Инвертор с два трафа

[alvion]

Здравейте, мъчи ме една (сложна за мен) мисла, а ако някой има желание, то може да помогне с акъл, а и не само.

Та значи вместо Увод, ще разгледаме един класически ел.генератор, който има Статор и Ротор - въртящи се части. Ротора има електромагнит, които се захранва през четки. От статора с трифазна намотка снемаме енергията, която се получава от механичната кинетична сила на въртенето на ротора на ел.генератора. Като по-достъпен за всички пример, нека разгледаме автомобилен алтернатор, където ротора хаби 12V 5А за да се намагнити. В нашумелите сега клипчета за безплатен ток по тубето се преправя с постоянни магнити на ротора. Така се спестяват тея 60 Вата от 5-те Ампера при 12 волта, които се заделят за намагнетизиране на ротора на алтернатора с електромагнит и четките, които ги подават на въртящия се ротор, стават ненужни.

https://www.youtube.com/watch?v=QOV_Js59BHY
Как да генерирате безкрайна мощност с автомобилен алтернатор и двигател

Първата част във Видеото е показана преработката с постоянните магнити на ротора. Добре ама си мисля една стъпка по-напред, тоест как може да се направи генератор на ток изцяло без движещи се части и отговора до който достигам е, че това е най-прост трансформатор с две неподвижни намотки едната на вместо статорна, а другата на вместо роторната намотка на алтернатора. Така излиза накрая, че най-прост генератор на ток става от обикновен трансформатор, но понеже искам да ми е сложно и си го мисля как да стане с два трафа, така като на клипчето:

Танк Капа. Автор ТАНК
https://www.youtube.com/watch?v=T4__c9DSytU
 
Какво излиза. Значи тръгваме от по-горното клипче и накрая ще достигнем до долното, където според чатланите е схема на Инвертор с два трафа показан. Но преди това малко теория нали е важен пътят:

Теория: имаме трансформатор с две намотки за удобство и за да ги различаваме нека ги наречем първична намота и вторична намотка. От вторичната намотка снемаме полезна енергия, чрез товар - съпротивление свързано към изводите и. Дотук няма неясноти нали. Ако захраним Трансформатора с променлив ток постоянно на изхода ще получим толкова енергия, колкото сме подали на входа му, минус загубите в трансформатора ни. Дотук нищо необичайно и всичко отговаря точно на теорията, която са ни я набили в канчето още в ученическия ни период от живота.
А какво ще стане ако изменим захранването на трансформатора и го захраним с правоъгълни импулси тип меандър (с 50% коефициент на запълване). Тук започва вече да става интересно теорията която сме я учили не помага много освен ако не сме учили през първите 40 години от живота си и не сме станали учьони, които знаят и могат да обяснят какво ще стане ако трансформатора се захранва от генератор на правоъгълни импулси меандър или иначе казано могат да направят времеви анализ защото за разлика от променливия ток тук с меандъра случая през половината от времето не се подава захранване към трансформатора ни.

[alvion]

Опитах се да си ги представя процесите в трансформатора, как ще протекат във времето при захранване с правоъгълен сигнал (меандър). Но все пак винаги съм бил среден (тройкаджия) ученик и може на практика нищо от това, което показвам и казвам, да не е вярно, нека по-умните и знаещи специалисти да кажат, дали е така?:

Фиг.1

На времедиаграмата се опитах да ги визуализирам процесите в трансформатора, които се случват при захранване на първичната му намотка с меандър сигнал:
На фиг.1, където: Uп - напрежение на изводите на първичната намотка; Iп - ток който ще протече през първичната намотка; Uв - напрежение на изводите на вторичната намотка и товара Rt съответствено. A тока през товара It, лесно може да се пресметне/изчисли по закона на Ом: It=Uв/Rt.
А защо да е просто само с един трансформатор, след като може да е сложно - с два трафа например, ако се направи. И втория траф пък ще работи в противофаза на първия изместен на 180 градуса от него. И така редувайки се двата трафа: работен и почивен такт за всеки, през един такт.

И специално за Bитан, че той спореше в една друга тема за това че на изхода на Тесла трансформатора излизал само плюс (да натъртя на входа на трансформатора, ние в случая подаваме само положителни спрямо нулата, импулси - само в +. А на изхода на трансформатора ни излизат + и - импулси), мне излиза променливо + и -, както на диаграмата по горе.

Следва продължение ...

[Радико]

Значи нещата не са чак толкова сложни. За да ги разбереш разгледай първо постановката с един траф на който подаваш  въпросните импулси, обаче с една малка разлика:
Нека да са импулси с продължителност един час. Значи включваш към трафа нещо осигуряващо въпросният импулс, тече ток един час, после спираш импулса за един час в началото на третият час отниво подаваш имоулс. И така нататък.
И ще ти се изяснят нещата принципно. Защото принципно няма значение  дали импулса е един часа или една милисекунда. Все по един закон се изчисляват нещата.

[alvion]

Здравейте, значи да се върнем малко назад в алтернатора на колата се подава 1 час на ротора 12 волта и той се върти и произвежда тока в статора, това което пропуснах да кажа, а си го мисля е, че нали ротора на алтернатора в автомобила ни се връти с 2000-4000 об/мин. или  средно около 50 херца честота. Та си мисля вместо постоянно захранване да използвам ел.мрежата 220 волта на 50 херца. Въпрос : Защо трябва да се върти принудително ротора с 2000-4000 об./мин., само за да се получи от 30 до 60 херца честота на смяна на полюсите на електромагнита в него е средно около 50 херца да вземем, като можем направо ние да подадем променлив ток на електромагнита в ротора и вместо да въртим механично ротора, в който електромагнита е захранен с 12 волта постоянно напрежение от акумулатора в автомобила, да имаме променливотоковото захранване, което е и необходимо по принцип за работата на трансформатора. Затова по подразбиране възприемам честотата на меандъра да отговаря на нарастването на тока, защото опростено възприемам трансформатора, като една бобина с голяма индуктивност L, която при включването и към захранването тока през нея започва винаги от 0 да нараства до една максимална стойност и повече не нараства, а бобината например за запалване на искрата в стар модел автомобил, само се загрява от тока през нея без да работи, като трансформатор - генератор на ток във вторичната си намотка.

Това което исках да кажа досега в цялата тема е, че можем да си представим: Трансформатора, като генератор на ток във вторичната намотка, за генерирането на който ток се използва промяната на големината на тока в първичната намотка на трансформатора или иначе казано ние изменяйки тока в първичната на трансформатора, го използваме като генератор на ток - подобно на автомобилния алтернатор (генератор). И после се хвърлих в расъждение как можем ефективно да изменяме тока без загуби и с високо КПД на изменяне на тока в първичната намотка, а не да подадем постоянно напрежение и да имаме 100% топлинни загуби и 0% КПД на трансформатор-генератора ни.

[krasias]

Христо спри да запълваш форума с откровенни глупости, спри се докато пак не почнеш да молиш да ти трият коментарите.

[alvion]

Здравейте Краси (водния бог), Ха а Витко и ЕДМ спряха ли се имаше ли ефект, че изтриха принципа на Капанадзе и отиде в коша? и те продължават да пълнят яко форума само с политика и простотии и аз мога не сам смотан да дам Капанадзе и да се подмине, като се зарие в лайната на политиката. Нали уж форума се самоопределя, като технически грамотно място, където се обсъждат технически теми, а не политическа арена на двама спамаджии от които единия е и глобален модератор във форума? и ...А ако вие не сте разбрали още за принципа на Капанадзе, питайте някой, който го разбра.

[juliang]

... нали ротора на алтернатора в автомобила ни се връти с 2000-4000 об/мин. или  средно около 50 херца честота

Не, върти се с много по-големи обороти. Виж ролката на коляновия вал и ролката на алтернатора и ще добиеш представа за предавателното съотношение.

... Защо трябва да се върти принудително ротора с 2000-4000 об./мин., само за да се получи от 30 до 60 херца честота на смяна на полюсите на електромагнита в него е средно около 50 херца да вземем, като можем направо ние да подадем променлив ток на електромагнита в ротора и вместо да въртим механично ротора, в който електромагнита е захранен с 12 волта постоянно напрежение от акумулатора в автомобила, да имаме променливотоковото захранване, което е и необходимо по принцип за работата на трансформатора.

За да получиш генератор, а не електродвигател.  Като компоненти двата агрегата нямат никаква разлика, въпроса е как ги ползваш.

[Радико]

Не, върти се с много по-големи обороти. Виж ролката на коляновия вал и ролката на алтернатора и ще добиеш представа за предавателното съотношение. 

Отгоре на това в алтернатора има шест и повече чифта полюси. И честотата става още по голяма. Това са подробности де.
Въпроса е, че без механично движение устройството ще преобразува точно толкова енергия колкото е влязла в него през изводите на намотката. При алтернатора е пак така той преобразува точно толкова енергия колкото е влязла в него. Само дето енергията влиза през вала под механична форма. Не можеш да създадеш енергия. Трябва да я вземеш от нещо  ти от къде ще я вземеш за въпросното устройство.

[alvion]

Ще прескоча вашите бъзици и направо на въпроса те,
Схема на СЕ:

Това е преобразувана схемата на еднотактен прав трансформаторен импулсен преобразувател фиг.11.14 б).

[alvion]

схема от учебника "Токозахранващи Устройства" стр.275:

Еквивалентни заместващи схеми:


След модификациите по-горе стигам до..

В крайна сметка тази схема с двата трафа, мисля да я правя, частите съм ги купил вече всички и платка с клеми вземах, остана само да се наканя да се преборя с мързела си и да действувам с поялника.

[merlinbg]

   Браво... похвално!!! Само не мога да разбера каква е идеята, искаш да дръпнеш 25W от контакта например, за да запалиш 21W крушка!?! Ако това е целта, дерзай.

[alvion]

Да това е най-вероятният резултат, но се надявам на малко по невероятен резултат, като да се намали консумацията от мрежата например. И понеже ми е сложно да я симулирам - тази простичка схема на симулатора, се жертвах с едни 50лв. за науката с желание да я изработя в реалността, за да не гадаем всички, какво ще или не ще стане ако се направи.

А иначе Теоретично Теорията ми е следната или по скоро хипотезата ми или идея е все още де, та имаме еднотактен прав преобразовател, както е описан в учебника. Обратния ход (ОЕДС) го предаваме на изхода и това е цялата идея, даже модифицирах схемата на фиг.11.14 б) от учебника за целта да покажа идеята си:

Еднотактен трансформаторен импулсен преобразувател с двутактен изправител на изхода.

времедиаграма за работата на схемата.

[alvion]

Ако разсъждавам, вече като прост човек:
 Нека в началото подаваме напрежението U, тогава тока започва винаги от 0 и нараства до максималната си стойност, която зависи само от активното съпротивление Ra на намотката и кабелите (се ограничава).  Докато нараства тока от 0 до максималната си стойност Imax=U/Ra, на изхода се появява ЕДН, което го товарим с товар лампата 21 вата. То от своя страна по закона на Ленц създава обратен ток през товара, който пречи на първия ток да нараства и така влагаме енергия 21 вата в товара през правия ход.
 След като спрем ключа Q1 обаче, през обратния ход (ОЕДН), намагнитения магнитопровод започва да се саморазмагнитва, тогава пък тока през товара му пречи да се размагнити и тече в обратна посока (лампата 21W пак ще свети). В този период на обратен ход (такт) не се подава енергия от източника, както е при класическите Пуш-Пул инвертори двутактно, а се разчита на саморазмагнитването на магнито-мекия магнитопровод изработен от Ферит, Силициева трансформаторна ламарина или пермалой.
 Но според класификацията от учебника - идеята е еднотактен трансформаторен правоходов инвертор с двутактен токоизправител на изхода - Full Wave Bridge Rectifier.

[juliang]

Вместо цялата тая схема сложи един кондензатор - той също акумулира енергия в себе си. Ама понеже е елементарно, знаеш че няма да проработи. Не че това ще проработи де...
А ако няма никакъв товар във вторичната какво се случва? Може би ще ми кажеш че в нито един момент няма никаква консумация от трафа? Разпиши си го както си го разписал сега и ще видиш къде бъркаш.
Накратко - енерията в трафа се предава между намотките от това, че магнитните линии пресичат проводниците. За да работи трафа, трябва да има променливо напрежение. Траф на прав ток не работи.
Тоест магнитното поле постоянно се раздува и свива, и именно движението му генерира напрежение във вторичната. Но това раздуване, напомпване харчи енергия, която след това ти се връща при отпадането на напрежението.

[nasko]

Ако разсъждавам, вече като прост човек:
 1. Нека в началото подаваме напрежението U, тогава тока започва винаги от 0 и нараства до максималната си стойност, която зависи само от активното съпротивление Ra на намотката и кабелите (се ограничава).
 2.Докато нараства тока от 0 до максималната си стойност Imax=U/Ra, на изхода се появява ЕДН, което го товарим с товар лампата 21 вата. То от своя страна по закона на Ленц създава обратен ток през товара, който пречи на първия ток да нараства и така влагаме енергия 21 вата в товара през правия ход.
 3.След като спрем ключа Q1 обаче, през обратния ход (ОЕДН), намагнитения магнитопровод започва да се саморазмагнитва, тогава пък тока през товара му пречи да се размагнити и тече в обратна посока (лампата 21W пак ще свети). В този период на обратен ход (такт) не се подава енергия от източника, както е при класическите Пуш-Пул инвертори двутактно, а се разчита на саморазмагнитването на магнито-мекия магнитопровод изработен от Ферит, Силициева трансформаторна ламарина или пермалой.
 Но според класификацията от учебника - идеята е еднотактен трансформаторен правоходов инвертор с двутактен токоизправител на изхода - Full Wave Bridge Rectifier.

Ех, да беше така, но не е...
За пренамагнитване на магнитопровода е необходима някаква енергия. От тук КПД е винаги по-малко от 100%.
1. Ако се изпълни подчертаното, то загубите ще са огромни в сравнение работа без насищане на магнитопровода. Работа с насищане на магнитопровода е със изключително рядко приложение, като на КПД не се държи.
2. И тук подчертаното не е вярно. В този случай към намагнитващия ток се прибавя консумирания. Иначе консумирания ток пречи на намагнитването на магнитопровода.
3. Подчертаното е валидно само при определен товар. При по-голям товар при обратния ход магнитопровода няма да се размагнити и ще премине в работа с насищане. При по-малък товар размагнитването ще е по-бързо и ще се получи пауза в изходния ток.
Двутактният преобразувател винаги е с по-високо КПД спрямо еднитактния. Също така позволява много по-широк диапазон в мощностите на товара без автоматично регулиране.