Резонансный усилитель мощности степанова. Резонансный трансформатор - энергия из эфира. Общее представление о работе схемы и о сборке и настройке схемы
Группа разработчиков на Смоленщине. Они использовали принцип описанной выше конденсаторной установки. Примерная схема устройства приведена на рис.5. Здесь также от источника колебательной энергии подаётся ток на три последовательно соединённые конденсатора С1, С2, С3. Заряд их пластин колеблется в такт источника раскачки колебаний, но С2 включён схемой в цепь высоковольтной обмотки бытового трансформатора в виде колебательного контура. Естественно, колебательный контур С2 с обмоткой трансформатора воспринимает "маленькие порции" раскачки, и уже сам собой, в результате резонанса с эфиром, начинает выдавать необходимую мощность во вторичную обмотку на полезную нагрузку ~ 220 V. Схема предельно простая, это надо отдать должное "сообразительности" смоленских "парней". Здесь сравнительно небольшой раскачки источника колебаний вполне хватает для резонансного возбуждения силовых колебаний тока в данном контуре, а с вторичной обмотки трансформатора можно спокойно снимать трансформированный ток на любую полезную нагрузку. Возможно, что сам Тесла использовал этот приём для привода своего электромобиля в движение, недаром же он покупал радиолампы в магазине, которые и являлись источником колебательной энергии для обкладок конденсаторов, а индуктивность статорной обмотки тягового электродвигателя служила основной частью колебательного контура – источника тока (вместо первичной обмотки трансформатора в схеме рис.5). А сейчас поговорим о главном – о величине мощности раскачки эфира вокруг ёмкостей и индуктивностей с целью получения свободной энергии (реактивной мощности), поисками которой заняты специалисты во всём техническом мире. Сначала рассмотрим теоретическую сторону вопроса.
Создание высокочастотного магнитного поля может быть довольно сложной задачей из-за большого количества технических вопросов. На высокой частоте импеданс магнитной катушки большой. Для создания достаточного тока через магнитную катушку требуется высоковольтный и высокочастотный генератор. Тем не менее, трудно создавать высокочастотный и большой ток одновременно с использованием обычных усилителей и драйверов.
До настоящего времени наиболее практичным и эффективным способом управления высоким током через магнитную катушку является использование последовательного резонансного контура. 1 Нет сомнений, что частотный резонансный метод часто используется для генератора высокочастотного магнитного поля.
Поскольку формула реактивной мощности для любой обмотки Q = I^2*2П*F* L,
Где I -величина тока, F - частота тока, L- индуктивность. Величина L задана геометрией обмотки трансформатора или контура, её изменять трудновато, но её и использовал Капанадзе. Другая величина - частота F может изменяться. В реактивной мощности она задаётся частотой электростанции (источником колебаний), но с увеличением её увеличивается мощность свободной энергии, значит, разумно её повышать при раскачке индуктивности. А раскачать индуктивность по частоте, для получения и повышения тока I необходим конденсатор, подключённый к индуктивности. Но, чтобы начать раскачку контура, нужен первоначальный импульс тока. А его сила, в свою очередь, зависит от активного сопротивления самой обмотки, сопротивления соединительных проводов и, как не удивительно, волнового сопротивления этой цепочки тока. Для постоянного тока этого параметра не существует, а для переменного обязательно возникает и ограничивает наши возможности, а с другой стороны помогает нам. Из уравнений длинных линий связи известно,-волновое сопротивление движения для любой электромагнитной волны по проводам должно быть согласовано с сопротивлением нагрузки в конце линии. Чем лучше согласование, тем экономичнее устройство. В контурах, состоящих из ёмкости и индуктивности, из которых состоит "тесловка", волновое сопротивление определяется величиной которая, если её поделить на активное сопротивление проводников, в принципе, является добротностью контура, т.е. числом, показывающим во сколько раз напряжение в катушке контура возрастает по отношению к задающему напряжению от генератора электростанции (источника раскачки).
При резонансе ток резонирует между катушкой и конденсатором. Ток, проходящий через магнитную катушку, очень высок, а источник тока очень низок; следовательно, высокий импеданс. Следовательно, параллельный резонансный контур усиливает ток источника при резонансе. Ток катушки, как правило, мал в параллельном резонансе даже при текущем усилении.
Новый резонансный контур с усилением тока имеет низкий импеданс при резонансном усилении и токе в магнитной катушке. Этот резонансный резервуар является мощным, высокочастотным генератором магнитного поля. Как будет сказано ниже, усиление тока в два раза превышает ток источника или генератора. Кроме того, резонансный контур, усиленный током, представляет собой импедансный трансформатор - при резонансе он преобразует сопротивление в четыре раза. Поэтому он увеличивает сопротивление катушки на.
Zв = КОРЕНЬ (L / С),
Вот этим принципом и пользовался Тесла, изготавливая катушки всё более солидные по размеру, т. е. увеличивая, и увеличивая L - индукцию катушки и чисто интуитивно стремился к волновому числу Zв = 377 Ом. А это и есть волновое сопротивление не чего нибудь, а обыкновенного эфира по Максвеллу, хотя его конкретную величину определили позднее исходя из условий распространения электромагнитных волн в атмосфере и космосе. Приближение к этому числу волнового сопротивления уменьшает мощность раскачки. Отсюда всегда можно хотя бы приблизительно вычислить даже частоту колебаний самого эфира, при которой требуется минимальная энергия раскачки от электростанции для "тесловки" вырабатывающей реактивную энергию, но это отдельная тема рассмотрения.
По пути к импульсной энергетике
Сопротивление на рисунке 2 носит паразитический характер и, как правило, невелико. Это оказывает незначительное влияние на резонансную частоту. Как мы обсудим позже, меньшее сопротивление лучше для высокопрочного и высокочастотного магнитного поля. Два конденсатора имеют одинаковую величину. Замените Уравнения 3 и 4 на уравнение 2, и оно станет следующим.
Это связано с тем, что в новом резонансном контуре есть два конденсатора. 
Наиболее интересной особенностью нового резонансного контура с усилением тока является то, что он усиливает ток магнитной катушки в два раза при резонансе. То есть ток электромагнита в два раза превышает ток источника генератора. Рисунок 3, используя закон напряжения Кирхгофа вокруг петли в параллельном резервуаре. Вставить уравнение 6 в уравнение.
В будущем видится предельно простой генератор тока для любых мощностей. Это трансформатор приемлемой мощности, первичная обмотка которого подсоединяется через рассчитанный конденсатор (с соответствующей реактивной мощностью) к источнику электрической раскачки сравнительно небольшой мощности, работающего при запуске от аккумулятора. Вторичная обмотка трансформатора через выпрямитель и инвертор выдаёт в расходную сеть необходимый ток с частотой 50 Герц для потребителей и одновременно питает, минуя аккумуляторы, схему раскачки, точнее сам себя (по рис.5.). Сейчас это кажется нереальным в силу закона сохранения энергии, поскольку не учитывается действие эфира, однако в ближайшем будущем такие установки будут широко распространёнными в быту и на производствах. Реактивная мощность, точнее свободная энергия эфира, подчеркнём, эфира Максвелла и Кельвина, должна и будет работать на людей в полной мере, как это предсказывал великий Никола Тесла. Время, которое он предвидел, уже наступило благодаря воспитанной промышленностью громадной армии специалистов электриков и интернету, позволяющему обмениваться мировым опытом.
Общее представление о работе схемы и о сборке и настройке схемы
Теперь используйте действующий закон Кирхгофа для вычисления тока в узле, где выполняются все три тока. Таким образом, ток катушки в два раза больше, чем ток генератора источника сигнала. Для данного генератора сигналов ток катушки в два раза превышает максимально допустимый ток! Это важная особенность для научного аппарата, требующего высокопрочного и высокочастотного магнитного поля. На рисунке 4 показан ток и то, как резонансный контур усиливает ток.
Как обсуждалось выше, при резонансе реактивный импеданс равен нулю. Импеданс реален в резонансе. Резонансная схема, усиленная током, действует как импедансный трансформатор. Он увеличивает сопротивление высокочастотной катушки на коэффициент. Этот новый резонансный контур наиболее выгоден для сильноточных и маломощных магнитных катушек. Он позволяет генерировать высокочастотное магнитное поле с низким напряжением источника.
Схема позволяет включать в нагрузку устройства большей мощности, чем мощность потребления всей цепи.
Работает на частоте 50 Гц.
В резонансе потребление из сети сокращается.
Источник статьи
Данная статья базируется на основе конференции, записанной в прямом эфире на канале Global-Wave в Google+.
Общее представление о работе схемы и о сборке и настройке схемы
Обмотка W1 является задающим звеном при перемагничивании сердечника. Эту обмотку надо мотать из расчета, чтобы при включении она потребляла 150мА в холостую (для 3х-киловаттного входного трансфоматора Т1). Обмотка W2 наматывается так, чтобы начиная с её середины, выводилось множество выводов - около 60-80 выводов - кто сколько сможет сделать, примерно 2 вольта на 1 вывод. Катушка должна соответствовать 150-160-180В.
Режим работы под нагрузкой
Важнейшей особенностью этого нового резонансного контура, усиленного током, является его способность ускорять ток в 2 раза бесплатно, чтобы генерировать высокочастотное магнитное поле. 
Резонансный ток, усиленный током на рис. 2, перерисован на рисунке 5 с точки зрения сигнальной модели.
Умный упрощенный трансформатор Андреева на Ш-образном сердечнике или как сделать генератор электроэнергии из дросселя
Как можно видеть, два конденсатора находятся параллельно и образуют один параллельный резонансный резервуар. 
Это подтверждает усиление тока нового резонансного резервуара. 
На рисунке 8 показан ток источника-генератора в зависимости от частоты резонансного контура, усиленного током. Он показывает два резонанса - новый резонансный и классический параллельный резонанс. 
Эксперимент с высокочастотным магнитным полем.
При настройке резонанса конденсатор С1 переключаем по выводам обмотки W2, Резонанс контура W2-C1 можно находить сразу после включения в сеть. При резонансе напряжение на W2 и С1 достигает 400В. Обмотку W3 надо мотать из расчёта 300В, потому что она будет понижать напряжение, чуть ли не до 220В, её лучше тоже делать с лишними выводами на случай проседания напряжения.
Чтобы проверить эффект усиления магнитной катушки, была использована настоящая катушка. Как показано на рисунке 9, катушка представляет собой высокоомный индуктор мощностью 100 мкГн. Два конденсатора 10 нФ рассчитаны на 1 кВ. 
Для низкого сопротивления напряжение на резисторе чувствительности настолько мало, что высокочастотный магнитное поле, генерируемое катушкой, мешало измерению напряжения. 
Затем частота медленно менялась до тех пор, пока не наблюдался максимальный ток. Это резонансная частота с усилением тока с частотой 5 кГц.
Трансформатор Т2 - это силовой, съемный трансформатор
Контур W2-W3-C1 хорошо заэкранирован и обеспечивает хорошую развязку питания и потребления.
Конденсатором С2 регулируется косинус фи cosφ=1, чтобы претензий сетевой компании не было.
Используемые детали
Сердечники
Для трансформаторов подходят как Ш-образные сердечники, так и тороидальные. В Ш-образных можно хорошо экранировать обмотки, а в тороидальных это сложно.
Впоследствии амплитуда напряжения медленно увеличивалась для получения более высокого тока. 
Сопротивление постоянному сопротивлению магнитной катушки указано при 25 мА. Поэтому предполагается, что сопротивление 116 кГц в катушке значительно выше, благодаря скин-эффекту на высокой частоте. Кроме того, конденсаторы добавляют паразитное сопротивление. При проектировании высокочастотных магнитных катушек для резонансного метода, усиленного током, важно сохранить сопротивление переменного тока как можно более низким.
Материал сердечника должен быть простой - железо. Высокочастотные материалы при 50 герцах неуместны.
Чтобы добиться потребления 150мА в холостую, надо аккуратно собирать сердечник, снимать все заусенцы с пластин, подкрасить, если он старенький. Проверить тестером замыкают ли пластины. Чтобы не мучиться с этими пластинами, можно взять тачильный диск и поновой их задравить - снять все заусенцы и покрасить заново автомобильной краской из балончика, посыпать тальком, чтобы они не залипали друг к другу. Полезно использовать текстолитовые шайбы вместо металлических. Если сердечник будет плохой, он будет греться из-за токов Фуко, резонанс буде слабый и схема будет неэффективна
Математическая модель предсказала эффект усиления тока в высокочастотном электромагните. Приложение - Параллельное разрешение резонансного импеданса. Здесь было грубое недоразумение. При резонансном параллелизме с параллельным резонансом мы увидим увеличение затухания почти на 50 дБ. При параллельном резонансе резонансная частота значительно увеличивает его импеданс. Говорят, что при идеальной цепи без потери напряжения она поднимается выше всех пределов.
В последовательном резонансе, наоборот, сопротивление уменьшается, и ток значительно увеличивается. Идеальная схема растет выше всех пределов. Если вы когда-либо делали зарядное устройство, где ток ограничен конденсатором в серии с первичной обмоткой трансформатора и забывают подключить аккумулятор, вы знаете, что может сделать резонанс. Трансформатор ревет, как корова, и если вы не отключите его от сети или не получите предохранители, он вспыхнет ярким пламенем. К счастью, мы не на радио, и мы обычно стараемся сохранить потери как можно меньше.
Трансформатор Т1
Первичная обмотка W1 трансформатора Т1 мотается из расчета 0.9 витка на 1В для напрядения сети 220В, используется проволока диаметром 2.2мм.
Вторичная обмотка W2 сделана из проволоки диаметром 3мм тоже 0.9 витка на вольт. Где-то начиная с середины обмотки и до её конца, каждые 2 вольта надо делать выводы.
Определение качества резонансной цепи
При настройке зеленая ось смещается и изменяется числовое значение. Нет никакой проблемы при измерении резонансных цепей с тороидальными сердечниками. Это просто модификация связи. В качестве примера используются измерения тороида из предыдущего абзаца. Мы выбираем диапазон частот, чтобы мы могли хорошо его прочитать. М1-метка представляет собой более низкую частоту для падения -3 дБ, зеленую резонансную частоту, а М2 - верхняя частота для падения -3 дБ.
Сердечник . Надо аккуратно собирать сердечник, снимать все заусенцы с пластин, подкрасить, если он старенький. Проверить тестером замыкают ли пластины. Чтобы не мучиться с этими пластинами, можно взять тачильный диск и поновой их задравить - снять все заусенцы и покрасить заново автомобильной краской из балончика, посыпать тальком, чтобы они не залипали друг к другу.
Мы вычисляем коэффициент качества по простой формуле. Но есть одна область, которая, как мне кажется, недооценивается. Как у каждой катушки, дроссель имеет свой собственный резонанс. Если он вписывается в используемый частотный диапазон, мы можем ожидать досады. Следующая диаграмма рассказывает нам об этом. Можно видеть, что он подходит для области коротких волн, где он разработан. Однако, если требуется более четкий диапазон, нам нужно включить по крайней мере один дроссель с другими параметрами в серии.
Возможно, этого было бы достаточно, чтобы намотать в каждом разделе различное количество потоков. Генератор откалиброван. Однако, если у нас нет действительно точного счетчика, мы оставляем исходную калибровку из настройки. Мы должны вычислить, что его выходное напряжение изменяется с частотой. Если нам нужно постоянное напряжение, нам нужно использовать аттенюатор. Другим является соответствие импеданса измеряемому устройству. Так называемая «стандартная искусственная антенна» определена для настройки коммерческих приемников в диапазоне средних и коротких волн.
У трансформатора Т1 надо заэкранировать вторичную обмотку, а у Т2 - первичную.
Обмотка W1 является задающим звеном при перемагничивании сердечника. Эту обмотку надо желательно домотать из расчета, чтобы при включении она потребляла 150мА в холостую (для 3х-киловаттного входного трансфоматора Т1). Чтобы добиться потребления 150мА в холостую, надо аккуратно собирать сердечник. В первом эксперименте автора, ему пришлось домотать 35 витков и коэффициент 0,9 витка/вольт изменился в большую сторону. При первоначальном количестве витков ток на холостом ходу был 400мА, а после домотки 35 витков - 150мА. Соответственно, отнеситесь к остальным обмоткам схемы внимательно и проследите за ними с точки зрения своей логики.
Обмотка W2 наматывается так, чтобы начиная с её середины, выводилось множество выводов - около 60-80 выводов - кто сколько сможет сделать, примерно 2 вольта на 1 вывод. Катушка должна соответствовать 150-160-180В, при желании можно добавлять на всякий случай. При резонансе напряжение на W2 подскочит выше 220В, но это не значит, что W2 должна мотаться не на 180В, т.к. резонанс будет именно на этих витках, т.е. лишние витки не нужны.
Трансформатор Т2
Первичная обмотка W3 . Первичная обмотка W3 сделана из проволоки диаметром 2.2мм тоже 0.9 витка на вольт. Обмотка W3 мотается из расчёта напряжения, которое реально присутсвует в резонансе. При резонансе фактическое напряжение на W2 превышает обычное и выходит не только за пределы 170В, но и за 220В. Если при настройке резонанса в замкнутом контуре W2-С1 будет 400В, то W3 надо мотать из расчёта 300В, потому что она будет понижать напряжение, чуть ли не до 220В, её лучше тоже делать с лишнеими выводами на случай проседания напряжения.
Напоминание: W2 должна мотаться не на 180В, т.к. резонанс будет именно на этих витках, зато первичка W3 трансформатора Т2 должна мотаться для фактического напряжения при резонансе, т.е. в ней будет значительно больше витков, чем во вторичке W2.
Вторичную обмотку W4 трансформатора Т2 можно мотать когда схема из W1, W2 и W3 будет настроена. Тогда, намотав 10 витков, можно замерить напряжение и узнать сколько нужно витков, чтобы получить 220В. Для нагрузки 2кВт можно использовать провод диаметром 2.2мм.
Сердечник трансформатора Т2 надо обрабатывать также как трансформатора Т1, чтобы токи Фуко были минимальны. У трансформатора Т1 надо заэкранировать вторичную обмотку, а у Т2 - первичную.
Демонстрация трансформатора Т1/Т2 на 14м40с видео, размещенного в начале статьи.
Если необходимо снимать на выходе 2 кВт, то трансформатор Т1 и трансформатор Т2 должны быть мощностью по 5 кВт.
Трансформатор Т3
Трансформатор Т3 - это токовый трансформатор.
В первичной обмотке W5 примерно 20 витков
Во вторичной W6 примерно 60 витков и есть несколько отводов, чтобы не перегрузилась цепь с резистором и диодами.
Трансформатор Т4
В первичной обмотке W7 200 витков
Во вторичной W8 примерно 60-70 витков.
С каждой катушки трансформаторов Т3 и Т4 лучше сделать по 20 выводов для настройки.
Конденсаторы
Конденсаторы должны быть не полярным электролитом, а неполярными полимерными, а лучше их набором - это могут быть стартерные конденсаторы для переменного тока.
Конденсаторы надо проверить что они не полярные - это можно сделать на осциллографе, это делается так: один провод от ноги конденсатора втыкают в осциллограф, а другой провод от другой ноги берут за руку и на осциллографе смотрят наводку переменного тока - какая амплитуды, затем концы конденсатора меняют местами и опять смотрят амплитуду. По разнице амплитуд оценивают полярность конденсатора. Должна получаться симметричность с отклонением не более 5%. Надо брать конденсаторы поменьше и покороче.
Конденсатор С1
Ёмкость С1 - 285мкФ.
Можно взять конденсаторы по 1мкФ и соединить их в блоки в геометрической прогрессии (удвоение), например, 1мкФ, 2мкФ, 4мкФ, 8мкф, 16мкФ, 32мкФ, 64мкФ, 128мкФ. Тогда можно будет сделать систему из них и выключателей (хороших кнопочных выключателей), которая будет включать и отключать эти блоки и за счёт этого можно будет получить любое значение ёмкости с точностью до 1мкФ. Например, 185мкФ будет состоять из блоков 128+32+16+8+1. Имея такой магазин конденсаторов можно сэкономить на количестве выводов с обмотки W2, т.к. резонанс всё-таки можно будет подобрать. Причём резонанс будет лучше, если индуктивное сопротивление будет равно емкостному сопротивлению. Их можно вычислить по формуле или измерить и если они не равны, то надо их равнять.
Конденсатор С1 для трансформатора на 3кВт составляет 285мкФ. Можно использовать конденсатор меньшей емкости, например 185 мкФ, но тогда напряжение на вторичке W2 придется увеличивать и мотать больше витков, а тогда примется мотать больше витков на первичке W3 трансформатора Т2. Конденсатор С1 должен быть не полярным электролитом, а неполярным полимерным, а лучше их набором - это могут быть стартерные конденсаторы для переменного тока.
Конденсатор С2
Конденсатор С3
Конденсаторы С2 и С3 снимают гармоники.
Резистор R1
Сборка и настройка
Сборка трансформаторов
Используются обычные медные лакированные провода (с лакокрасочной изоляцией). В случае тороидального трансформатора Т1 Сначала наматывается вторичная обмотка W2, а первичная W1 наматывается поверх неё - НЕПРАВИЛЬНО. Исправление на 46м30с. Сначала мотается первичка, затем фольга, вторичка и опять фольга. Причем, вторичка наматывается не на 360 градусов тора, а оставляется промежуток, чтобы в этом месте фольгу разных слоёв можно было сблизить между собой (контакта не происходит - используется изоляция). Если витки не умещаются в один слой, то надо пропускать этот свободный сектор и продолжать мотать второй слой за ним.
Пример трансформатора с сердечником на 3 кВт приведён на фотографиях:
Когда будет резонанс, трансформатор начнёт нехорошо гудеть. Добавляя емкости по 1 мкФ в С1, напряжение на катушке W3 будет расти, но если после этого оно начнет падать с добавлением кондесаторов в С1, то это значит, что мы перешли резонанс - надо снова убирать ёмкости.
Затем подключаем трансформатор Т2 - это силовой, съемный трансформатор. Возможно у вас ещё не намотана вторичная обмотка W4 транстформатора Т2. Резонанс можно находить сразу после включения в сеть. Пока нет нагрузки резонанс нормально держится продолжительное время. После разогрева трансформатора (через 20-30 минут) можно еще раз произвести настройку, побегав конденсатором C1 по выводам катушки W2. При резонансе напряжение на W2 и С1 достигает 400В. Продолжение по настройке резонанса продолжено ниже в описании конденсатора С1.
Имея магазин конденсаторов, описанный выше (1+2+4+...) , можно сэкономить на количестве выводов с обмотки W2, т.к. резонанс всё-таки можно будет подобрать. Причём резонанс будет лучше, если индуктивное сопротивление будет равно емкостному сопротивлению. Их можно вычислить по формуле или измерить и если они не равны, то надо их равнять. Если резонанс будет не хороший, то на выходе W2 будет синусоида хуже, чем на входе W1, а она (на W2) должна быть идеальной. Это можно сделать на слух. Чем лучше гудит трансформатор - тем лучше резонанс. При резонансе трансформатор должен гудеть громче всего и гул должен быть на частоте 50Гц, т.е. самый низкочастотный. Если резонанс будет на частоте 150 Гц, а не 50Гц, то ток I1 - потребления из сети (к катушке W1) будет выше. При самом правильном резонансе ток I1 минимален. После того как найден резонанс на выводах катушки W2, можно подстраивать ёмкость С1.
Режим работы под нагрузкой
Катушка W2 отсоединена от магнитной связи с W1 за счет того, что она находится в экране. Также катушка W3 отсоединена от W4, за счёт этого контур W2-W3-C1 начинает хорошо работать - разгружается и таким образом тоже. Тогда этот контур хорошо держит резонанс - не срывается. Резонанс трансформатора Т1 проверятся после включения так: если обмотра W1 греется больше чем сердечник, то всё парвильно - резонанс есть, а если сердечник греется больше обмотки, то трансформатор собрали неправильно. Место в сердечнике, которое начинает разогреваться сильнее легко найти, если есть пирометр - это может быть зона болтов или др там и ошибка в сборке.
В контуре W2-W3-C1 вращается ток 28А. На обмотке W4 измерения показыват напряжение 220В.
При резонансе 3кВт-сердечник трансформатора Т1 нагревается до 80-90 градусов. Трансформатор Т2 тоже греется в пределах 80 градусов Если мощность контура W2-W3-C1 - 5кВт, то на выходе L1 можно снять мощность только 1.5-2кВт, потому что контур начинает срываться из-за нагрева сердечника. Т.е. если необходимо снимать на выходе 2 кВт, то трансформатор Т1 и трансформатор Т2 должны быть мощностью по 5 кВт.
Напряжения
W3 - в резонансе 230В.
Настройка конденсатора С3
На выходе в качестве потребления использован индукционный нагреватель на 1.5кВт - L1. Добавляя ёмкость С3 вводим в резонанс в минимуме тока W4-L1 или косинус фи должен быть 1 (если настраивать по косинусу, то токовые клещи подключаются на выводы L1, а сами надеваются на проводник W4-L1) - тогда мощность потребления уменьшается и контур W2-W3-C1 разгружается.
Настройка Конденсатора С2
Конденсатором С2 регулируется косинус фи cosφ=1, чтобы претензий сетевой компании не было. Конденсатор С2 зависит от того сколько реактивной энергии выделяется назад (примерно 40-50мкФ). Он нужен, чтобы сделать косинус напряжения на W1 и С2 и тока I1 равным единице. Косинус замеряется специальными клещами, которые надеваются вокруг провода с током I1 и подсоединяются клеммами к W1.
Нижняя часть схемы
Нижняя часть схемы (Т3 ⇐=⇒ Т4) - это обратная связь для того, чтобы регулировать - сравнивать нагрузку со входом, чтобы резонанс не срывался.
Авторегулировка поисходит примерно следующим образом: при нагреве, если ток в W5 уменьшается, то в W6 уменьшается, в W7 уменьшается и в W8 напряжение уменьшается, причем, возможно в схеме перепутано подключение трансформатора Т4 и его надо подключать с противоположной полярностью, чтобы напряжение производило обратный эффект. С каждой катушки трансформаторов Т3 и Т4 лучше сделать по 20 выводов для настройки.
Характеристики устройства
Потребление устройства без нагрузки 200мА, а с нагрузкой 350мА. Нагрузка 1.5кВт. Необходимо несколько раз в день подстраивать резонанс. Сердечники трансформаторов Т1 и Т2 и резистор R1 нагреваются до 70-90 градусов.
Дополнительные материалы
Текст исходной статьи, близкий к стенограмме (нужен для состовления основной статьи)
Устройство работает на трансформаторах на резонансе, но без резких обрывов напряжения - без фронтов.
Обмотка W1 является задающим звеном при перемагничивании сердечника. Эту обмотку надо мотать из расчета, чтобы при включении она потребляла 150мА в холостую (для 3х-киловаттного входного трансфоматора Т1). Чтобы добиться потребления 150мА в холостую, надо аккуратно собирать сердечник, снимать все заусенцы с пластин, подкрасить, если он старенький. Проверить тестером замыкают ли пластины. Чтобы не мучиться с этими пластинами, можно взять тачильный диск и поновой их задравить - снять все заусенцы и покрасить заново автомобильной краской из балончика, посыпать тальком, чтобы они не залипали друг к другу.
Обмотка W2 наматывается так, чтобы начиная с её середины, выводилось множество выводов - около 60-80 выводов - кто сколько сможет сделать, примерно 2 вольта на 1 вывод. Катушка должна соответствовать 150-160-180В, при желании можно добавлять на всякий случай. При резонансе напряжение на W2 подскочит выше 220В, но это не значит, что W2 должна мотаться не на 180В, т.к. резонанс будет именно на этих витках, зато первичка W3 трансформатора Т2 должна мотаться для фактического напряжения при резонансе, т.е. в ней будет значительно больше витков, чем во вторичке W2.
Конденсатор С1
Ёмкость С1 - 285мкФ. Когда будет резонанс, трансформатор начнёт нехорошо гудеть. Добавляя емкости по 1 мкФ в С1, напряжение на катушке W3 будет расти, но если после этого оно начнет падать с добавлением кондесаторов в С1, то это значит, что мы перешли резонанс - надо снова убирать ёмкости. Сердечник трансформатора Т2 надо обрабатывать также как трансформатора Т1, чтобы токи Фуко были минимальны. У трансформатора Т1 надо заэкранировать вторичную обмотку, а у Т2 - первичную.
В контуре W2-W3-C1 вращается ток 28А. На обмотке W4 измерения показыват напряжение 220В. На выходе в качестве потребления использован индукционный нагреватель на 1.5кВт - L1. Добавляя ёмкость С3 вводим в резонанс в минимуме тока W4-L1 или косинус фи должен быть 1 (если настраивать по косинусу, то токовые клещи подключаются на выводы L1, а сами надеваются на проводник W4-L1) - тогда мощность потребления уменьшается и контур W2-W3-C1 разгружается. Катушка W2 отсоединена от магнитной связи с W1 за счет того, что она находится в экране. Также катушка W3 отсоединена от W4, за счёт этого контур W2-W3-C1 начинает хорошо работать - разгружается и таким образом тоже. Тогда этот контур хорошо держит резонанс - не срывается. Резонанс трансформатора Т1 проверятся после включения так: если обмотра W1 греется больше чем сердечник, то всё парвильно - резонанс есть, а если сердечник греется больше обмотки, то трансформатор собрали неправильно. Место в сердечнике, которое начинает разогреваться сильнее легко найти, если есть пирометр - это может быть зона болтов или др там и ошибка в сборке.
В качестве нагрузки используется индукционный отопительный котёл Вин на 1.5кВт.
Настройка первого трансформатора, настройка временного контура W2-C1
Первоначально настройку резонанса на трансформаторе Т1 выполням по схеме:
конденсатор переключаем по выводам обмотки W2, при этом при токе I12 28-30А при резонансе будет резкое понижение тока I11 и он останется в пределах 120-130мА. Т.е. Подключать нагрузку не нужно, должен оставаться чистый LC-контур.
Затем подключаем трансформатор Т2 - это силовой, съемный трансформатор. Резонанс можно находить сразу после включения в сеть. Пока нет нагрузки резонанс нормально держится продолжительное время. После разогрева трансформатора (через 20-30 минут) можно еще раз произвести настройку, побегав конденсатором C1 по выводам катушки W2. При резонансе напряжение на W2 и С1 достигает 400В. Продолжение по настройке резонанса продолжено ниже в описании конденсатора С1. Конденсатором С2 регулируется косинус фи cosφ=1, чтобы претензий сетевой компании не было.
Напряжения
W1 - 210-230В - то что поступает из электросети.
W2 - в резонансе короткого контура 400В.
W3 - в резонансе 230В.
W4 завышено - 240-250В, чтобы отопитель лучше грел.
Нижняя часть схемы
Нижняя часть схемы - это обратная связь для того чтобы регулировать - сравнивать нагрузку со входом, чтобы резонанс не срывался.
Трансформатор Т3 - это токовый трансформатор. В первичной обмотке W5 примерно 20 витков, во вторичной W6 примерно 60 и есть несколько отводов, чтобы не перегрузилась цепь с резистоором и диодами. В трансформаторе Т4 в первичной обмотке W7 200 витков, а во вторичной W8 примерно 60-70 витков. Авторегулировка поисходит примерно следующим образом: при нагреве, если ток в W5 уменьшается, то в W6 уменьшается, в W7 уменьшается и в W8 напряжение уменьшается, причем, возможно в схеме перепутано подключение трансформатора Т4 и его надо подключать с противоположной полярностью, чтобы напряжение производило обратный эффект. С каждой катушки трансформаторов Т3 и Т4 лучше сделать по 20 выводов для настройки.
Сердечники
Для трансформатора подходят как Ш-образные сердечники, так и тороидальные. В Ш-образных можно хорошо экранировать обмотки, а в тороидальных это сложно.
Провода в катушках
Используются обычные медные лакированные провода (с лакокрасочной изоляцией). В случае тороидального трансформатора Т1 Сначала наматывается вторичная обмотка W2, а первичная W1 наматывается поверх неё - НЕПРАВИЛЬНО. Исправление на 46м30с. Сначала мотается первичка, затем фольга, вторичка и опять фольга. Причем, вторичка наматывается не на 360 градусов тора, а оставляется промежуток, чтобы в этом месте фольгу разных слоёв можно было сблизить между собой (контакта не происходит, используется изоляция)
Первичная обмотка W1 трансформатора Т1 мотается из расчета 0.9 витка на 1В для напрядения сети 220В, используется проволока диаметром 2.2мм.
Вторичная обмотка W2 сделана из проволоки диаметром 3мм тоже 0.9 витка на вольт. Где-то начиная с середины обмотки и до её конца, каждые 2 вольта надо делать выводы.
Первичная обмотка W3 сделана из проволоки диаметром 2.2мм тоже 0.9 витка на вольт. Обмотка W3 мотается из расчёта напряжения, которое реально присутсвует в резонансе. При резонансе фактическое напряжение на W2 превышает обычное и выходит не только за пределы 170В, но и за 220В. Если при настройке резонанса в замкнутом контуре W2-С1 будет 400В, то W3 надо мотать из расчёта 300В, потому что она будет понижать напряжение, чуть ли не до 220В, её лучше тоже делать с лишнеими выводами на случай проседания напряжения.
Вторичку W4 трансформатора Т2 можно мотать когда схема из W1, W2 и W3 будет настроена. Тогда, намотав 10 витков, можно замерить напряжение и узнать сколько нужно витков, чтобы получить 220В. Для нагрузки 2кВт можно использовать провод диаметром 2.2мм.
Демонстрация трансформатора Т1 на 14м40с.
Трансформатор Т2 имеет больше витков, чем трансформатор Т1.
Конденсаторы
Конденсатор С1 для трансформатора на 3кВт составляет 285мкФ. Можно использовать конденсатор меньшей емкости, например 185 мкФ, но тогда напряжение на вторичке W2 придется увеличивать и мотать больше витков, а тогда примется мотать больше витков на первичке W3 трансформатора Т2. Конденсатор С1 должен быть не полярным электролитом, а неполярным полимерным, а лучше их набором - это могут быть стартерные конденсаторы для переменного тока. Конденсаторы надо проверить что они не полярные - это можно сделать на осциллографе, это делается так: один провод от ноги конденсатора втыкают в осциллограф, а другой провод от другой ноги берут за руку и на осциллографе смотрят наводку переменного тока - какая амплитуды, затем концы конденсатора меняют местами и опять смотрят амплитуду. По разнице амплитуд оценивают полярность конденсатора. Должна получаться симметричность с отклонением не более 5%. Надо брать конденсаторы поменьше и покороче.
Конденсаторы можно взять по 1мкФ и соединить их в блоки в геометрической прогрессии (степени двойки), например, 1мкФ, 2мкФ, 4мкФ, 8мкф, 16мкФ, 32мкФ, 64мкФ, 128мкФ. Тогда можно будет сделать системы из них и выключателей (хороших кнопочных выключателей), которая будет включать и отключать эти блоки и за счёт этого можно будет получить любое значение ёмкости с точностью до 1мкФ. Например, 185мкФ будет состоять из блоков 128+32+16+8+1. Имея такой магазин конденсаторов можно сэкономить на количестве выводов с обмотки W2, т.к. резонанс всё-таки можно будет подобрать. Причём резонанс будет лучше, если индуктивное сопротивление будет равно емкостному сопротивлению. Их можно вычислить по формуле или измерить и если они не равны, то надо их равнять. Если резонанс будет не хороший, то на выходе W2 будет синусоида хуже, чем на входе W1, а она (на W2) должна быть идеальной. Это можно сделать на слух. Чем лучше гудит трансформатор - тем лучше резонанс. При резонансе трансформатор должен гудеть громче всего и гул должен быть на частоте 50Гц, т.е. самый низкочастотный. Если резонанс будет на частоте 150 Гц, а не 50Гц, то ток I1 - потребления из сети (к катушке W1) будет выше. При самом правильном резонансе ток I1 минимален. После того как найден резонанс на выводах катушки W2, можно подстраивать ёмкость С1. При резонансе 3кВт-сердечник трансформатора Т1 нагревается до 80-90 градусов. Трансформатор Т2 тоже греется в пределах 80 градусов Если мощность контура W2-W3-C1 - 5кВт, то на выходе L1 можно снять мощность только 1.5-2кВт, потому что контур начинает срываться из-за нагрева сердечника. Т.е. если необходимо снимать на выходе 2 кВт, то трансформатор Т1 и трансформатор Т2 должны быть мощностью по 5 кВт.
Конденсатор С2 зависит от того сколько реактивной энергии выделяется назад (примерно 40-50мкФ). Он нужен, чтобы сделать косинус напряжения на W1 и С2 и тока I1 равным единице. Косинус замеряется специальными клещами, которые надеваются вокруг провода с током I1 и подсоединяются клеммами к W1.
Резистор.
Резистор R1 120 Ом, 150Вт - керамический резистор. Можно поставить проволочный нихромовый переменный резистор. Ток до 4А, нагревается до 60-80 градусов.
Конденсаторы С2 и С3 снимают гармоники.