نظرية وأمثلة للتيار المتردد الرنانة الشحن،

شحن رنانة

بإنشاء اتصال مكثف للدبابات عبر عرض بالاستيد نحرك دائرة الرنانة.

وتظهر الرسوم البيانية أدناه استجابة التردد لمحول علامة نيون 10kv/100mA مع مكثف لدبابات 32nF "متطابقة". واختير هذا المكثف عن عمد لتشكيل دائرة الرنانة في الضبط تردد 50 هرتز خط.

ج يتم اختيار مثل هذا F = 1/2*pi*sqrt(L*C) = 50 هرتز.

في أعلى الرسم البياني، يظهر خط أحمر فولطية الدورة المفتوحة العادية من المحول. ويبين الخط الأخضر الجهد النهائي عبر المحول عندما يكون متصلاً المكثف عبر عليه ويحدث الرنين. رسم بياني استجابة تردد مثل هذا يوضح كيف يختلف الجهد مع ترددات مختلفة من العرض.

لاحظ كيف ترتفع الجهد الجهد الدارة المفتوحة العادية للمحول مع اقتراب خط التردد 50 هرتز. الحد الأقصى يحدث في 50 هرتز، والجهد، ثم يقع بعيداً كما يزداد التواتر كذلك. (المحاكاة يتنبأ جهد نهائي لما يقرب من 200KV إذا كان يستخدم توريد 50 هرتز! في الممارسة العملية، فشل محول أو مكثف ستوقف أثر ارتفاع رنانة طويلة قبل أن يمكن تطوير مثل هذا جهد العالي.)

ويبين الرسم البياني السفلي كيف يتأثر تشكيل الدوائر الرنانة الحالية تم توفيره بواسطة المحول. يظهر خط أحمر العادي اختزال الحالية يمكن توريد النيون، ويبين الخط الأخضر الحالية المقدمة إلى مكثف "متطابقة" على ترددات مختلفة من العرض.

لاحظ كيف الحالية أدناه التيار مصنفة عند تردد خط أقل بكثير أو تفوق 50 هرتز. أما الجانب من 50 هرتز تعميم الحالية في ترددات يساوي 100mA تصنيفها الحالي للمحول. تعميم الحالي يزيد مع اقتراب خط التردد 50 هرتز. وتتنبأ المحاكاة أمبير تقريبا 2 في 50 هرتز. هذا هو 20 مرة الحالي الذي المحول شونتيد صمم للسماح بدخول دائرة كهربائية قصيرة، وسيسفر عن تدفئة المدمرة من اللفات.

كلا من هذه الرسوم البيانية تبين ما يحدث في أسوأ الأحوال عند مكثف مطابقة يستخدم، وهناك الفجوة شرارة لا توفير الطاقة للذهاب في مكان ما. إذا كان يتم استخدام فجوة شرارة تأهيلاً مناسباً تعيين التي حرائق بانتظام ثم الطاقة سوف يتم إزالتها من النظام مدوية قبل الفولتية والتيارات يمكن بناء على هذا مستوى ضار.

هذا المثال تضمين هنا نظراً لأنه يوضح أربعة أمور:-

1. فإن ذلك يظهر مدى أهمية لاستخدام بشكل صحيح تعيين الثغرات السلامة لمنع ارتفاع الجهد المفرط إذا كان استخدام مكثف وقريبة من "مطابقة" الحجم.

2. ويظهر أن سعة خزان يلغي فعالية خارج محاثة الصابورة القرب من تواتر رنانة. في هذا المثال في 50 هرتز هو الحالي 2A الذي هو نتيجة للحد الحالي فقط تصفية المقاومة. هو القضاء على تأثير حثي بالاستينج يحول المغناطيسي.

3. أنه يظهر أن تستخلص الحالية من العرض على الرغم من أن أي سلطة تتخذ من النظام حتى الآن. (يوجد أي فجوة شرارة تصريف المكثف). الحالية تتدفق الحالي القائم على رد الفعل ويمثل الطاقة "الخوض" داخل وخارج مكثف للدبابات كما أنه يتوجب في معارضة الاتجاهات بدورات الإيجابية والسلبية للإمداد.

4. ويبين "الشكل" من استجابة مدوية LC قبل أن يتم عرض تأثير فجوة شرارة.

إضافة فجوة شرارة تعيين بشكل صحيح سيتم الحد من مقدار ارتفاع الجهد المسموح بها في حين لا يزال الحصول على الفائدة من فرض زيادة الحالية.

شحن رنانة يمكن أن يحدث مع نيون علامة على المحولات والمحولات الحث بالاستيد. والفرق الوحيد أن الصابورة في صلب المحول النيون. ومع ذلك، يكون محولات الطاقة، الخسائر الداخلية أقل بكثير. وهذا ينتج عنه قيمة Q أعلى ويؤدي الجهد أكثر كثافة والارتفاعات الحالية حول تواتر رنانة.

نظراً لشدة تأثير ارتفاع مدوية، ليس دائماً مرغوب فيه استخدام مكثف "متطابقة" الذي يسبب صدى في تواتر السطر بالضبط. الرسم البياني أدناه يوضح تأثير استخدام "أصغر من مدوية" والمكثفات "أكبر من مدوية" في نيون 10kv/100mA نفس العرض. (التوريد قد لا تزال لا توجد فجوة شرارة متصلاً، إلا مكثف للدبابات).

يظهر السطر 1 cap 128nF (4 × حجم "متطابق") فريس = هرتز 25.0
يظهر السطر 2 قبعة 64nF (2 × حجم "متطابق") فريس = 35.4 هرتز
يظهر السطر 3 قبعة 32nF (1 × حجم "متطابق") فريس = هرتز 50.0
يظهر السطر 4 قبعة 16nF (1/2 "متطابق" الحجم) فريس = هرتز 70.7
يظهر السطر 5 cap 8nF (1/4 "متطابق" الحجم) فريس = 100 هرتز

الصلبان البيضاء تشير إلى المباراة النهائية الجهد التي سوف تحدث بسبب ارتفاع مدوية مع عرض 50 هرتز إذا كانت الفجوة شرارة كان غائبا أو لا يطلقون النار. فمن السهل أن نرى أن ارتفاع الجهد أقل بكثير مع مكثف التي ليست من حجم "متطابقة". المحولات والمكثفات، قد تكون هناك فرصة للباقين على قيد الحياة هذا الزائد إذا كان تعيين شرارة الفجوة واسعة جداً لإطلاق النار. سطر 3 مع كاب متطابق يمثل حالة وفاة إذا كانت الفجوة شرارة مسفر!

الأبيض يعبر عن خطوط 1 و 2 إظهار أثر استخدام المكثفات التي أكبر من حجم متطابقة. كما المكثف هو بذل أكبر الجهد يميل نحو الصفر. (التوريد أصبحت أقل قدرة على شحن مكثف أكبر).

الأبيض يعبر عن الأسطر 4 و 5 إظهار أثر استخدام المكثفات التي أصغر من حجم متطابقة. كما يرصد المكثف أصغر الجهد يميل نحو تصنيف الدوائر المفتوحة العادية للمحول. (المحول أصبحت أكثرخفيفة تحميل.)

ويمثل خط 2 حالة خاصة. 2 × قيمة مكثف "متطابق" يؤدي لا ارتفاع رنانة بتردد 50 هرتز والجهد النهائي مساو لما تكون عادة فولطية الدورة المفتوحة للمحول. هذا هو قيمة مكثف الوحيد الذي ينتج في الجهد لا ترتفع في تواتر الإمداد، ويستخدم لهذا السبب لدراسة "ركلة الاستقرائي" في قسم منفصل أدناه.

المفتاح لجعل استخدام ارتفاع مدوية في إمدادات طاقة تسلا ملف في تحقيق زيادة الجهد المطلوب فقط ولا أكثر. يمكن أن يتم ذلك بإعداد دقيق لفجوة شرارة الروتاري متزامن 100 BPS. في نظام الشحن رنانة سلوشيس الطاقة ذهابا وإيابا بين محاثة الصابورة ومكثف للدبابات بناء على كل دورة كما هو تزويد طاقة بالمحول. نقطة إطلاق النار دوارة الفجوة يحتاج إلى أن يكون تعيين بحيث يتم إزالة كمية كبيرة من الطاقة من نظام الشحن في حين أنها في مكثف للدبابات. هذه الطاقة يذهب إلى لف تسلا الملف الرئيسي لإنتاج شرارات جيدة ويمنع مستوى الطاقة في نظام الشحن من السماء الصواريخ إلى مستويات خطيرة.

نتيجة لتوقيت مختلفة اثنين (مرحلة إعدادات) من فجوة 100 BPS الروتاري متزامن ترد أدناه:

في هذا الرسم البياني الأول المرحلة الدوارة يتم تعيين بشكل غير صحيح. على الرغم من أن شحن المكثف إلى مستوى ما يكفي من الجهد، نقطة إطلاق النار فوات الأوان ويحدث كثيرا بعد ذروة الجهد. وكنتيجة لذلك يتم إزالة القليل من الطاقة من دارة الشحن رنانة ويرتفع الجهد إلى مستوى خطير في مسألة من ميلي ثانية.

في الرسم البياني أدناه مرحلة الروتاري تم تعيين قريبة من الوضع الأمثل. أولاً، لاحظ أن مقياس الجهد الكهربي الآن أكثر واقعية. هو إطلاق شرارة الفجوة عندما المكثف في فولطيتها الذروة، وتوفر المزيد من السلطة إلى نظام تسلا الملف. سبب إزالة الكثير من الطاقة من المكثف على إطلاق كل من الفجوة، هناك تقريبا أي ارتفاع مدوية بسبب تراكم الطاقة في دارة الشحن.

والفرق في توقيت الدوارة بين هذه الأمثلة هو أقل من 2 مللي ثانية، ومن السهل أن نرى أن الحالة الأولى ستكون كارثية إذا لم يكونوا مستخدمين فجوة أمان جيدة المشبك ارتفاع الجهد رنانة. في الممارسة المؤاتي روتاري تكمن في مكان ما بين المثالين أعلاه. إذا كانت المكونات حساسة ويجب التقليل الزائد ثم التوقيت سوف تكون قريبة من القضية السفلي. ثم إذا كانت المكونات قوية ويمكن التغاضي عنه الزائد أكثر يمكن أن تتأخر التوقيت الحصول على ارتفاع أكثر رنانة والاقتراب من المثال الأعلى. هذه الاحتياجات يجب القيام به مع الحذر كتغيير المرحلة إرادة الفجوة 100 BPS تعطي بعض تركيبات مع ارتفاع مدوية قوية جداً، ورسم الحالية عالية!

الفجوة شرارة أخطأت الهدف،

نظراً لارتفاع الجهد رنانة يزدهر في الوقت المحدد، (الوقت اللازم للجهد إلى الحشد،) يجدر النظر في ما سوف يحدث إذا كان لدينا فجوة شرارة بدون قصد تفوت إطلاق نار. إذا ميسفيريس فجوة دوارة، لا يمكن إطلاق آخر حتى المرة التالية التي يتم محاذاتها أقطاب كهربائية. وهذا يعني أنه عندما غاب عن إطلاق نار هناك مرتين طالما بين تصريف مكثف للدبابات، ويسمح هذا الجهد إلى الحلبة حتى جهد العالي.

يقوم الكمبيوتر حزم المحاكاة مثل PSpice مثالية للتنبؤ بما سيحدث فعلا في مثل هذه الظروف دون المخاطرة بأي من مكونات مكلفة. ويبين الرسم البياني أدناه تأثير تعيين بشكل صحيح حتى الفجوة الروتاري متزامن 100 BPS، الذي فشل بإطلاق النار على t = 160ms. الطاقة التي لم يتم إزالتها من النظام عند هذه النقطة لا يزال في نظام الشحن ويسبب الجهد لتكون أعلى في إطلاق شرارة الفجوة المقبلة.

لاحظ أن هناك هو لا الزائد عند النقطة الفعلية حيث كان غاب عن إطلاق النار، ولكن تقلبات التيار الكهربائي مكثف مرة أخرى قوة متجهة نحو كثير من زيادة جهد إيجابي قبل إطلاق النار المقبل. سبايك الجهد هنا هو حول الجهد الذروة العادية مرتين في نظر مكثف للدبابات والمحولات ويمكن أن تمثل خطرا على عنصرا هامشيا تصنيفا.

لاحظ أن هذا المثال يستخدم مكثف "متطابقة" الذي يعطي صدى قوي جداً في تواتر الخط، والزائد كبيرا يحدث بعد إطلاق النار غاب واحد فقط. إذا تم تعيين شرارة الفجوة واسعة جداً وهناك العديد من حوادث إطلاق النار غاب المجاورة ثم الجهد سيرتفع أعلى لا تزال. ولذلك من الضروري أن بشكل صحيح تعيين الفجوة السلامة يتم تركيبها عند استخدام مكثف متطابقة، خصوصا عندما يقترن سرعة منخفضة ذات أجنحة دوارة.

الروتاري متزامن 200 BPS أكثر تسامحا من إعدادات غير صحيحة المرحلة وغاب عن إطلاق النار. يرجع ذلك إلى أنه عند 200 BPS تبرأ النظام رنانة مرتين ككثير من الأحيان. الوقت الذي يمكن أن يحدث أي تراكم رنانة هو النصف لذلك، لكن هناك مساوئ لهذا جداً. وهذا يناقش بمزيد من التفصيل في قسم آخر.

فجوات واسعة ثابتة،

شحن رنانة لا فقط ينطبق على النظم التي تتضمن وجود فجوة شرارة دوارة. شحن رنانة هو الوسيلة التي يمكن إطلاق النار فجوة واسعة ثابتة وتعطي أداء جيد.

سيتم إطلاق النار فجوة شرارة ثابتة متقاربة في جهد منخفض نسبيا، مما تسبب في مكثف للدبابات يعاد شحنها مرات عديدة في كل دورة الإمداد. في الرسم البياني، أدناه محاكاة تم تشغيل مع مجموعة ثابتة من فجوة بإطلاق النار على 14Kv (هذا فقط في إطار الجهد ذروة الدائرة المفتوحة للمحول، ولذلك أن النار فقط عند الاتصال عبر محول وحدة.) إطلاق فجوة ثابت خاطئ إلى حد ما، مع إطلاق ما يقرب من 2 إلى 3 كل نصف دورة من الإمدادات. هذا إطلاق خاطئ أمر طبيعي تماما. وفي هذه الحالة هو أن معدل إطلاق النار متوسط حوالي 250 BPS.

في الرسم البياني أدناه الفجوة ثابت كان "فتح الهاتفي" بإطلاق النار على 22KV، وأعلى من الجهد الذروة العادية الإخراج للمحول. أنها فقط النار بسبب ارتفاع رنانة، ذلك الوقت بين حوادث إطلاق النار أكبر. في هذه الحالة ما بين 1 و 2 لإطلاق النار في كل نصف دورة في المتوسط. ولذلك انخفض معدل كسر متوسط إلى حوالي 150 BPS. الطاقة في كل الانفجار لكن قد ازدادت بسبب إطلاق النار زيادة الجهد.

في المثال أعلاه الجهد إطلاق النار هو 57% أعلى من المثال السابق. حيث يزيد من الطاقة المخزونة في مكثف للدبابات مع مربع الجهد، الطاقة الدوي مرات 2.46 في المثال الأول. ولكن معدل إطلاق النار في المثال الثاني أقل. في الواقع هو معدل إطلاق النار ما يقرب من 150 إلى 250 في المثال السابق بالمقارنة. وباختصار، اتساع الفجوة الثابتة قد تسبب الطاقة الانفجار زيادة إضعاف 2.46، ومعدل إطلاق النار لتغيير بمقدار 0.6 وهذا يعطي زيادة في الطاقة الإنتاجية لما يقرب من 50 ٪! هذا سبب فجوات شرارة واسعة ثابتة تعطي أداء جيد، ولكن أيضا التشديد على المكونات بالسماح بارتفاع جهد رنانة كبيرة تحدث.

Tags: نظرية وأمثلة للتيار المتردد الرنانة الشحن،