Teoria ed esempi di ricarica AC Resonant,

CARICA RISONANTE

La connessione di un condensatore del serbatoio attraverso un'alimentazione induttivamente zavorrato crea un circuito risonante.

I grafici seguenti mostrano la risposta in frequenza di un trasformatore di segno al neon 10kv/100mA con un condensatore a tanica 32nF "subscripts". Questo condensatore è stato scelto deliberatamente per formare un circuito risonante a esattamente la linea frequenza di 50 Hz.

C è scelto tali che F = 1 / 2*pi*sqrt(L*C) = 50 Hz.

Il grafico superiore, la linea rossa mostra la tensione di circuito aperto normale dal trasformatore. La linea verde indica la tensione finale attraverso il trasformatore quando il condensatore è collegato attraverso di esso e risonanza avviene. Un grafico di risposta di frequenza come questo dimostra come la tensione varia con frequenze diverse forniture.

Si noti come la tensione si alza sopra la normale tensione di circuito aperto del trasformatore come la frequenza si avvicina a 50 Hz. Il massimo si verifica un 50 Hz e la tensione poi cade lontano venire la frequenza è aumentata ulteriormente. (La simulazione prevede una tensione finale di quasi 200KV se viene utilizzata una 50 Hz alimentazione! In pratica, guasto del trasformatore o del condensatore sarebbe interrompere l'effetto risonante ascesa lungo prima potrebbe sviluppare una tale tensione alta.)

Il grafico inferiore mostra come la corrente erogata dal trasformatore è influenzata dalla formazione del circuito risonante. La linea rossa mostra normale corto circuito corrente può fornire il neon, e la linea verde indica la corrente erogata al condensatore "abbinato" a frequenze diverse forniture.

Si noti come la corrente è di sotto della corrente nominale quando la frequenza è ben di sotto o di sopra della 50 Hz. A frequenze di entrambi i lati di 50 Hz la circola correnti sono uguali a 100mA corrente del trasformatore nominale. La corrente circolante aumenta la frequenza si avvicina a 50 Hz. La simulazione prevede quasi 2 ampere a 50 Hz. this è 20 volte la corrente il trasformatore deviato è progettato per consentire a un corto circuito e avrebbe come risultato distruttivo riscaldamento degli avvolgimenti.

Entrambi di questi grafici mostrano cosa succede alla Peggiore quando un Condensatore abbinato è usato e c'è NO SPINTEROMETRO per fornire l'energia andare da qualche parte. Se viene utilizzato uno spinterometro opportunamente attiva gli incendi confermati quindi energia vuoi essere rimosso dal sistema risonante prima le tensioni e le correnti potrebbero costruire a un livello così dannoso.

Questo esempio è incluso perché dimostra quattro cose:-

1. Esso dimostra quanto sia importante utilizzare correttamente impostate le visiter di sicurezza per evitare aumento di tensione eccessiva se usando un condensatore è vicino al "abbinato" dimensione.

2. Essa mostra la capacità del serbatoio Annulla efficacemente l'induttanza del reattore vicino la frequenza di risonanza. In questo esempio un 50 Hz corrente è 2A, che è il risultato di limitazione di corrente da solista la resistenza avvolgimento. L'effetto induttivo stazionerà il derivatore magnetico è eliminato.

3. Essa mostra che corrente verrà disegnata dall'alimentazione anche se nessun potere è preso dal sistema ancora. (Non non c'è nessun spinterometro a scaricare il condensatore). La corrente di scorre è corrente teoria e rappresenta dell'energia "sloshing" dentro e fuori il condensatore a tanica venire esso è caricato in direzioni accanto dai cicli positivi e progettuali della fornitura.

4. Essa mostra la "forma" della risposta risonante LC prima di introdurre l'effetto di una scintilla.

L'aggiunta di uno spinterometro correttamente attiva limiterà la quantità di aumento di tensione consentita mentre ancora ottenere il beneficio della maggiore carica corrente.

Risonante di ricarica può avvenire sia con trasformatori segno al neon etrasformatori di potenza induttivo zavorrato. L'unica differenza è la zavorra è costruita nel trasformatore neon. Trasformatori di potenza, tuttavia, sono molto inferiori perdite interne. Questo si traduce in un più alto valore di Q e provoca più intensa tensione e progeNT aumenta intorno la frequenza di risonanza.

A causa dell'intensità dell'effetto risonante aumento, non è sempre desiderabile utilizzare un condensatore "adattato" provoca la risonanza un esattamente la frequenza di riga. Il grafico sotto mostra l'effetto dell'utilizzo "più piccolo risonante" e "più grande di risonanza" illuminanti su stesso neon 10kv/100mA alimentazione. (Alimentazione non ha ancora nessun spinterometro connesso, solista il condensatore a tanica).

Linea 1 mostra un tappo 128nF (4 x dimensione "Abbinati") Fres = 25.0 Hz
Linea 2 Mostra un tappo 64nF (2 x dimensione "Abbinati") Fres = 35,4 Hz
Linea 3 mostra un tappo 32nF (1 x dimensione "Abbinati") Fres = 50.0 Hz
Cap (1/2 "Matched" dimensione) di 16nF della ONU del mostra linea 4 Fres = 70,7 Hz
Cap (1/4 "Matched" dimensione) di 8nF della ONU del mostra linea 5 Fres = 100 Hz

Le croci bianche Row il finale di tensione si sarebbe verificato a causa di aumento risonante con un rifornimento di 50 Hz se lo spinterometro è assente o non sparare. È facile vedere che l'aumento di tensione è molto più basso con un condensatore non è di dimensioni "subscripts". Il trasformatore e condensatore puo avere una possibilità di sopravvivere questa grado se lo spinterometro è stato attiva troppo ampio al fuoco. Linea 3 con il tappo corrispondente rappresenta una certa situazione di morte se lo spinterometro è stato quello di accensione irregolare!

Il bianco croci sulle linee 1 e 2 mostrano l'effetto dell'utilizzo di condensatori sono più grandi di dimensione corrispondente. Il condensatore è fatta più grande la tensione tende verso zero. (La fornitura è sempre meno capace di carica del condensatore più grande).

Il bianco croci sulle linee 4 e 5 mostrano l'effetto dell'utilizzo di condensatori sono più piccole di dimensione corrispondente. Il condensatore è reso più piccolo la tensione tende verso il normale circuito aperto punteggio del trasformatore. (È sempre leggermente più caricato il trasformatore).

Linea 2 rappresenta un caso speciale. 2 X valore condensatore "Matched" non causa alcun aumento risonante a 50 Hz e la tensione finale è uguale a quello la tensione di circuito aperto del trasformatore sarebbe normalmente. Questo è l'unico valore del condensatore si traduce in nessuna tensione aumentano con la frequenza di alimentazione ed è usato per questo motivo di esaminare "Calcio induttivo" in una sezione separata qui sotto.

la chiave per fare uso di ascesa risonante nell'una bobina di Tesla di alimentazione consiste nel raggiungere solista aumento della tensione desiderata e non di più. Questo può essere fatto dall'impostazione attenta di ONU 100 BPS sincrono rotante spinterogeno. Nel sistema di ricarica energia risonante sloshes avanti e indietro tra l'induttanza del reattore e il condensatore a tanica edificio su ogni ciclo venire è adduzione dal trasformatore. Il punto di cottura del divario rotante deve essere attiva in modo una notevole quantità di energia viene rimosso dal sistema di ricarica mentre è nel condensatore a tanica. Questa energia va a bobina di Tesla avvolgimento primario per produrre scintille buono e impedisce il livello di energia nel sistema di ricarica dal cielo-razzo a livelli pericolosi.

Il risultato di due tempi diversi (impostazioni di fase) di un gap rotanti sincroni | 100 BPS sono indicati sotto:

In questo primo grafico la fase rotativa | è impostata in modo errato. Anche se il condensatore è carica di un alto voltaggio sufficiente, il punto di cottura è troppo tardo e si verifica troppo lontano dopo il picco di tensione. Di conseguenza poca energia viene rimosso dal circuito risonante di carico e la tensione aumenta ad un livello pericoloso in pochi millisecondi.

Nel grafico sotto la fase rotativa | è attiva vicino la posizione ottima. In primo luogo, si noti la scala di tensione ora è più realistica. Lo spinterometro è sparare quando il condensatore è alla sua tensione di picco e si più potenza nel sistema di bobina di Tesla. Perché un sacco di energia viene rimosso dal condensatore su ogni infornamento del divario, non non c' ' è quasi nessun aumento risonante a causa di accumulo di energia nel circuito di ricarica.

La differenza di temporizzazione Biesse tra questi esempi è inferiore a 2 ms, ed è facile vedere il primo caso sarebbe catastrofico se un divario di buona sicurezza non sono stato impiegato per bloccare l'ascesa di tensione risonante. In pratica un buon impostazione Biesse si trovano da qualche parte tra i due esempi sopra. Se i componenti sono delicati e grado dovrà essere ridotti al minimo i tempi sarà vicino nel caso di fondo. Se i componenti sono robusti e più sovratensioni possono essere tollerata la temporizzazione può essere Tardio per ottenere l'aumento più risonante e por all'esempio top. Questo deve essere fatto con cautela come cambiare la fase di una volontà di gap 100 BPS osare alcune combinazioni molto potente ascesa risonante, con il culo altoorbimento di corrente!

Spinterometro cilecca,

Perché l'aumento di tensione risonante prospera sul tempo, necessaria per la tensione di accumulo, vale la pena considerare cosa succederà se nostro spinterometro fu accidentalmente un mancherebbe un infornamento. Se un divario rotativo esplode, non può essere un'altra cottura fino a quando la prossima volta gli elettrodi siano allineati. Questo significa quando è mancato un infornamento non c'è due volte più a lungo tra gli scarichi del condensatore del serbatoio, e in questo modo la tensione ad anello fino a una tensione più alta.

Computer basato su pacchetti di simulazione venire PSpice sono ideali per predire che cosa sarebbe actanto accade in tali circostanze senza rischiare eventuali componenti costosi. Il grafico sotto mostra l'effetto di un corretto set up 100 BPS sincrono rotativo gap, che non riesce a fuoco un t = 160ms. L'energia non viene rimosso dal sistema a questo punto rimane il sistema di ricarica e provoca la tensione sarà superiore al tiro successivo dello spinterometro.

Si noti che non non c' ' è nessuna grado al punto reale dove la cottura è stato perso, ma le oscillazioni di tensione condensatore torna aggressivamente dirigendosi verso una tensione positiva molto maggiore prima la cottura successiva. Il picco di tensione è circa due volte la tensione di picco normale vista il condensatore a tanica e trasformatore e potrebbe rappresentare un pericolo per un componente marginalmente nominale.

Si noti questo esempio utilizza un condensatore "adattato" dà molto forte risonanza alla frequenza di linea, e notevole grado si verifica dopo la cottura se manca solo uno. Se lo spinterometro è attiva troppo ampio e ci sono diverse cotture mancati adiacente quindi la tensione salirà più in alto ancora. Pertanto è essenziale che un impostare correttamente il divario di sicurezza è montato quando si utilizza un condensatore abbinato, specialmente se combinata con un rotativo a bassa velocità.

Il sincrono rotativo 200 BPS è più tollerante di mancate accensioni e impostazioni di fase errata. Questo è perché un 200 BPS il sistema risonante è scaricato due volte più spesso. Il tempo in cui qualsiasi accumulo di risonanza può verificarsi pertanto è dimezzato, tuttavia ci sono anche gli svantaggi di questo. Questo è discusso più dettagliatamente nella sezione un'altra.

Visiter largo statiche,

Risonante di ricarica non vale solo per i sistemi incorporano uno spinterometro rotante. Carica risonante è il mezzo con cui un divario ampio statico puo fuoco e dare buone prestazioni.

Uno spinterometro statico risulta più stretto sarà il fuoco una tensione relativamente bassa, causando il condensatore a tanica di essere ricaricata molte volte per ciclo di alimentazione. Nel grafico, di seguito una simulazione è stato eseguito con un divario statico attiva il fuoco un 14Kv (questo è appena sotto la tensione di circuito aperto picco del trasformatore, così sarebbe fuoco solo quando è collegato attraverso il trasformatore da solo). La cottura del divario statico è piuttosto irregolare, con circa 2 o 3 cotture a metà ciclo della fornitura. Questa cottura irregolare è abbastanza normale. In questo caso il tasso di infornamento medio è circa 250 BPS.

Nel grafico sotto il divario statico era "aperto" al fuoco un 22KV, è maggiore rispetto alla tensione di uscita di picco normale del trasformatore. Può sparare solo a causa di aumento risonante, così il tempo tra gli infornamenti è maggiore. In questo caso ci sono tra 1 e 2 cotture a metà ciclo in media. Di conseguenza il tasso di rottura medio è sceso a circa 150 BPS. L'energia in ogni bang tuttavia è aumentato a causa della tensione maggiore cottura.

Nell'Esempio sopra la tensione di infornamento è 57% superiore a quello dell'esempio precedente. Poiché l'energia immagazzinata nel condensatore del serbatoio aumenta con il quadrato della tensione, l'energia di botto è 2,46 volte nel primo esempio. Ma il tasso di infornamento nel secondo esempio è più basso. Infatti il tasso di infornamento è all'incirca 150 rispetto ai 250 nell'esempio precedente. In sintesi, allargando il divario statico ha causato l'energia bang aumentare da volte 2,46, e il tasso di infornamento per cambiare di un fattore pari a 0,6 questo dà un generale aumento nella velocità effettiva potenza di quasi il 50%! Ecco perché vi largo spinterometri dare buone prestazioni, ma anche lo stress componenti consentendo un aumento di tensione grande risonanza a verificarsi.

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