пироните и гори кантала, а без искрище не може.

Подсказка: Кога протича тока през искрището...
Идея: Опитай се да повториш моя опит с разряд между електроди на изхода. Изходното напрежение на празен ход трябва да е поне 900-1000в.

Ти си третият сериозен човек в проекта, давай да видим има ли повторяемост и да увеличим оборотите. Скоро ще се включи и четвърти сериозен мераклия...

[varvarin]

Здравейте колеги,

Ето малко пресни експерименти. Опитах варианта с тиристори на изхода. Тъй като моите тиристори се оказаха с вграден диод вързан обратно на прехода се наложи да преработя схемата предложена от jantar. В крайна сметка изходното напрежение при мен остава променливо но резултата е същия и ако се изправи напрежението. Приложил съм файл със схема на изходната комутация - SCR_TEST - бобината L2 и кондензатора С2 са изходния трептящ кръг на устройството който е настроен в резонанс. Има и осцилограма на изходното напрежение върху товара. Има някаква несиметрия на напрежението в изхода предполагам защото ценеровите диоди малко се различават, ще си намеря еднакви също така ми се иска да опитам да отпушвам тиристорите при около 400V - в момента се отпушват на 200V. За мене няма някаква положителна промяна от това, даже без тиристори с товар директно в изхода нещата сякаш са малко по добре. Като че ли по мощните товари поемат повече мощност в този случай. Захранващото напрежение на постановката все още е 24 волта.

@getca,
Експеримента с искрището го повторих, естествено ток протича при достигане на пробивното напрежение на искрището. Само че при теб и при мен гори дъга. Искровия и дъговия режим се отличават коренно - при дъгата тока е сравнително постоянен докато при искров режим е импулсен. При мен дъгата гори до около 1см, използвам по дебели медни проводници (1мм) че другите се топят, лампата свети през дъгата - сложил съм снимчица. Има обаче една особенност - като се запали дъгата консумацията от 400мА става 4А. Крушка 220в 100 вата свети на пълна мощност в изхода но тогава консумацията е 5А. И така - вход 24х5=120 вата, на изхода 100 вата и към втория акумулатор 26х0.2=5.2 вата или входна 120 изходна 115 и пак се въртим около 1-цата. Това е груба преценка и мисля да измеря пак по точно но първо ще направя някои козметики по електрониката.
Все още не мога да намеря отговора на въпроса откъде ще се вземе тази енергия в повече и по точно по какъв начин 

Поздрави на всички.

[teofilius]

Между другото защо не си купиш волфрамови електроди които няма да се топлят. Използват се за аргоново заваряване. Струват два три лева...

[teofilius]

Опитай още нещо - паралелно на двата електрода между които имаш разряд , постави кондензатор. Достатъчно е да е с малък капцитет - нищожен. Няколко нанофарада...

[getca]

Здравейте...

varvarin, хубааава дъгичка се е получила... , но...не е добре, че захранващият ток се увеличава и то в пъти. Това говори за директно предаване на енергия от входа към изхода. При мен токът е почти постоянен 1-1.5а, в зависимост от настройката, като позатопли транзистора леееко се увеличава, но това е нормално за биполярен ключ. От дългото и упорито ръчкане ми се изясни, че това е основен признак за правилна работа на МЕГ-а или индукцията на изхода да е породена основно от потока на ПМ. Управляващият ток трябва да остава постоянен от празен ход до пълно късо на изхода на теория, а на практика почти постоянен, при к.с. леко спада поради реакцията на товара. В противен случай имаме просто един трансформатор. А относно енергията...единственият източник може да бъде комутираният поток на ПМ. Е, извинявам се, ако е прозвучало банално, защото сме го дъвкали това доста...

Поздрави и...не се отчайвай...ще стане...

[jantar]

varvarin при схемата която си дал кондензатора ти е консуматори то преди да се отпушат тиристорите, а моята идея е да няма товар докато не се е пренасочило магнитното поле и да няма реакция на вторичната, като в момента на отпушване на тиристора трябва да се изключи напрежението на входа и да се включи обратен импулс, който да подпомогне реакцията на вторичната и да пренасочи полето в другата вторична с минимум енергия.
А за тиристорите по добре вземи някои от серията BTA или TIC и ако си изведеш среден извод - ще получиш изправено напрежение
Схемата дето съм дал още не е сглобена като цяло.Пуснах я в този вид просто за да раздвижа темата тук

[getca]

@getca,
Експеримента с искрището го повторих, естествено ток протича при достигане на пробивното напрежение на искрището. Само че при теб и при мен гори дъга. Искровия и дъговия режим се отличават коренно - при дъгата тока е сравнително постоянен докато при искров режим е импулсен.

Осцилограми на напрежението върху искрището на изхода и управляващия ток...какъв е режимът според теб, varvarin?.. Както и да го наречем, факт е, че се отделя сериозна енергия, необходима за стопяване на кантал или нагряване на пироните до червено. От снимката ти се вижда, че разрядът има друг характер, синкаво оцветяване по краищата и ми напомня такъв от запалителна бобина на автомобил. Опитай с електроди пирони Ф1мм, обърнати с острите краища един към друг. При мен върховете светят много ярко и след малко се стопяват като пръскат като бенгалски огън понякога. Захранващата мощност е 30-35вт оптимално. Увеличаването й не влияе на изхода, само загубите нарастват. Намаляването й под определен праг, около 15вт, рязко снижава изходната мощност, дъгата гасне - комутацията на потока е минимална. В същото време при оптимална работа силата на привиличане между изходната и основната сърцевини е приблизително колкото на ПМ, което говори за много добра комутация на потока.
Основният ти проблем обаче е трансформаторният ефект. Опитай се да разбереш защо се получава така. Не връзвай други товари на изхода, остави само искрището, да видим...

[varvarin]

Здравейте отново,

@teofilius, електроди ще ми потрябват като го докарам до заваръчен апарат. Сега мощността е твърде малка. Между другото кондензатор има но не е точно на дъгата. Тази снимка е без тиристорите - направо в изхода на трептящия кръг през лампа.

@getca, нарастването на тока при товар и при дъга се дължи на паралелния резонанс в изхода. Когато го премахна нещата придобиват вида по който ги описваш, даже при късо тока рязко спада. Само че при резонанс ефективността се повишава значително - нещо което вече сме забелязали но все още няма логично обяснение защо е така или поне аз не съм видял. Относно снимката - цвета е малко лъжлив защото апарата който имам в работилницата е много ментарски и осветлението е изкуствено. Точния цвят на дъгата е червеникаво син и между другото зависи най вече от материала на електродите. Този факт се използва при спектралните методи за анализ на химичния състав на металите. При мен на изхода е почти идеален синус но както казах това се дължи на паралелния резонанс в изхода. Това което се вижда на осцилограмата е след тиристорите и е поодялано:) Много съм мислил по въпроса за реакцията изход - вход даже проверявах дали са ми балансирани добре намотките на магнитните ключове. Значи откачам единия от управлението а другия си работи. Подавам управляващи импулси за достигане на максимално насищане - най голяма мощност. Във другия не трябва да се индуктира Е.Д.С. Е при мен има малко но е миливолти при ръчна изработка набързо все ще има нещо. По принцип може да се компенсира чрез някоя витка в повече или по малко но мисля че е твърде малка за да окаже съществено влияние. Според мене режима при твоята осцилограма е дъгов.

@altium, конфигурацията е двутактна управлението е с TL494 мосфети - BUZ11. Направих магнитните ключове с Ш-образен магнитопровод - предните бяха доста малки а не намерих друг подходящ със същата форма. Намотките са на трите рамена по 10 навивки със диаметър 0,7 или 0,8 не съм го мерил точно. На изхода са 2 намотки с по 100 навивки свързани последователно  диаметър 0.5мм. Намотките на ключа са навити така: на двете странични рамена в една посока а на средното рамо в другата посока - така няма значение как ще сложиш ключа в магнитопровода а и се компенсира Е.Д.С от промяната на потока във външната (работна) сърцевина. Външната сърцевина е също Ш-образна ферит марка N27 за 25 kHz изваден от стари телевизори, магнитите са на средното рамо ключовете и вторичните намотки на страничните рамена. Сърцевината на ключовете е от трансдуктори (видове магн. усилватели пак в по старите телевизори) но не пише марката на ферита. Прикачил съм и снимка но е със същия гаден апарат, избрах най-ясните от 20...

@jantar, прав си има кондензатор но без него на 20 kHz е трудно. Както е известно бобината също има капацитет и без този кондензатор резонансната и честота мисля беше около 100 тина килохерца. В резултат на това когато е на празен ход се получава модулация и познай как се превключват тиристорите от биенето на двете честоти. Затова съм го сложил иначе осцилограмата на изхода щеше да прилича на картина на Пикасо На 50 херца този проблем няма да го има но все още не съм си харесал железа за тази честота. Имам само вариант на Бардън, но той ми прилича на импулсен трансформатор по начина на работа (поне засега) така че по добре да пробвам направо с мрежов трансформатор - ефекта ще е същия. Всъщност има ли някой, който да е конструирал МЕГА на Бардън и да намира в него нещо по различно от обикновен трансформатор и да желае да сподели информацията? Относно въпроса за реакцията на вторичната която описваш би ли дал по подробно описание на идеята ако не ти е проблем ? Не мога точно да схвана идеята.

Поздрави на всички.

[getca]

Мдааа, колега varvarin...резонанас на изхода, но защо паралелен и защо изобщо резонанс... Резонансните вериги са капризна работа и искат точна настройка, а и снемането на енергията е проблем, така че да не спада качествения фактор. Аз се отказах от резонанс на изхода по тези причини и сега имам LC верига само в управлението, където няма товар на практика и кръгът работи при условия, близки до идеалните. Енергията циркулира между индуктивността и капацитета, като електронният ключ периодично се отпушва за да компенсира загубите. На изхода няма никакви междини и искрището е вързано директно към товарните намотки. Та, повтарям и потретвам, докарай джиджавката да работи при постоянен захранващ ток везависимо от натоварването и само тогава ще имаш нещо различно от трансформатор. След като го направиш това, опитай пак с искрището да видим какво ще стане.
Относно идеята с тиристорите...има смисъл, но...наполовина. Тиристорът се запушва при спадане на тока под прага на задържане, който е някакви милиампери. Значи токът ще тече по време на изменение на магнитния поток и реакцията ще работи с пълна сила. Е, продължението оставям на вас, колеги...

[jantar]

Това е номера 
Да изпозваш реакцията с пълна сила да пренасочи полето в другото рамо, а от входа само ще го допобутнем да свърши тая работа ( така да се каже - да и окажем морална подкрепа на реакцията )

[getca]

Относно идеята с тиристорите...има смисъл, но...наполовина. Тиристорът се запушва при спадане на тока под прага на задържане, който е някакви милиампери. Значи токът ще тече по време на изменение на магнитния поток и реакцията ще работи с пълна сила. Е, продължението оставям на вас, колеги...

jantar, не си ме разбрал...продължението е, че реакцията е съпосочна с потока, когато той намалява. Значи ще пречи на пренасочването му или ще забавя връщането му. И как ще побутнем въпросната реакция в случая според теб... Прочети внимателно материала за нелинейния товар, идеята е намаляване на съпротивлението му с увеличаване на изходното напрежение.

varvarin, ще се опитам да обобщя основните признаци за работеща комутация на потока на ПМ в МЕГ-а...
   - Независещ или слабо зависещ от товара захранващ(управляващ) ток;
   - Двойна честота на изходните импулси спрямо управляващите;
   - Нулево изходно напрежение без ПМ;

При двутактната магнитна схема голям недостатък е затварянето на част от реакцията, може би по-голямата, през средното рамо с ПМ и размагнитващото й действие. Еднотактната схема няма този проблем, защото реакцията се затваря през шунта. В тази връзка усилията трябва да ги насочим към нейното минимизиране и премахване. Идеята на jantar е стъпка в правилната посока, но иска доработка. Като обобщение мога да кажа, че виждам два ключа на вратата с надпис "МЕГ с КОП>1":
   - Успешна комутация на магнитния поток с минимални загуби;
   - Правилно натоварване, което включва минимална реакция на товара.

[varvarin]

Здравейте колеги,

Поразен съм от ефекта с канталови електроди на изхода на МЕГА. Махнах резонансите и през лампа 220в 100вата направих искрището. Получава се ослепителна светлина със зачервяване и топене на кантала. Интересното в случая е че тока на консумация не помръдва докато гори дъгата ако изобщо това може да се нарече дъга, защото около електродите не се вижда типичната синкава окантовка от дъгата (виж снимките). Когато дъгата гори лампата не свети. В момента на окъсяване на електродите лампата светва и тока на консумация скоква. Това нещо не се получава с медни електроди - там когато пламне дъга тока нараства значително. Това ми изглежда твърде странно, ще понаправя още малко опити и пак ще напиша.

@getca, защо мислиш че непроменянето на управляващия ток в зависимост от товара е критерий за правилна комутация на потока? Според мен това е критерий за характера на изхода - в посочения случай става дума за генератор на ток а не за генератор на напрежение. В този случай е нормално късото съеднинение в изхода да води до понижаване на консумацията. Относно двойната честота на изхода - тя е резултат от резонанса в управлението  при теб. Всяка полувълна предизвиква изместване на потока.
Със третия критерий съм напълно съгласен - може би той е най-основния.

Паралелния резонанс в изхода при моята версия е и параметричен в известна степен. Честотата на изхода е равна на честотата на едното рамо но всъщност потока се манипулира с двойно по голяма честота тъй като рамената са две. Промяната на потока с двойно по голяма честота от резонансната на кръга води до промяна на индуктивността на изхоните намотки с двойно по голяма честота а това е условие за параметричен резонанс. Бих казал че в случая се смесват и двата типа резонанс. Освен това при двутактна схема е по лесно да направиш един кръг в резонанс отколкото двата входни да ги докарам на една и съща честота. Забелязах че в този случай освен че сме очистени от неприятните хармонични, при определена настройка на честотата изходното напрежение застава стабилно и не се влияе от товара до определена мощност. Така например при включване на 100 ватовата лампа напрежението спада с около 10 волта (от 160 на празен ход до 150 със лампата). Също така при това положение без товар управляващия ток рязко спада - получава се нещо като стабилизатор без да участва електрониката в това. Остава само да му докараме КПД > 1
Двутактната схема има предимството че изкарва на изхода по добро количество конвенционална мощност. Относно размагнитващия ефект може да не се притесняваш - в средното рамо където е магнита потока почти не се променя така че реакцията си е пак към шунтовете. Например намотка с 20 навивки на средното рамо при мене едва вързва 2 волта. Забелязах също така че най голямо индуктирано напрежение се получава в близост до магнитния ключ. Освен това при резонанс местоположението на намотката по магнитопровода променя резонанса (моите намотки се местят лесно по рамото, на пластмасови макарки са). Това е засега колеги, спорна работа на всички!

[getca]

Подравления за ефектите, varvarin...

Това е повторение на моя резултат донякъде, което ме радва. Дай малко подробности, де...ток, Кзап., честота и т.н. С какви магнити работиш?.. Когато дъгата е запалена лампата не свети, защото цялата енергия отива в искрището, при мен е същото.

@getca, защо мислиш че непроменянето на управляващия ток в зависимост от товара е критерий за правилна комутация на потока? Според мен това е критерий за характера на изхода - в посочения случай става дума за генератор на ток а не за генератор на напрежение. В този случай е нормално късото съеднинение в изхода да води до понижаване на консумацията. Относно двойната честота на изхода - тя е резултат от резонанса в управлението  при теб. Всяка полувълна предизвиква изместване на потока.
Със третия критерий съм напълно съгласен - може би той е най-основния.

Енергията за насищане на шунта е константа и ако работата се върши само от потока на ПМ, не би трябвало да се мени захранващия ток. В противен случай изходът дърпа и от захранването енергия, което значи трансформаторен ефект. Причина за това е Ленц-овата реакция, която пречи на ефективното насищане на шунта в определени моменти. Назад из темата бях прикачил анимации по въпроса.  А за двойната честота на изхода не си прав, разгледай внимателно осцилограмите и си спомни кога има ЕМ индукция. Това е основен признак за комутация на потока на ПМ, защото само тогава имаме два напрежителни пика на изхода с противоположна полярност. Това съм го писал преди месеци още, но няма кой да прочете и тук няма връзка с резонанса в управлението. Значи при твоята магнитна схема трябва да имаш двойна честота във всяко от рамената. Това, че нямаш индукция на средното рамо не значи липса на размагнитващ поток през него, основно от реакцията.
В крайна сметка работата на твоята магнитна схема не би трябвало да има нищо общо с нормалната трансформаторна двутактна такава. Единственото й предимство в случая е разделянето на магнитния поток на два клона, което позволява слагането на по-силни ПМ. аз обаче бих заложил на по-различна магнитна схема/конфигурация...

Накрая още веднъж поздрави за резултата, защото ти си от малкото човеци във форума и темата за МЕГ, който дава реални, повтаряеми резултати. Давай в същия дух, нещата ще потръгнат...

[varvarin]

Здравейте колеги,

Малко подробности - ето: захранващо напрежение 24в ток 1.3А честота 15-20 кHz коеф. на запълване около 30-48 %, на рамо - управляващата схема не позволява повече, смених я с UC3525AN защото ТЛ-ката не работи на ниски честоти а са ми необходими при някои експерименти с 50 херца. Магнитите са 3 на брой, бариев ферит подобни на шнаперските. Кантала има свойството да поддържа дъгата с много малко енергия както и повечето стоманени сплави - при медни електроди е необходима повече енергия. Консумацията на снимката от предния пост не се променя при запалване на дъгата. В изхода и входа няма резонанс. При резонанс ефективността се подобрява. Пак казвам че резонанса в изхода при мен има параметричен характер с ясно изразена несиметрия на разстройката (виж писанията на Папалекси.)

Относно теорията мога да кажа следното:

1. Енергията за насищане на шунта е константа само ако няма товар в изхода. При двутактната схема работната точка на сърцевината се избира по средата на лявата част за да може пасивния шунт да поеме отклонения от активния поток. При еднотактната схема работната точка е желателно да бъде непосредствено преди точката на насищане.
Това го определям опитно на практика като добавям и махам магнити а дупката запълвам с плоски феритни пластини. Енергията изразходена за достигане точката на насищане при двутактната схема се усвоява обратно без проблем на около 90%. Във точката на насищане се изразходва толкова повече енергия колкото е по голям товара.

2. Потока на постоянния магнит е консервативен и работата му по затворен контур е равна на нула. Той не може да извършва работа без външна намеса. Единствения ни шанс тук е да успеем да го местим с по малко енергия отколкото самия той носи. Реакцията на Ленц не е нищо друго освен електромагнитна индукция. Ако я премахнеш (или намалиш - не е невъзможно) премахваш възможността на вторичната намотка да взема енергия от първичната. Тогава енергията във вторичната трябва да дойде от друго място. Така че трансформаторния ефект си остава - ако направим примерно устройство с КПД 200% при товар 100 вата на входа ще подаваме 50, при товар 200 вата - на входа 100. При определена настройка и аз постигам товара в изхода да не променя входния ток но тогава няма мощност на изхода. Всъщност 15 ватовата лампа ми променя управляващия ток с 100-200 милиампера но не така стои въпроса със 100 ватовата.

@getca, не мога да намеря поста ти със двойната честота в изхода. Приложил съм снимка на осцилограма на еднотактна схема - горе управляващите импулси долу изходното напрежение. При отпушване на транзистора потока се измества от шунта към изходната намотка - формира се едната полувълна. При запушване на транзистора потока се връща обратно - формира се другата полувълна. Ако обърнеш магнита наопаки изходното напрежение се дефазира на 180 градуса спрямо входното. Не мога да разбера защо трябва да е двойна честотата?

Насъбрал съм доста материал по въпроса но мисля да го обобщя във файл със схеми, картинки и реални осцилограми и тогава ще го публикувам та да има материал за размисъл и дискусия.

Поздрави на всички!

[getca]

varvarin, погледни внимателно « Отговор #231 -: Март 31, 2009, 01:28:10 pm » с осцилограмата от моето искрище. Ясно се виждат двата разнополярни пика след изключване на мощния транзистор.
Период на управлението - 30мкс;
Период на пиковете - 10мкс.
Назъбването по платото на импулсите е от горенето на дъгата. А защо се получават два импулса при комутацията на потока на ПМ е лесно обяснимо със закона за ЕМ индукцията... Същото е и при друг товар, освен искрище, а при резонанс на изхода, честотата на синусоидата е двойна спрямо управляващата. Така че при липса на този ефект нямаме комутация на потока или тя е неефективна, комбинирана с трансформаторно прехвърляне на енергия към изхода.
Енергията за насищане на шунта не зависи от товара. За работната точка съм съгласен, но разликата в необходимата енергия е малка, защото В-Н кривата е много по-стръмна отляво. Относно трансформаторния ефект не съм съгласен, защото според горенаписаното, ако енергията за насищане е почти постоянна, максимална ефективност ще имаме при максимален товар, подобно на импулсните захранвания. Ако изходът се претовари, започва да преобладава реакцията, индукцията отслабва и съответно напрежението пада. Точно тук е основната разлика с нормалния траф, даваш пълно късо на изхода, а консумацията си е същата. Това означава само и единствено, че не се черпи енергия от управлението, т.е. от входа.
За параматричен резонанс трябва да имаш изменение на L или C, как става при теб не ми е ясно. Освен това не стават обикновени кондензатори за целта. Не съм се занимавал, така че нямам претенции за обективност...

Някрая държа да кажа, че изказаните от мен мнения са лично мои, базирани на опита и експерименталните резултати от изследването на МЕГ. Нямам намерение да споря, просто цитирам фактите...

Поздрави и успех на борещите се с МЕГ-а, но нещо малко ми се виждат мераклиите...

P.S. Честотата на изхода с искрище е повече от два пъти по-висока, защото енергията се изразходва за по-малко време предполагам. Това зависи от междуелектродното разстояние и е подобно на разряда от електронно запалване, където с увеличаване на междината времето му намалява.