Теория и примеры резонансных переменного тока зарядки-

РЕЗОНАНСНАЯ ЗАРЯДКИ

Подключение танк конденсатора через индуктивно ballasted питания создает резонансный контур.

Графики ниже показывают частотная 10кВ/100mA неоновый знак трансформатора с конденсатор танк «одинаковых» 32nF. Этот конденсатор был преднамеренно выбран сформировать резонансный контур точно с частотой 50 Гц линии.

C выбирается такой что F = 1 / 2*pi*sqrt(L*C) = 50 Гц.

На верхнем графике красная линия показывает нормальное напряжение от трансформатора. Зеленая линия показывает окончательный напряжения через трансформатор, когда конденсатор подключается через его и резонанс занимает место. Частота ответа график как это показывает, как напряжение изменяется с различными питания частотами.

Обратите внимание, как напряжение поднимается выше нормального холостого напряжение трансформатора приближением линии частоты 50 Гц. Максимальная происходит в 50 Гц и напряжением, то отпадает как дальнейшее увеличение частоты. (Моделирование предсказывает окончательный напряжения почти 200KV, если используется 50 Гц поставок! На практике отказ либо трансформатор или конденсатор бы остановить резонансное повышение эффект долго до высокого напряжения может развиваться.)

Нижний график показывает, как от трансформатора тока зависит от формирования резонансных контуров. Красная линия показывает нормальный короткого замыкания текущих, что можно указать Неон, и зеленая линия показывает ток, подаваемый «одинаковых» конденсатор на частотах различных поставок.

Обратите внимание как тока ниже номинального тока когда частота линии значительно ниже или выше 50 Гц. На частотах обе стороны от 50 Гц циркулирующих текущего равен 100 мА, номинальный ток трансформатора. С приближением линии частоты 50 Гц циркулирующих текущего увеличивается. Моделирование предсказывает почти 2 ампер при 50 Гц. Это в 20 раз ток, который составе трансформатор предназначен чтобы позволить в короткое замыкание и приведет к разрушительным нагрев обмотки.

Оба эти графики показывают, что происходит на ХУДШЕМ случае при Соответствует конденсатор используется и есть NO РАЗРЯДНИКА где-то обеспечить энергию, чтобы идти. Если используется должным образом установить разрядника который пожары регулярно, то энергии будут удалены из резонансной системы до напряжения и токи могли построить до такого уровня, повреждения.

В этом примере включается здесь потому, что он демонстрирует четыре вещи:-

1. Он показывает, как важно правильно использовать набор безопасности пробелы для предотвращения чрезмерного напряжения, если с помощью конденсатор, который близок к «соответствует» размер.

2. Он показывает, что емкость бака эффективно отменяет балласт индуктивность вблизи резонансной частоты. В этом примере при 50 Гц ток-2A, который является результатом текущих ограничения только сопротивление обмотки. Индуктивный балластировки эффект магнитные шунты снимается.

3. Он показывает, что ток будет обращено от поставок даже несмотря на то, что никакой власти еще не принимаются из системы. (Нет ни разрядник выполнять конденсатор). Тока, протекающего реактивный ток и представляет энергии «болтающихся» и выходить из конденсатора цистерны как он обвиняется в противоположных направлениях, положительные и отрицательные циклы поставки.

4. Он показывает «форма» LC резонансного ответа до введения эффект разрядник.

Добавление правильно установить разрядника ограничит количество рост напряжения, разрешено, хотя по-прежнему получать выгоды увеличения зарядки текущей.

Резонансная зарядки может иметь место с неоновый знак трансформаторы и индуктивно ballasted силовых трансформаторов. Единственное отличие состоит, что балласт встроен в Неон трансформатор. Силовые трансформаторы, однако, имеют значительно более низкие внутренние потери. Это приводит к более высокой стоимости Q и вызывает более интенсивным напряжения и текущий поднимается вокруг резонансной частоты.

Из-за интенсивности резонансное повышение эффекта это не всегда желательно использовать «одинаковых» конденсатор, вызывающую резонанса на точно частоте линии. Приведенный ниже график показывает эффект от использования «меньше, чем резонансного» и «больше, чем резонансных» конденсаторы на том же 10 кв/100mA neon поставок. (Поставок по-прежнему имеет не разрядника подключен, только танк конденсатор).

1 Линия показывает 128nF колпачок (4 x «Подходящих» размер) Фрес = 25,0 Гц
Линия 2 показывает 64nF Кап (2 x «Подходящих» размер) Фрес = 35,4 Гц
Линия 3 показывает 32nF крышки (1 х размер «Подходящих») Фрес = 50,0 Гц
Линия 4 показывает 16nF Кап (1/2 «Подходящих» размер) Фрес = 70,7 Гц
Линия 5 показывает 8nF шапку (1/4 «Подходящих» размер) Фрес = 100 Гц

Белые кресты свидетельствуют о финале напряжения, что будет происходит за счет резонансного подъем с запасом 50 Гц, если искрового разрядника отсутствовал или не стреляли. Это легко увидеть, что напряжения намного ниже с конденсатор, который не является «одинаковых» размера. Трансформатор и конденсатор может иметь шансов выжить этой перенапряжения, если искрового разрядника был задан слишком широк, чтобы огонь. Линия 3 с соответствием шапочкой представляет определенную ситуацию смерть Если искрового разрядника осечка!

Белые кресты на линии 1 и 2 показывают эффект от использования конденсаторов, которые больше чем соответствующего размера. Конденсатор производится больше напряжения стремится к нулю. (Поставки становится менее способны зарядка больше конденсатор).

Белые кресты на линии 4 и 5 показывают эффект от использования конденсаторов, которые меньше соответствующего размера. Как конденсатор меньшего напряжения стремится к нормальной холостого рейтинг трансформатора. (Трансформатор становится все болееслегка загружен.)

Линия 2 представляет собой особый случай. 2 X конденсатор значение «Подходящих» вызывает резонансные подъем при 50 Гц и окончательный напряжение равно что обычно будет напряжение холостого хода трансформатора. Это единственное значение конденсатор, который приводит к без напряжения подняться на частоте снабжения и используется для этой причине для изучения «Индуктивный удар» в отдельный раздел ниже.

ключ к делать резонансные рост в блоке питания катушки Тесла используется в достижении только увеличение напряжения и не более. Это можно сделать путем тщательной настройки 100 BPS синхронных вращающийся разрядник. В системе резонансного зарядки энергии тихий взад и вперед между индуктивность балласта и конденсатор танк, опираясь на каждом цикле как питание подается от трансформатора. Обжиг точка роторный разрыва необходимо задать таким образом, что значительное количество энергии удаляется из зарядки системы, хотя это танк конденсатор. Эта энергия переходит в Тесла катушка первичной обмотки к искрообразованию хорошие и предотвращает уровень энергии в системе зарядки от sky ракетно до опасного уровня.

В результате двух различных тайминги (Фаза настройки) 100 BPS синхронные поворотные разрыва приведены ниже:

В этом первом графике поворотный этап установлен неправильно. Хотя конденсатор заряжается высоки достаточно напряжения, точка обстрела слишком поздно и происходит слишком далеко после пика напряжения. Как следствие мало энергии удаляется от резонансных зарядной цепи и напряжение поднимается до опасного уровня в течение нескольких миллисекунд.

В графе ниже поворотный этап находится недалеко от оптимальное положение. Во-первых Обратите внимание, что напряжения масштаб теперь более реалистичным. Разрядник стрельбы, когда конденсатор на ее пик напряжения и обеспечивает больше мощности в системе катушки Тесла. Потому что много энергии, удаляется из конденсатора на каждого обжига разрыва, есть почти не резонансной рост за счет энергии build up в зарядной цепи.

В Ротари сроков между эти примеры разница меньше, чем 2 мс, и это легко увидеть, что первый случай будет иметь катастрофические последствия, если хороший зазор не работали для зажима резонансные напряжения. На практике хорошая роторный настройка будет лежать где-то между два примера выше. Если компоненты чувствительны и перенапряжения должны быть сведены к минимуму сроков будет близко к нижней случае. Если компоненты являются надежными и более перенапряжения могут быть терпимы сроков может быть отложено получить более резонансным подъем и двигаться ближе к верхней пример. Это необходимо делать с осторожностью как изменение фазы 100 BPS разрыв будет дать некоторые комбинации с очень мощным резонансного рост и высокое потребление тока!

Разрядник пропусков воспламенения,

Потому что резонансные напряжения процветает на время (время, необходимое для напряжения для наращивания,) стоит задуматься, что произойдет если наши разрядника случайно упустит стрельбы. Если разрыв во вращающиеся число пропусков воспламенения, не может быть другой стрельбы до следующего электроды выровнены. Это означает, что когда пропустил стрельбы есть два раза между сбросов емкость конденсатора до тех пор, и это позволяет напряжения к кольцу до высокого напряжения.

Компьютерное моделирование пакеты такие как PSpice идеальны для прогнозирования, что на самом деле произойдет в таких обстоятельствах, не рискуя каких-либо дорогостоящих компонентов. Приведенный ниже график показывает эффект правильно установить вверх 100 BPS синхронные поворотные разрыв, который не стреляет в t = 160 мс. Энергия, которая не удаляется из системы, на данный момент остается в системе зарядки и вызывает напряжение выше на следующей топкой искрового разрядника.

Обратите внимание, что в фактической точке где стрельба была упущена, но перепады напряжения конденсатор обратно агрессивно в направлении значительно увеличение положительного напряжения перед следующей топкой не перенапряжения. Всплеск напряжения здесь вокруг два раза нормальный Пиковое напряжение, емкость конденсатора и трансформатор и может представлять опасность для незначительно рейтинг компонента.

Обратите внимание, что в этом примере используется «одинаковых» конденсатор, который дает очень сильный резонанс на частоте линии, и значительного перенапряжения происходит после только один пропущенных обжига. Если искрового разрядника установлен слишком широк и есть несколько смежных пропустил обстрелов затем напряжение будет расти выше до сих пор. Поэтому важно, что правильно установить зазор устанавливается при использовании одинаковых конденсатора, особенно в сочетании с низкой скорости Ротари.

Синхронные поворотные 200 BPS является более терпимо ненадлежащего параметров и пропустил обстрелов. Это потому, что 200 бит/с резонансной системы сбрасываются дважды, как часто. Время, в котором любой резонансного наращивания может произойти, поэтому вдвое, однако есть недостатки к этому тоже. Этот вопрос обсуждается более подробно в другой секции.

Широкий статические пробелы,

Резонансная зарядки применяется не только к системам, включающих вращающийся разрядник. Резонансная зарядки является средством широкого статический разрыв может огонь и дать хорошую производительность.

Близко расположенные статические разрядника будет срабатывать при относительно низком напряжении, вызывая танк конденсатор пополняемой много раз за цикл снабжения. На графике ниже моделирования была запущена с набором статических разрыв обстреливать 14кв (это просто под Пиковое напряжение холостого трансформатора, поэтому он будет просто огонь при подключении через трансформатор только.) Обжиг статический разрыв является довольно неустойчивой, с примерно 2-3 обстрелов за половину цикл питания. Этот перекатный обжига является вполне нормальным явлением. В этом случае средний стрельбы составляет около 250 BPS.

В графе ниже статический разрыв был «открыт up» вести огонь по 22KV, который является выше, чем обычных пик выходного напряжения трансформатора. Он может только огонь за счет резонансного рост, поэтому больше время между обстрелов. В этом случае есть между 1 и 2 горелки на половину цикл в среднем. Поэтому средняя перерыва скорость снизилась до примерно 150 BPS. Энергии в каждом bang Однако возросло из-за увеличения стрельбы напряжения.

В примере выше стрельбы напряжения составляет 57% выше, чем в предыдущем примере. Поскольку энергия хранится в танк конденсатор возрастает пропорционально квадрату напряжения, энергии взрыва это 2,46 раза в первом примере. Но скорострельности во втором примере ниже. В самом деле скорострельности составляет примерно 150, по сравнению с 250 в предыдущем примере. В целом, статический разрыв вызвал взрыв энергии для увеличения в 2,46 раза, искорострельности изменить коэффициент 0,6 это дает увеличение пропускной способности власти почти 50%! Вот почему широкий статические разрядники дают хорошую производительность, но также подчеркнуть компонентов, позволяя большой резонансные напряжения рост произойти.

Tags: Теория и примеры резонансных переменного тока зарядки,