A vezeték nélküli rezonáns adatátviteli mód Sstc-vizsgálata (i. Rész)

A SSTC generátor vezeték nélküli rezonáns üzemmódjának vizsgálata.

A kísérletek során a következő célokat tűzték ki:
- meghatározza a maximális átviteli távolságot;
- meghatározza a maximális adási teljesítményt;
- meghatározza az átviteli hatékonyságot.

A kísérletekben az SSTC RF generátort és vevőt használtam, amelynek leírását és sémáit megtalálja ebben a cikkben. Néhány évig kicsit megváltoztak. A generátor egyes részei eltávolításra kerültek, az eset csökkent, a vezetékes és optikai megszakítók csatlakoztatásának lehetősége hozzá lett adva. A rezonancia transzformátor ugyanaz marad. A vevő is kissé javult. Ebben a kondenzátorok megváltoztak. Különböző teljesítményűek és 4 kV feszültségűek lettek. A rendszer általános nézete az 1. ábrán látható

1. ábra - Villamos vezeték nélküli kísérleti átviteli rendszer

Jó, hogy az SSTC öngenerátor, és a legtöbb esetben csak a vevőegység lassító transzformátorát kellett beállítani.

2. ábra - A vezeték nélküli vezeték nélküli adatátviteli séma

Az első indítások során a vevőkészülék vezetékét kétszer égették le, csatlakoztatva a térfogat kapacitív ellenfeléhez (alsó toroid). Ugyanakkor kettős nagyfeszültségű szigeteléssel is rendelkezik. A kanyargó és a vezeték közötti távolságot jelentős távolságban kellett megtenni.

3. ábra - Égett vezeték

A kísérlet során megállapítást nyert:
Az átviteli távolság 1 m.
Az adó tápfeszültsége 220V.
A vevőben lévő feszültség 220V.
Az adó tápfeszültsége 0,35A
A terhelés jelenlegi értéke 0,2A.
Hálózati energiafogyasztás - 77W
A terhelés átadott teljesítménye 44W.
Az átviteli hatékonyság η = P2 \ P1 ∙ 100% = 44 \ 77 ∙ 100% = 57%.

A vevőkészülék terhelésében különböző izzólámpákat használtak 15, 25, 40, 60, 75, 100 W. A 75W-os lámpa még mindig élénken ragyog, és 100 W-os lámpa teljes erejében már nem ragyog. Egy vevőhöz körülbelül 70-80 W-ot adnak át. Az adó két oldalán található két vevőegységet körülbelül 50 W-ot továbbították. És a vevőben lévő feszültség 250V vagy több, de nem működött az áram növelése érdekében. A műszer szerint a terhelésen áram van, és a lámpák halványan világítanak. A távadó működési impulzusának egy bizonyos érték után történő növelése már nem befolyásolja jelentősen a lámpák fényességének fényét. Csak a vevőben lévő feszültség növekszik. A 4. kísérletben 100 wattos izzólámpa gyulladása sikerült elérni.

3. kísérlet - maximális átviteli távolság.
Az átviteli tartomány növelésének lehetőségei a különböző távközlő és vevő toroidok feltekerésére szolgáló különböző opciókkal kezdődtek. Ez a működési frekvencia változásához vezetett, amelynek eredményeképpen újra kellett állítani a vevőt. Mindez hosszú és fárasztó. Keressük meg a rezonanciát, állítsuk be a kapacitást, adjuk hozzá / vonjuk le a toroidokat, menjünk oda, kapcsoljuk ki a generátort stb. Az átviteli távolság nem felelt meg.
Ezután a kapacitást növelték az átviteli tekercs felső terminálján. A számjegycsúcs minimális méretre csökken. Váratlanul az SSTC kibocsátás 35-36 cm-re emelkedett. Van egy kis félhíd DRSSTC, ami ilyen biteket hoz létre.

Ez a téma érdekes azok számára, akik megpróbálják elérni a Tesla-tekercsekből a kibocsátások maximális hosszát. Ismeretes, hogy a széleknél negyedhullámú rezonanciájú tekercseket kell kialakítani, és ugyanakkor maximálisan növelni kell a felső kapacitást anélkül, hogy megsértenénk ezt a nagyon negyedhullámú rezonanciát. És ez a jelenség az SSTC-ben jelent meg, ahol nincs szükség a primer áramkör beállítására. Bár ezt a tekercset nem számolták kifejezetten, de szerencsés balesetnek bizonyult, ha hosszabb tekercset vágott fel.

4. ábra - Áram és feszültség megoszlása ​​az adó nagyfeszültségű tekercsében

Egyszer megszámoltam a tekercset számítások nélkül, a szerencse miatt, és nem hiszem. Ennek eredményeként nem működött megfelelően. Alacsony fogyasztású indításkor hallható volt, hogy a tekercs belsejében a kibocsátások történtek, és az elsődleges tekercselés leállt. Feltételezhető, hogy a tekercsben lévő feszültség és áram képen látható a 4B. Ábrán. Ugyanakkor egyre nagyobb lényegében a szélessége a dolgozó impulzus és csökkenti a működési időszak, teljesítmény megnő, és láthatóan változása miatt rezonancia frekvencia, vagy a tehetetlenség, sőt miatt bármilyen erők díjak kiderült egyetlen kedvező helyen, nevezetesen az ürítési pin . A tekercs elindult, míg a generátor 700 W-ot fogyasztott a 220V-os hálózatból. Ebben az esetben a legjobb eredményt érjük el, miközben a hálózati fogyasztás csak 1,5A x 220V = 330W. A feszültségeloszlás fajtája a tekercsben, ahogy a 4A.
A nagyfeszültségű kisülések hosszát jelentősen befolyásolja az elsődleges és a szekunder tekercsek kapcsolási koefficiense. Minél nagyobb ez, annál nagyobb az áramerősség az elsődleges tekercsben, nagyobb a teljesítmény a szekunder tekercselésre, de nem mindig ez jó. Túl nagy a csatolási együttható, amely sérti a szekunder tekercs rezonáns frekvenciáját, és az elsődleges tekercselést is okozza. Számomra ez a tényező nem számított, és kísérleti úton került fel. Az elsődleges tekercs véget ér, és körülbelül egy centiméternyi szekunder tekercset rögzít.
A primer tekercs áramának mérése egy áramváltóval és egy oszcilloszkóppal 97,2A volt. Azzal a tényvel, hogy az IRGB20B60PD1 tranzisztorok csak a 80A lendületben vannak dokumentálva. Arra a gondolatra jutott, hogy jó lenne korlátozó áramot létrehozni ehhez a generátorhoz.

5. ábra - Árammérés L1

Nem vették észre, hogy a tranzisztorok egy perces munka után nagyon forróak voltak, és túl forróak voltak. Valószínű, hogy 3-5 perc alatt robbannak. Ezenkívül az SSTC-től a ventilátor másik kiviteli alakját kihúzták, ezért nem ellenőriztem a túlmelegedés idejét. Az átviteli üzemmódban a generátor nagyon hosszú ideig működött, a tranzisztorokat kissé felmelegítették. A működési impulzus szélessége 200-230 mikrosodperc, a periódus 3,5 ms. Ezek a megszakítók határértékei.

6. ábra - Aktív hullámforma az elsődleges tekercsben SSTC

A 6. ábra oszcillogramja azt mutatja, hogy a tekercsben lévõ áram fokozatosan növekszik a munkaimpulzus alatt. A DRSSTC-hez képest sokkal lassabban növekszik. Ezért a megszakító ilyen nagy impulzusszélessége több mint 200 mikrosodpercet igényel ahhoz, hogy jelentős L2 nagyfeszültségű kisüléseket érjen el. A lassabb áram növeli, mert nincs hurok kondenzátor. Ha be van állítva, a jelenlegi emelkedik nagyon (200-400A vagy több), és szükség bonyolult rendszer kapcsoló tranzisztorokkal védeni őket visszajelzést kapott primer áramkört. Az elsődleges és a másodlagos áramkörök frekvenciája függ. Az egész eszköz sokkal bonyolultabb, amit a DRSSTC-ben megfigyelünk.
Több indítás után a tranzisztorokat az IRGB50B60PD1 váltotta fel, és egy másik, szélesebb határokkal rendelkező megszakító csatlakozott. Nagyméretű toroid van a vevőegységen a távadó tekercsére. De még inkább növeli a munkaimpulzust, csak a fogyasztás nőtt 1,75A 220V. A kibocsátások hossza szinte ugyanolyan maradt, a kisülések kissé enyhébbek voltak. A kibocsátás hosszának további növelésével a kapcsolási tényező növelhető volt. Ha az L1-t magasabbra emeljük az L2-re, akkor ezek a tekercsek tartósan lebomlanak.
Egy másik fontos pont az SSTC teljesítményének javítására a nagy Q-tekercs. Ezt a generátort nem tesztelték, és erre a DRSSTC3 cikkében írták le

6a. Ábra - Nagyfeszültségű kisülések egy nagy toroidos SSTC-ben.

A 6a. Ábrán látható toroid 40 cm átmérőjű, körülbelül azonos hosszúságú nagyfeszültségű kisüléssel.

A vevők mindkét tekercsében lévő jeleket mértük.