Tee itse tehokas virtapulssigeneraattori. Pulssigeneraattorit. Lähtöparametrit
Pulssigeneraattorit ovat monien radioelektronisten laitteiden tärkeä osa. Yksinkertaisin pulssigeneraattori (multivibraattori) saadaan kaksivaiheisesta ULF:stä (kuva 6.1). Voit tehdä tämän liittämällä vain vahvistimen tulon sen lähtöön. Tällaisen generaattorin toimintataajuus määräytyy R1C1, R3C2 ja syöttöjännitteen arvojen perusteella. Kuvassa 6.2, 6.3 esittävät multivibraattoripiirejä, jotka on saatu yksinkertaisesti järjestämällä uudelleen kuvassa 2 esitetyn piirin elementit (osat). 6.1. Tästä seuraa, että sama yksinkertainen kaavio voidaan kuvata eri tavoin.
Käytännön esimerkkejä multivibraattorin käytöstä on esitetty kuvassa. 6.4, 6.5.
Kuvassa Kuva 6.4 esittää generaattoripiirin, jonka avulla voit jakaa tasaisesti uudelleen kollektoripiiriin kuormitukseksi kytkettyjen LEDien kestoa tai kirkkautta. Potentiometrin R3 nuppia kiertämällä voit säätää vasemman ja oikean haaran LEDien kestojen suhdetta. Jos lisäät kondensaattoreiden C1 ja C2 kapasitanssia, generointitaajuus pienenee ja LED-valot alkavat vilkkua. Kun näiden kondensaattorien kapasitanssi pienenee, generointitaajuus kasvaa, LEDien välkkyminen sulautuu jatkuvaksi hehkuksi, jonka kirkkaus riippuu potentiometrin R3-nupin asennosta. Tällaisen piirisuunnittelun perusteella voidaan koota erilaisia hyödyllisiä rakenteita, esimerkiksi LED-taskulamppujen kirkkauden säädin; lelu vilkkuvat silmät; laite säteilylähteen spektrikoostumuksen sujuvaan muuttamiseen (moniväriset LEDit tai pienoislamput ja valoa summaava näyttö).
V. Tsibulskyn suunnitteleman vaihtuvataajuisen generaattorin (kuva 6.5) avulla voit saada äänen, joka muuttuu tasaisesti ajan myötä taajuudessa [P 5/85-54]. Kun generaattori käynnistetään, sen taajuus kasvaa 300:sta 3000 Hz:iin 6 sekunnissa (kondensaattorin kapasiteetilla SZ 500 μF). Tämän kondensaattorin kapasitanssin muuttaminen yhteen tai toiseen suuntaan kiihdyttää tai päinvastoin hidastaa taajuuden muutosnopeutta. Voit muuttaa tätä nopeutta sujuvasti muuttuvalla resistanssilla R6. Jotta tämä generaattori toimisi sireeninä tai sitä käytettäisiin pyyhkäisytaajuusgeneraattorina, on mahdollista järjestää piiri SZ-kondensaattorin pakotettua jaksottaista purkamista varten. Tällaisia kokeita voidaan suositella itsenäiseen tietämyksen laajentamiseen pulssiteknologian alalla.
Ohjattu neliöpulssigeneraattori on esitetty kuvassa. 6,6 [R 10/76-60]. Generaattori on myös kaksivaiheinen vahvistin, joka kattaa positiivisen palautteen. Generaattoripiirin yksinkertaistamiseksi riittää, että transistorien emitterit kytketään kondensaattoriin. Tämän kondensaattorin kapasitanssi määrää generoinnin toimintataajuuden. Tässä piirissä varikappia käytetään jänniteohjatun kapasitanssin ohjaamaan generointitaajuutta. Varicapin estojännitteen kasvu johtaa sen kapasiteetin laskuun. Vastaavasti, kuten kuvassa näkyy. 6.7, tuotannon käyttötaajuus kasvaa.
Varicap, kokeiluna ja tämän puolijohdelaitteen toimintaperiaatteen tutkimiseksi, voidaan korvata yksinkertaisella diodilla. On otettava huomioon, että germaniumpistediodeilla (esimerkiksi D9) on hyvin pieni alkukapasitanssi (suuruusluokkaa useita pF), ja vastaavasti ne tarjoavat pienen muutoksen tähän kapasitanssiin käytetystä jännitteestä riippuen. Piidiodien, erityisesti suurvirralle suunniteltujen tehodiodien, sekä zener-diodien alkukapasiteetti on 100...1000 pF, joten niitä voidaan usein käyttää varikapeiden sijasta. Transistorien Pn-liitoksia voidaan käyttää myös varikapeina, katso myös luku 2.
Toiminnan ohjaamiseksi voidaan ohjata generaattorin signaali (kuva 6.6) taajuusmittarin tuloon ja tarkistaa generaattorin viritysrajat ohjausjännitteen muuttuessa sekä varikappia tai sen vaihtoa vaihdettaessa. analoginen. Suosittelemme, että erityyppisiä varikappeja käytettäessä saadut tulokset (ohjausjännitearvot ja generointitaajuus) syötetään taulukkoon ja esitetään kaaviossa (katso esimerkiksi kuva 6.7). Huomaa, että RC-elementteihin perustuvien generaattoreiden stabiilius on alhainen.
Kuvassa 6.8, 6.9 esittävät tyypillisiä valo- ja äänipulssigeneraattoreiden piirejä, jotka on tehty eri johtavuustyyppisille transistoreille. Generaattorit toimivat monenlaisilla syöttöjännitteillä. Ensimmäinen niistä tuottaa lyhyitä valon välähdyksiä taajuudella yksi Hz, toinen tuottaa äänitaajuisia pulsseja. Näin ollen ensimmäistä generaattoria voidaan käyttää majakkana, valometronomina, toista - äänigeneraattorina, jonka värähtelytaajuus riippuu potentiometrin R1 asennosta. Nämä generaattorit voidaan yhdistää yhdeksi yksiköksi. Tätä varten riittää, että yksi generaattoreista kytketään päälle toisen kuormana tai rinnakkain sen kanssa. Esimerkiksi LED-ketjun HL1, R2 sijasta tai rinnakkain sen kanssa (kuva 6.8) voit kytkeä generaattorin päälle kuvan 1 piirin mukaisesti. 6.9 Tuloksena on säännöllinen ääni- tai valo- ja äänimerkinantolaite.
Komposiittitransistorille (p-p-p ja p-p-p) tehty pulssigeneraattori (kuva 6.10) ei sisällä kondensaattoreita (taajuudensäätökondensaattorina käytetään pietsokeraamista emitteriä BF1). Generaattori toimii jännitteellä 1 - 10 B ja kuluttaa 0,4 - 5 mA virtaa. Pietsokeraamisen emitterin äänenvoimakkuuden lisäämiseksi se viritetään resonanssitaajuudelle valitsemalla vastus R1.
Kuvassa Kuvassa 6.11 on esitetty melko omaperäinen relaksaatiovärähtelyjen generaattori, joka on tehty kaksinapaiselle lumivyörytransistorille.
Generaattori sisältää aktiivisena elementtinä K101KT1A-mikropiirin transistorin, jossa on käänteinen kytkentä tilassa, jossa on "rikki" kanta. Lumivyörytransistori voidaan korvata sen analogisella (katso kuva 2.1).
Laitteita (Kuva 6.11) käytetään usein muuttamaan mitattu parametri (valon intensiteetti, lämpötila, paine, kosteus jne.) taajuudelle käyttämällä resistiivisiä tai kapasitiivisia antureita.
Generaattorin ollessa toiminnassa aktiivisen elementin rinnan kytketty kondensaattori varataan virtalähteestä vastuksen kautta. Kun kondensaattorin jännite saavuttaa aktiivisen elementin (vyörytransistori, dinistori tai vastaava elementti) läpilyöntijännitteen, kondensaattori puretaan kuormitusvastukseen, minkä jälkeen prosessi toistetaan RC:n vakion määräämällä taajuudella. piiri. Vastus R1 rajoittaa transistorin läpi kulkevaa maksimivirtaa ja estää sen termisen hajoamisen. Generaattorin ajoituspiiri (R1C1) määrittää generointitaajuuksien toiminta-alueen. Kuulokkeita käytetään äänivärähtelyn indikaattorina generaattorin toiminnan laadunvalvonnassa. Taajuuden kvantifiointia varten generaattorin lähtöön voidaan liittää taajuusmittari tai pulssilaskuri.
Laite toimii useilla parametreilla: R1 10 - 100 kOhm (ja jopa 10 MOhm), C1 - 100 pF - 1000 μF, syöttöjännite 8 - 300 V. Laitteen kuluttama virta yleensä ei ylitä yhtä mA. Generaattori voi toimia valmiustilassa: kun transistorin kanta on oikosulussa maahan (yhteinen väylä), generointi keskeytyy. Muunnin-generaattoria (kuva 6.11) voidaan käyttää myös kosketusnäppäimen, yksinkertaisen Rx- ja Cx-mittarin, viritettävän laaja-alaisen pulssigeneraattorin jne.
Pulssigeneraattoreita (kuvat 6.12, 6.13) valmistetaan myös p-p-p-tyypin K101KT1-mikropiirin tai p-p-p-tyypin K162KT1-mikropiirin lumivyörytransistoreille, dinistoreille tai niiden analogeille (ks. kuva 2.1). Generaattorit toimivat yli 9 B:n syöttöjännitteellä ja tuottavat kolmiomaisen jännitteen. Lähtösignaali otetaan yhdestä kondensaattorin liittimestä. Generaattoria seuraavan kaskadin tulovastuksen (kuormitusvastus) tulee olla kymmeniä kertoja suurempi kuin vastuksen R1 (tai R2) arvo. Pieniresistanssinen kuorma (jopa 1 kOhm) voidaan kytkeä jonkin generaattoritransistorin kollektoripiiriin.
Melko yksinkertaiset ja käytännössä usein tavatut pulssigeneraattorit (estogeneraattorit), jotka käyttävät induktiivista palautetta, on esitetty kuvassa. 6.14 [A. Kanssa. Neuvostoliitto 728214], 6.15 ja 6.16. Tällaiset generaattorit ovat yleensä toiminnassa monenlaisilla syöttöjännitteen muutoksilla. Estogeneraattoreita koottaessa on huomioitava napojen vaiheistus: jos käämin "napaisuus" on kytketty väärin, generaattori ei toimi.
Tällaisia generaattoreita voidaan käyttää testattaessa muuntajia oikosulkujen varalta (katso luku 32): tällaisia vikoja ei voida havaita millään muulla menetelmällä.
Kirjallisuus: Shustov M.A. Käytännön piirisuunnittelu (Kirja 1), 2003
Pulssivirtageneraattori (PGG) on suunniteltu sähköenergian ensisijaiseen muuntamiseen. Sisältää vaihtovirtasähköverkon taajuudella 50 Hz, suurjännitemuuntajan, tasasuuntaajan, virranrajoittimen ja suojalaitteet. GIT:ssä erotetaan lataus- ja purkupiirit, jotka on yhdistetty toisiinsa kondensaattoripankilla. GIT, joka on virtalähde, on kytketty teknologiseen yksikköön purkauspiirin kautta.
Pulssigeneraattoreille on tunnusomaista seuraavat pääparametrit: jännite kondensaattoripariston yli U, akun sähkökapasiteetti C, kondensaattoreihin kertynyt energia W n, energiaa impulssissa W 0 pulssin toistotaajuus υ.
Latauspiirin tarkoitus on ladata kondensaattoripankki tiettyyn jännitteeseen. Piiri sisältää virranrajoittimen, porrasmuuntajan ja suurjännitetasasuuntaajan. Latausvirran tasasuuntaamiseen käytetään seleeni- tai piipylväitä. Korkeajännitemuuntajalla 380/220 V syöttöverkon alkujännite nostetaan arvoon (2-70) 10 3 V.
Kaaviossa L-C-D meillä on ή 3 > 50 %.
Pulssivirtageneraattoreita käytettäessä energiahäviöt ovat merkittäviä purkauksen muodostumisvaiheessa. Yleisellä pulssivirta- ja jännitegeneraattoreita yhdistävällä järjestelmällä ei ole tätä haittaa (kuva 30). Tässä järjestelmässä muodostusraon hajoamisen tuottaa jännitegeneraattorin kondensaattoripankin energia, joka luo virtaa kuljettavan kanavan päätyöväliin ja varmistaa pääpurkausenergian vapautumisen jännitegeneraattorin purkausraossa. pulssivirtageneraattori.
Tällaiselle järjestelmälle ominaisten sähköjännitteiden ja kapasitanssien suhde on: » missä indeksi 1 vastaa jännitegeneraattoria ja indeksi 2 virtageneraattoria. Siis esimerkiksi
Generaattorin energia- ja painokokoparametrit riippuvat merkittävästi suurjännitemuuntajasta ja tasasuuntaajasta. Lataus-tasasuuntauslaitteen tehokkuus paranee käytettäessä korkeajännitteisiä piipylväitä. Tasasuuntaajilla on korkeat ominaisarvot - spesifiset
tilavuus 0,03 - 0,28 m 3 /kW ja ominaispaino 25 - 151 kg/kW.
Sähköpulssiasennuksissa käytetään myös yksittäisiä yksiköitä, mukaan lukien muuntaja ja tasasuuntaaja, mikä pienentää päämittoja ja yksinkertaistaa kytkentäverkkoa.
Pulssikondensaattorit on suunniteltu varastoimaan sähköenergiaa. Suurjännitepulssikondensaattoreiden ominaisenergiakapasiteetin on oltava suurempi, sisäisen induktanssin ja resistanssin on oltava alhaisia suurilla purkausvirroilla, ja niiden on kestettävä useita lataus-purkausjaksoja. Pulssikondensaattorien tärkeimmät tekniset tiedot on annettu alla.
Jännite (nimellinen), kV................................5-50
Kapasitanssi (nimellinen), µF. . .................................0,5-800
Purkaustaajuus, pulssien lukumäärä/min.................................1-780
Purkausvirta, kA................................................ .....................0,5-300
Energiaintensiteetti, J/kg................................................ ........ .......4.3-30
Resurssi, pulssien määrä................................................ ...... .10 e - 3 10 7
Yksi pulssikondensaattorien pääominaisuuksista, joka vaikuttaa akun kokoon ja koko sähköpulssiasennukseen, on tilavuusenergian ominaisintensiteetin osoitin.
(3.23)
Missä E n- kertynyt energia; V to- kondensaattorin tilavuus.
Olemassa oleville kondensaattoreille ω s= 20 -g 70 kJ/m 3, joka määrää tallennuslaitteiden suurentuneet mitat. Joten akun kapasiteetti E n= 100 kJ on 1,5-5,0 m 3. Varastolaitteissa kondensaattorit kytketään akkuihin, mikä varmistaa niiden sähkökapasiteetin summauksen, joka on 100-8000 μF.
Suurjännitekytkimiä käytetään prosessiyksikön kondensaattoripankkiin kertyneen sähköenergian välittömästi vapauttamiseen. Suurjännitekytkimet (purkauslaitteet) suorittavat kaksi toimintoa: ne katkaisevat purkauspiirin
tallennuslaitteesta latauksen aikana; kytke taajuusmuuttaja välittömästi kuormituspiiriin.
Erilaisia suojaimien ja näitä kaavioita vastaavien kytkimien suunnittelukaavioita ovat mahdollisia: ilma, tyhjiö, kaasutäytteinen, kosketinlevy, ignitron ja trigatron, kiinteällä dielektrillä.
Perusvaatimukset kytkimille ovat seuraavat: kestämään korkeajännitteistä käyttöjännitettä ilman läpilyöntiä, olemaan alhainen induktanssi ja pieni resistanssi sekä tarjoamaan tietty virran pulssin toistotaajuus.
Laboratorio-sähköpulssiasennuksissa käytetään pääasiassa ilmatyyppisiä kipinärakoja, jotka mahdollistavat suurien energioiden kytkennän pitkän käyttöiän aikana ja ovat rakenteeltaan suhteellisen yksinkertaisia (kuva 31).
Tämän tyyppisillä purkauslaitteilla on useita merkittäviä haittoja, jotka rajoittavat niiden käyttöä: pinnan tilan ja ilmakehän ilman tilan (pöly, kosteus, paine) vaikutus toistettavan pulssin stabiilisuuteen; muodostuu typen oksideja, jotka vaikuttavat ihmisiin; syntyy voimakas korkeataajuinen äänenpaine.
Teollisissa liikkuvissa asennuksissa mekaaniset levykytkimet ovat yleistyneet (katso kuva 31, A). Tämän tyyppiset purkauslaitteet ovat yksinkertaisia sähköpiiriltään ja rakenteeltaan, luotettavia kuljetuksen ja käytön aikana epätasaisessa maastossa, mutta vaativat levyelementtien pinnan säännöllistä puhdistusta. minä
Sähköpulssiasennukseen kuuluu myös pulssigeneraattorin ja teknologisen prosessin ohjausyksiköt, suoja- ja lukitusjärjestelmät sekä apujärjestelmät, jotka mahdollistavat teknologisen yksikön prosessien mekanisoinnin ja automatisoinnin.
Ohjausyksikkö sisältää sähköiset piirit käynnistystä, lukitusta ja synkronointipulssien generointipiiriä varten.
Lukitusjärjestelmä katkaisee korkean jännitteen välittömästi. Ohjausjärjestelmä koostuu volttimittarista ja kipovolttimittarista, jotka osoittavat vastaavasti verkkojännitteen ja kondensaattoripariston jännitteen, merkkivaloista, äänisignaaleista ja taajuusmittarista.
Tekninen solmu
Teknologinen yksikkö on suunniteltu muuntamaan sähköenergiaa muun tyyppiseksi energiaksi ja siirtämään muunnettu energia prosessointikohteeseen.
Kiven tuhoamiseen käytettävän purkauspulssitekniikan erityispiirteisiin liittyen tekninen yksikkö sisältää: toimivan purkauskammion, työelementin elektrodijärjestelmän tai sähköhydraulisen sulakkeen muodossa, laitteen käyttönesteen sisään- ja ulostuloa varten sekä laite elektrodien tai räjähtävän johtimen liikuttamiseen (kuva 32). Työpurkauskammio on täytetty työnesteellä tai erityisellä dielektrisellä yhdisteellä.
Purkauskammiot (työskentely) on jaettu avoimiin ja suljettuihin, haudattuihin ja pintakammioihin, kiinteisiin, sekoitettuihin ja etäisiin. Kamerat voivat olla kertakäyttöisiä tai uudelleenkäytettäviä; pystysuoraan, vaakasuoraan ja kaltevaan. Työkammion tyypin ja muodon on varmistettava kertyneen sähköenergian maksimaalinen vapautuminen, maksimi hv. muuntaa tämä energia mekaaniseksi energiaksi, siirtää tämä energia prosessointikohteeseen tai sen määritellylle alueelle.
Työtekninen elementti on suunniteltu muuntamaan sähköenergia suoraan mekaaniseksi energiaksi ja syöttämään tätä energiaa työympäristöön ja sen kautta prosessointikohteeseen. Työelementin tyyppi riippuu tietyssä teknologisessa prosessissa käytetyn nesteen sähköpurkauksen tyypistä - kun purkaus muodostuu vapaasti, elektrodijärjestelmät ovat järkeviä (kuva 33, A); aloitetulla purkauksella - sähköhydraulinen sulake räjähtävällä johtimella (kuva 33.6).
Työkeho kokee dynaamisia kuormia, sähkömagneettisen kentän ja ultraviolettisäteilyn toimintaa sekä työnesteen vaikutusta.
Elektrodijärjestelmää käytetään vapaan purkausmuodostuksen kanssa. Suunnittelutekijän mukaan erotetaan tangon lineaariset ja koaksiaaliset järjestelmät. Yksinkertaisimpia ovat lineaariset (vastakkaiset tai rinnakkaiset) järjestelmät, joissa on elektrodimuotojen yhdistelmiä: kärki - kärki ja kärki - taso. Lineaaristen järjestelmien haittoja ovat niiden merkittävä induktanssi (1-10 µH) ja suuntaamaton toiminta.
Koaksiaalijärjestelmät ovat kehittyneempiä, niillä on alhainen itseinduktanssi ja korkea hyötysuhde. muuntaa kertyneen sähköenergian plasmaenergiaksi. Koaksiaalijärjestelmien haittana on niiden alhainen luotettavuus ja hauraus. Elektrodijärjestelmä on teknisesti edistynyt ja erittäin tuottava mekaanisten kuormitusvoimien luomisprosessin korkean taajuuden vuoksi.
Toistuvien purkausten lukumäärän perusteella erotetaan yksi- ja monitoimiset järjestelmät. Uudelleenkäytettävät järjestelmät ovat taloudellisempia ja tuottavampia. Elektrodijärjestelmän muuntaman energian määrä vaikuttaa myös suunnitteluun ja kestävyyteen.
Kaivosteollisuudessa elektrodijärjestelmät, jotka on suunniteltu pulssin toistonopeuteen 1-12 minuutissa, ovat yleistyneet. Sähköpurkauksen aikana tapahtuu lämpöprosesseista johtuen elektrodien eroosiota, jonka voimakkuus riippuu elektrodien materiaalista ja työnesteestä, sekä elektrodien vapautuvasta energiamäärästä.
poistokanava. Elektrodien työosa on valmistettu teräksestä St3 tai St45; ulkonevan osan halkaisijan on oltava yli 8 mm ja pituuden vähintään 12 mm. Elektrodivyöhykkeellä raudan sulamislämpötila saavutetaan 10 -6 sekunnissa ja kiehumispiste 5 10 -6 sekunnissa.
Seurauksena olevaan elektrodin voimakkaaseen tuhoutumiseen liittyy plasmasuihkujen muodostuminen (höyryt ja nestemäiset metallipisarat). Elektrodin heikentynyt vyöhyke on eristävä kerros sauvan ulostulon - virtajohtimen ja veden - välisellä rajalla.
Tärkeimmät vaatimukset elektrodijärjestelmälle ovat: korkea sähköenergian muuntokerroin, korkea
toiminnalliset ja tekniset indikaattorit, taloudellisesti kannattava kestävyys. Kuparin, volframikarbidin ja nikkelin seoksesta valmistetuilla elektrodeilla on suurin eroosionkestävyys.
Katodin pinta-alan tulisi ylittää anodin pinta-alan 60-100 kertaa, mikä yhdistettynä positiivisen jännitepulssin käyttöön anodille vähentää energiahäviöitä purkauksen muodostumisvaiheessa ja lisää tehokkuutta. järjestelmät. Järkeviä eristysmateriaaleja ovat lasikuitu, tyhjiökumi, polyeteeni.
Sähköhydraulista sulaketta käytetään käynnistetyssä purkauksessa, se absorboi dynaamisia kuormia, voimakkaiden kenttien ja työnesteen vaikutuksia, mikä johtaa kotelon, eristeen ja elektrodin tuhoutumiseen.
Sähköhydraulisessa sulakkeessa positiivinen elektrodi on eristetty rungosta; elektrodin ja maadoitetun rungon väliin on asennettu räjähtävä johdin, joka toimii negatiivisena elektrodina.
Ratkaistavista teknologisista ongelmista riippuen käytetään kuparista, alumiinista ja volframista valmistettuja johtimia; Johtimen mitat ovat halkaisija 0,25-2 mm, pituus 60-300 mm. Sähköhydraulisen sulakkeen suunnittelun tulee varmistaa energian keskittyminen haluttuun suuntaan ja sylinterimäisen iskuaaltorintin muodostuminen sekä räjähtävän johtimen asennus- ja vaihtotoimenpiteiden valmistettavuus.
Osan näistä vaatimuksista täyttämiseksi on välttämätöntä, että sähköhydraulisen sulakkeen runko toimii jäykänä esteenä etenevälle aaltorintamille.
Tämä varmistetaan käyttämällä erityisiä kumulatiivisia syvennyksiä sulakkeen rungossa ja tietyllä rungon ja johtimen lineaaristen mittojen yhdistelmällä. Näin ollen sulakerungon halkaisijan tulee olla vähintään 60 kertaa räjähtävän johtimen halkaisija.
Viime vuosina on kehitetty uusia suunnittelusuunnitelmia ja erikoislaitteita, jotka lisäävät työkappaleiden tehokkuutta varmistaen, että toiminta kohdistuu syntyvien aaltojen ja hydraulisen virtauksen käsittelykohteeseen.
Tällaisia laitteita ovat passiiviset heijastavat pinnat, monimutkaisen geometrian elektrodit ja divergenttiaaltogeneraattorit. Räjähtävän johtimen vetämiseen on myös laitteita, mikä vaikeuttaa sulakkeen suunnittelua, mutta lisää prosessin valmistettavuutta.
Sähköpurkauksen energian muuttamiseksi suoraan puristuspulssin energiaksi käytetään erityisiä sähköräjähdyspatruunoita (kuva 34).
Teknologisen yksikön täyttävällä työnesteellä on erittäin tärkeä rooli sähköpurkausprosessissa. Nesteessä purkaus toistetaan muuntamalla sähköenergia suoraan mekaaniseksi energiaksi.
Nesteessä havaitaan ionisaatiota sekä reagoimattoman hapen ja vedyn vapautumista kaasusta (0,5 10 -6 m 3 / kJ asti), neste vetäytyy liikkeelle etenevän aaltorintaman avulla, joka muodostaa hydraulisen virtauksen teknologiassa. yksikkö, joka pystyy suorittamaan mekaanisia töitä.
Työnesteenä käytetään vettä (teknistä, meriä, tislattua) ja vesipitoisia elektrolyyttejä; hiilivety (kerosiini, glyseriini, muuntajaöljy) ja silikoni (polymetyylisiloksaani) nesteet sekä erityiset dielektriset, nestemäiset ja kiinteät koostumukset. Prosessivesi, jonka ominaissähkönjohtavuus on (1-10) S/m, on yleistynyt.
Nesteen sähkönjohtavuus vaikuttaa merkittävästi purkautumisen muodostamiseen tarvittavan energian määrään, koska se määrää läpilyöntijännitteen suuruuden ja streamerien liikenopeuden. Vähimmäisjännite, jolla nauhat ilmestyvät, on arviolta 3,6 10 3 V/mm.
Joidenkin teknologisen yksikön täyttämiseen käytettyjen nesteiden ominaissähkönjohtavuusarvot (S/m) on annettu alla.
Prosessivesi (hana)................................................ ......................(1-10) 10 -2
Merivesi................................................ ..............................1-10
Tislattu vesi................................................ ..........................4.3 -10 -4
Glyseroli................................................ ................................................... ...... ..6.4 10 -6
Voidaan nähdä, että dielektrisillä nesteillä on alhainen ionijohtavuus. Nesteen ominaisvastus (r l) määrää myös sähköisen hyötysuhteen arvon. ja riippuu syötetyn energian määrästä työnesteen tilavuusyksikköä kohti. Siten veden osalta parametri rj pienenee kasvaessa arvoihin 500-1000 kJ/; Kun W 0 kasvaa edelleen, parametri rz stabiloituu välillä 10-25 ohm-m.
Sähköpurkaus nesteessä riippuu myös työnesteen tiheydestä - tiheyden kasvaessa ylijännitteiden huippu ja virran laskun jyrkkyys vähenevät. Purkauspiirin jännitteen ja vastaavasti läpilyöntijännitteen arvon lisäämiseksi tulisi käyttää työnesteitä, joilla on alhainen ominaisjohtavuus (esimerkiksi teollisuusvesi).
Korkeamman johtavuuden omaavien nesteiden käyttö helpottaa liukuvien purkausten muodostumista; lisää energiahäviöitä kanavan muodostumisvaiheessa ja vähentää iskuaallon amplitudia.
Viskoosisia koostumuksia käytetään myös työnesteenä (karaöljy - 70%, alumiinijauhe - 20%, liitu - 10%), mikä lisää iskuaallon amplitudia 20-25% ja vähentää energiahäviöitä.
Metalloitua dielektristä lankaa ja elektrolyytillä kyllästettyä paperiteippiä käytetään myös eristeenä. Kiinteän eristeen käyttöönotto vähentää hajoamisen kokonaisenergiankulutusta (4-5 kertaa), vähentää tarvittavaa streamerien määrää (4-6 kertaa), vähentää lämpösäteilyä ja ultraviolettisäteilyä. Räjähtävien johtimien sijasta käytetään johtavien lisäaineiden kiinteiden hiukkasten lisäämistä työnesteen virtaukseen.
Generaattori tuottaa virtalähteen jännitteestä riippuen suurjännitepulsseja, joiden amplitudi on jopa 25 kV. Se voi saada virtaa 6V galvaanisesta akusta (neljä A-tyyppistä kennoa), 6...12V akusta, auton sisäisestä virtalähteestä tai laboratoriovirtalähteestä 15 V asti. Käyttökohteet ovat varsin laajat: eläintilan sähköaidat, kaasusytytin, sähköiskusuoja jne. Tällaisten laitteiden valmistuksessa suurimmat vaikeudet aiheuttaa korkeajännitemuuntaja.
Vaikka se on valmistettu onnistuneesti, se ei ole luotettava ja usein epäonnistuu kosteuden tai käämien välisen eristeen rikkoutumisen vuoksi. Yritys tehdä diodijännitteen kertojaan perustuva suurjännitegeneraattori ei myöskään aina anna positiivista tulosta.
Helpoin tapa on käyttää valmista suurjännitemuuntajaa - auton sytytyspuolaa autosta, jossa on klassinen sytytysjärjestelmä. Tämä muuntaja on erittäin luotettava ja voi toimia myös kaikkein epäedullisimmissa kenttäolosuhteissa. Sytytyspuolan rakenne on suunniteltu kovaan käyttöön kaikissa sääolosuhteissa.
Generaattorin kaaviokuva on esitetty kuvassa. Epäsymmetrinen multivibraattori on tehty transistoreille VT1 ja VT2, joka tuottaa pulsseja taajuudella noin 500 Hz. Nämä pulssit virtaavat transistorin VT2 kollektorikuorman läpi - sytytyspuolan ensiökäämin. Tämän seurauksena sen toisiokäämitykseen, jossa on huomattavasti enemmän kierroksia, indusoituu vaihtuva pulssisuurjännitejännite.
Tämä jännite syötetään kipinäväliin, jos kyseessä on itsepuolustuslaite tai kaasusytytin, tai sähköaidaan. Tässä tapauksessa jännite syötetään aidalle sytytyspuolan keskiliittimestä (liittimestä, josta jännite syötetään jakelijalle ja sytytystulpille), ja piirin yhteinen plus on maadoitettava.
Jos generaattoria käytetään itsepuolustuksena, on kätevintä tehdä se kepin muodossa. Ota muovi- tai metalliputki, jonka halkaisija on sellainen, että sytytyspuola metallirungoineen työntyy siihen tiukasti. Aseta paristot ja transistorit putken jäljellä olevaan tilaan. S1 on tässä tapauksessa instrumenttipainike. Kelan rungon yläosa on tehtävä uudelleen.
Kätevintä on ottaa vanhanaikainen pistoke 220 V verkkoon, jossa on kierrettävät koskettimet. Siinä oleva langan reikä on porattava niin, että sytytyspuolan korkeajännitekoskettimella varustettu osa sopii tiiviisti siihen. Sitten sinun on tuotava kiinnitysjohdot ulos tästä koskettimesta ja piirin yleisestä plussasta ja vietävä ne pistokkeen reunoja pitkin pistokkeen nastakoskettimiin.
Sitten tämä tulppa on pinnoitettava epoksiliimalla langalle poratussa reiässä ja painettava tiukasti kelan suurjännitekoskettimen muovirunkoon. Sinun on ruuvattava purkausterälehdet pistokkeen nastakoskettimien alle, joiden välisen etäisyyden tulee olla noin 15 mm.
Sytytyspuola voi olla mitä tahansa kosketussytytysjärjestelmästä (ei sovellu elektroniseen sytytykseen), mieluiten maahantuotu - se on kooltaan pienempi ja toimiva.
Asetus koostuu R1:n arvon valitsemisesta siten, että purkausterälehtien välillä on luotettava sähköpurkaus.
Pulssigeneraattorit on suunniteltu tuottamaan tietyn muotoisia ja kestoisia pulsseja. Niitä käytetään monissa piireissä ja laitteissa. Niitä käytetään myös mittaustekniikassa erilaisten digitaalisten laitteiden asennuksessa ja korjauksessa. Suorakaiteen muotoiset pulssit sopivat erinomaisesti digitaalisten piirien toimivuuden testaamiseen, kun taas kolmiomaiset pulssit voivat olla hyödyllisiä pyyhkäisy- tai pyyhkäisygeneraattoreissa.
Generaattori tuottaa yhden suorakaiteen muotoisen pulssin painamalla painiketta. Piiri on koottu loogisille elementeille, jotka perustuvat tavalliseen RS-liipaisuun, mikä eliminoi myös mahdollisuuden pomppia pulsseja painikekoskettimista, jotka saavuttavat laskurin.
Painikkeiden koskettimien asennossa, kuten kaaviossa näkyy, ensimmäisessä lähdössä on korkea jännite ja toisessa lähdössä matala taso tai looginen nolla, kun painiketta painetaan, liipaisimen tila muuttuu. muuttaa päinvastaiseksi. Tämä generaattori sopii erinomaisesti erilaisten mittarien toiminnan testaamiseen
Tässä piirissä syntyy yksi pulssi, jonka kesto ei riipu tulopulssin kestosta. Tällaista generaattoria käytetään monenlaisissa vaihtoehdoissa: digitaalisten laitteiden tulosignaalien simuloimiseen, digitaalisiin mikropiireihin perustuvien piirien toimivuutta testattaessa tarve syöttää tietty määrä pulsseja johonkin testattavaan laitteeseen prosessien visuaalisella ohjauksella. , jne.
Heti kun virtalähde piiriin kytketään päälle, kondensaattori C1 alkaa latautua ja rele aktivoituu avaamalla virtalähdepiirin etukoskettimillaan, mutta rele ei sammu heti, vaan viiveellä, koska Kondensaattorin C1 purkausvirta kulkee sen käämin läpi. Kun releen takakoskettimet suljetaan uudelleen, uusi jakso alkaa. Sähkömagneettisen releen kytkentätaajuus riippuu kondensaattorin C1 ja vastuksen R1 kapasitanssista.
Voit käyttää melkein mitä tahansa relettä, otin . Tällaista generaattoria voidaan käyttää esimerkiksi joulukuusen valojen ja muiden tehosteiden kytkemiseen. Tämän järjestelmän haittana on suuren kondensaattorin käyttö.
Toinen releeseen perustuva generaattoripiiri, jonka toimintaperiaate on samanlainen kuin edellisessä piirissä, mutta toisin kuin siitä, toistotaajuus on 1 Hz pienemmällä kondensaattorikapasitanssilla. Kun generaattori käynnistetään, kondensaattori C1 alkaa latautua, sitten zener-diodi avautuu ja rele K1 toimii. Kondensaattori alkaa purkaa vastuksen ja komposiittitransistorin kautta. Lyhyen ajan kuluttua rele sammuu ja uusi generaattorijakso alkaa.
Kuvan A pulssigeneraattori käyttää kolmea JA-EI-logiikkaelementtiä ja yksinapaista transistoria VT1. Kondensaattorin C1 ja vastusten R2 ja R3 arvoista riippuen lähtöön 8 tuotetaan pulsseja taajuudella 0,1 - 1 MHz. Tällainen valtava valikoima selittyy kenttätransistorin käytöllä piirissä, mikä mahdollisti megaohmin vastusten R2 ja R3 käytön. Niiden avulla voit myös muuttaa pulssien toimintajaksoa: vastus R2 asettaa korkean tason keston ja R3 matalan jännitteen keston. VT1 voidaan ottaa mistä tahansa KP302-, KP303-sarjoista. - K155LA3.
Jos käytät CMOS-mikropiirejä, esimerkiksi K561LN2, K155LA3:n sijasta, voit tehdä laaja-alaisen pulssigeneraattorin käyttämättä piirissä kenttätransistoria. Tämän generaattorin piiri on esitetty kuvassa B. Luotujen taajuuksien määrän laajentamiseksi ajastuspiirin kondensaattorin kapasitanssi valitaan kytkimellä S1. Tämän generaattorin taajuusalue on 1 Hz - 10 kHz.
Viimeinen kuva näyttää pulssigeneraattorin piirin, joka sisältää mahdollisuuden säätää käyttöjaksoa. Niille, jotka ovat unohtaneet, muistutetaan. Pulssien toimintajakso on toistojakson (T) suhde kestoon (t):
Toimintajakso piirin lähdössä voidaan asettaa 1:stä useisiin tuhansiin vastuksella R1. Kytkentätilassa toimiva transistori on suunniteltu vahvistamaan tehopulsseja
Jos tarvitaan erittäin vakaa pulssigeneraattori, on tarpeen käyttää kvartsia sopivalla taajuudella.
Kuvassa näkyvä generaattoripiiri pystyy tuottamaan suorakaiteen muotoisia ja sahahampaisia pulsseja. Pääoskillaattori on tehty digitaalisen K561LN2-mikropiirin logiikkaelementeistä DD 1.1-DD1.3. Vastus R2 yhdistettynä kondensaattoriin C2 muodostaa erotuspiirin, joka tuottaa lyhyitä pulsseja, joiden kesto on 1 μs DD1.5:n lähdössä. Säädettävä virran stabilisaattori on koottu kenttätransistoriin ja vastukseen R4. Virta kulkee sen lähdöstä latauskondensaattoriin C3 ja sen yli oleva jännite kasvaa lineaarisesti. Kun lyhyt positiivinen pulssi saapuu, transistori VT1 avautuu ja kondensaattori SZ purkautuu. Muodostaen siten sahanteräjännitteen sen levyille. Muuttuvan vastuksen avulla voit säätää kondensaattorin latausvirtaa ja sahahammasjännitepulssin jyrkkyyttä sekä sen amplitudia.
Vaihtoehto oskillaattoripiiristä, jossa käytetään kahta operaatiovahvistintaPiiri on rakennettu kahdella LM741-tyyppisellä operaatiovahvistimella. Ensimmäistä operaatiovahvistinta käytetään suorakaiteen muotoisen muodon luomiseen ja toista kolmion muotoon. Generaattoripiiri on rakennettu seuraavasti:
Ensimmäisessä LM741:ssä takaisinkytkentä (FE) on kytketty invertoivaan sisääntuloon vahvistimen lähdöstä, joka on tehty vastuksella R1 ja kondensaattorilla C2, ja takaisinkytkentä on kytketty myös ei-invertoivaan tuloon, mutta vastuksiin perustuvan jännitteenjakajan kautta. R2 ja R5. Ensimmäisen operaatiovahvistimen lähtö on kytketty suoraan toisen LM741:n invertoivaan tuloon vastuksen R4 kautta. Tämä toinen operaatiovahvistin yhdessä R4:n ja C1:n kanssa muodostavat integraattoripiirin. Sen ei-invertoiva tulo on maadoitettu. Syöttöjännitteet +Vcc ja –Vee syötetään molempiin op-vahvistimiin, kuten tavallisesti seitsemännelle ja neljännelle nastalle.
Kaava toimii seuraavasti. Oletetaan, että aluksi U1:n lähdössä on +Vcc. Sitten kapasitanssi C2 alkaa latautua vastuksen R1 kautta. Tietyllä hetkellä C2:n jännite ylittää ei-invertoivan tulon tason, joka lasketaan alla olevalla kaavalla:
V 1 = (R 2 / (R 2 + R 5)) × V o = (10 / 20) × V o = 0,5 × V o
V1:n lähdöstä tulee –Vee. Joten kondensaattori alkaa purkaa vastuksen R1 kautta. Kun kapasitanssin yli oleva jännite laskee pienemmäksi kuin kaavan määrittelemä jännite, lähtösignaali on jälleen + Vcc. Siten jakso toistuu ja tästä johtuen syntyy suorakaiteen muotoisia pulsseja resistanssista R1 ja kondensaattorista C2 koostuvan RC-piirin määräämällä aikajaksolla. Nämä suorakaiteen muotoiset muodot ovat myös tulosignaaleja integraattoripiiriin, joka muuntaa ne kolmion muotoisiksi. Kun operaatiovahvistimen U1 lähtö on +Vcc, kapasitanssi C1 varataan maksimitasolle ja tuottaa positiivisen, ylöspäin suuntautuvan kolmion kaltevuuden operaatiovahvistimen U2 lähdössä. Ja vastaavasti, jos ensimmäisen operaatiovahvistimen lähdössä on –Vee, muodostuu negatiivinen, alaspäin suuntautuva kaltevuus. Eli saamme kolmioaallon toisen operatiivisen vahvistimen lähdössä.
Ensimmäisen piirin pulssigeneraattori on rakennettu TL494-mikropiiriin, joka sopii täydellisesti kaikkien elektronisten piirien asettamiseen. Tämän piirin erikoisuus on, että lähtöpulssien amplitudi voi olla yhtä suuri kuin piirin syöttöjännite ja mikropiiri pystyy toimimaan 41 V:iin asti, koska ei turhaan sitä löydy virtalähteistä henkilökohtaisista tietokoneista.
Voit ladata PCB-asettelun yllä olevasta linkistä.
Pulssin toistotaajuutta voidaan muuttaa kytkimellä S2 ja säädettävällä vastuksella RV2 säädetään toimintajaksoa. Kytkin SA1 on suunniteltu muuttamaan generaattorin toimintatilat samanvaiheisesta vastavaiheeseen. Vastuksen R3 on katettava taajuusalue, ja käyttöjakson säätöaluetta säädetään valitsemalla R1, R2
Kondensaattorit C1-4 1000 pF - 10 µF. Kaikki korkeataajuiset transistorit KT972
Valikoima suorakaiteen muotoisten pulssigeneraattoreiden piirejä ja malleja. Tällaisissa generaattoreissa generoidun signaalin amplitudi on erittäin vakaa ja lähellä syöttöjännitettä. Mutta värähtelyjen muoto on hyvin kaukana sinimuotoisesta - signaali on pulssi, ja pulssien ja taukojen kesto niiden välillä on helposti säädettävissä. Pulssille voidaan helposti antaa lookin ulkonäkö, kun pulssin kesto on yhtä suuri kuin niiden välisen tauon kesto
Luo tehokkaita lyhyitä yksittäisiä pulsseja, jotka asettavat loogisen tason, joka on päinvastainen kuin olemassa oleva pulssi minkä tahansa digitaalisen elementin tuloon tai ulostuloon. Pulssin kesto valitaan siten, että se ei vahingoita elementtiä, jonka lähtö on kytketty testattavaan tuloon. Tämä mahdollistaa sen, että testattavan elementin sähköistä yhteyttä muuhun ei häiritä.
Kaavio ja toimintateoriat
Kuten kuvassa näkyy. 3.2, virranrajoitusmuuntaja T1 on kytketty siltatasasuuntaajaan D1-D4 ja lataa ulkoista tallennuskondensaattoria C ylijännitesuojavastuksen R18 kautta. Purkausmaan ja kipinävälielektrodin G1 väliin on kytketty ulkoinen varastokondensaattori. Tämän projektin kuormaa ei ole kytketty vakiona, vaan purkausmaan ja kipinävälielektrodin G2 väliin. Huomaa, että kuorma on monimutkainen, yleensä erittäin induktiivinen (ei kaikissa tapauksissa) ja kuormituskelan langan vastus on vähäinen. Kipinävälielektrodit G1 ja G2 sijaitsevat 1,2-1,5 kertaa suuremmalla etäisyydellä kuin läpilyöntietäisyys tietyllä jännitteellä.
Kolmas laukaisuelektrodi TE1 puretaan lyhyellä korkeajännitepulssilla, jolla on matala energia, G2:een, jolloin syntyy jännitehuippu, joka ionisoi
Riisi. 3.2. Pulssigeneraattorin kaavio
Huomautus:
Erityishuomautus diodeista D14, D15. Napaisuus voidaan kääntää suuremman laukaisuvaikutuksen aikaansaamiseksi pienillä impedanssikuormilla, kuten tölkin vääntymislaitteiden, lankojen räjähdyslaitteiden, plasma-aseiden jne.
Huomio! Jos kuormitusimpedanssi on liian korkea, energiaa voidaan ohjata takaisin diodien ja muuntajan T2 kautta ja aiheuttaa näiden komponenttien vioittumisen.
Huomaa, että piirin maadoitus ja yhteinen johto on eristetty toisistaan.
Purkausmaa on kytketty runkoon ja maadoitettu virtajohdon vihreän johdon kautta.
Turvallisuuden lisäämiseksi on suositeltavaa käyttää ei-salpautuvia painikkeita S3-kytkimenä, joka aktivoituu vain painettaessa.
Jos laite sijaitsee paikassa, johon asiattomat henkilöt pääsevät käsiksi, on suositeltavaa käyttää avainkytkintä S4:nä.
G1:n ja G2:n välinen rako, joka johtaa ulkoiseen kapasitiiviseen tallennuslaitteeseen kertyneen energian purkamiseen kuormaan, jolla on monimutkainen vastus.
Ulkoisen kapasitiivisen tallennuslaitteen latausjännite asetetaan resistiivisellä jakajapiirillä R17, joka tuottaa myös signaalin volttimittarille Ml. Latausjännite asetetaan säädettävällä ohjausvastuksella R8, joka on kytketty sarjaan R17:n kanssa. Tämä ohjaussignaali asettaa komparaattorin II sammutustason, joka asettaa transistorin Q1 DC-biasin. Q1 puolestaan ohjaa relettä, joka sammuttaa releen. Jännitettömän releen RE1 koskettimet poistavat virransyötön ensiökäämistä T1. Kun R8 on asetettu tiettyyn arvoon, se ylläpitää automaattisesti tiettyä jännitetasoa ulkoisissa kapasitiivisissa tallennuslaitteissa. S3-turvapainike tarjoaa mahdollisuuden manuaalisesti viivästyttää ulkoisen kondensaattorin latausta.
Punainen LED LA1 syttyy, kun virta kytketään. Keltainen LED LA2 syttyy, kun lataus saavuttaa asetetun arvon.
Liipaisuelektrodipiiri on erityinen kapasitiivinen purkausjärjestelmä (CD), jossa kondensaattorin C6 energia ohjataan pulssimuuntajan T2 ensiökäämiin. Positiivisten suurjännitepulssien sarja generoidaan toisiokäämitykseen T2, joka syötetään kondensaattoreihin C8 ja C9 erotusdiodien D14 ja D15 kautta. Nämä korkeajännitteiset DC-pulssit aiheuttavat ionisaatiota rakoissa purkautumalla liipaisuelektrodin TE1 kautta. Tämän piirin sisääntulossa on jännitteen tuplaaja, joka koostuu kondensaattoreista C4, C5 ja diodeista D8 ja D9. Käynnistyskytkin S1 syöttää virtaa piiriin, jolloin kipinäväli alkaa toimia välittömästi. Piitriodityristori SCR poistaa varauksen C6:sta, vapautusvirta SCR:ään syöttää DIAC-dinistori, jonka esijännite asetetaan muuttuvalla resistanssilla R14 ja kondensaattorilla C7.
12 V:n alennusjännitemuuntaja TZ antaa virtaa ohjauspiirille, joka sisältää myös releen RE1. Jos järjestelmässä ei ole 12 V, se voidaan käynnistää vain aktivoimalla RE1 manuaalisesti. Dioditasasuuntaaja D10-D13 tasasuuntaa 12 V AC jännitteen, jonka sitten kapasitiivinen suodatin C1 suodattaa. Vastus R5 irrottaa tehon ohjausta varten Zener-diodin Z3, Z4 kautta, mikä on tarpeen vertailupiirin vakaan toiminnan kannalta. Virta energian varastointiin tulee 115 VAC:n verkkovirrasta, sulake F1 aktivoituna ja 115 VAC verkkovirta kytketään päälle kytkimellä S4.
Kommentti
Information Unlimitedin laboratoriossamme energian varastointilaitteistossa on 10 telinettä öljytäytteisiä kondensaattoreita. Jokaisessa telineessä on 50 32uF 4500V kondensaattoria, jotka on kytketty rinnan 1600uF:n tai noin 13000J:n kokonaiskapasitanssin saavuttamiseksi 4000V:n telinettä kohti. Kaikki 10 rinnakkain kytkettyä telinettä tuottavat 130 000 J. Näillä energiatasoilla on erittäin tärkeää kytkeä ja koota järjestelmä oikein tarvittavalla sijainnilla ja johtojen paksuudella, jotta saadaan aikaan satojen megawattien tehopulsseja. Henkilöstön suojaamiseksi vaarallisilta jännitteiltä säilytystelineiden ympärille on asennettu räjähdyssuojat.
Yhden telineen latausaika on noin 10 minuuttia. Tällä latauksella 10 telineen käyttäminen olisi epäkäytännöllistä, koska niiden lataaminen kestäisi melkein 2 tuntia. Käytämme 10 000 V:n 1 A:n latausjärjestelmää, joka pystyy lataamaan kaikki 10 telinettä öljykondensaattoria varastoimaan 130 000 J energiaa 1 minuutissa. . Tämä korkeajännitelaturi on saatavana erikoistilauksesta.
Laitteen esikokoonpanomenettely
Tässä osiossa oletetaan, että tunnet perustyökalut ja sinulla on riittävä kokemus kokoonpanosta. Pulssigeneraattori on koottu metallirunkoon, jonka koko on 25,4 × 43,2 × 3,8 cm ja joka on valmistettu 1,54 mm paksusta galvanoidusta raudasta (22 gauge). Se käyttää RMS-muuntajaa, jonka virtaraja on 6500 V, 20 mA. On tarpeen noudattaa annettua piirustusta mahdollisimman tarkasti. Voit käyttää tehokkaampaa muuntajaa, jolloin sinun on muutettava laitteen kokoa. Ehdotamme kytkeä rinnan enintään 4 aiemmin käytettyä muuntajaa; saada latausvirta 80 mA. Etupaneeliin on asennettu volttimittari ja säätimet. Suosittelemme S4:n korvaamista avainkytkimellä, jos laite sijaitsee alueella, jonne asiattomat henkilöt pääsevät käsiksi.
Kun kokoat laitetta, noudata seuraavaa toimintosarjaa:
1. Jos ostit sarjan, aseta ja tunnista kaikki komponentit ja rakenneosat.
2. Leikkaa aihiosta lauta, jossa on 0,25 cm:n ristikkorei'itys ja jonka mitat ovat 15,9 x 10,8 cm (6,25 x 4,25 tuumaa).
Riisi. 3.3. Pulssigeneraattorin piirilevy
Huomautus:
Pisteviiva näyttää liitännät levyn takana. Suuret mustat pisteet osoittavat levyssä olevia reikiä, joita käytetään komponenttien ja niiden välisten liitäntöjen asentamiseen.
3. Asenna elementit kuvan osoittamalla tavalla. 3.3, ja juota ne elementtien napoihin, niihin kosketinlevyihin, joissa se on tarpeen, kun siirryt vasemmasta alareunasta oikealle. Katkoviiva näyttää johtoliitännät kortin takana piirikaavion mukaisesti. Vältä lankasiltoja, mahdollisia oikosulkuja ja kylmäjuottoa, koska ne aiheuttavat väistämättä ongelmia. Juotosliitosten tulee olla kiiltäviä ja sileitä, mutta ei pallomaisia.
4. Kytke piirilevy johtoineen seuraaviin kohtiin (katso kuva 3.3):
– rungon maadoitus vinyylieristetyllä johdolla #18, 20 cm pitkä;
– korkeajännitejohdolla TE1 20 kV, 10 cm pitkä;
– vastuksella R18, vinyylieristetty lanka #18 20 cm pitkä;
– anodilla D3 ja D4 #18 vinyylieristetyllä 30 cm pitkällä johdolla (piirin maadoitus);
– TZ (2) 12 V DC #22 vinyylieristetyllä johdolla, 20 cm pitkä;
– volttimittarilla M1 (2) 20 cm pitkällä vinyylieristeisellä johdolla. Tarkista kaikki liitännät, komponentit, kaikkien diodien sijainti, puolijohdeelementit, elektrolyyttikondensaattorit CI, C2, C4, C5, C7. Tarkista juotosliitosten laatu, mahdolliset oikosulut ja kylmäjuoteliitosten olemassaolo. Juotosliitosten tulee olla sileitä ja kiiltäviä, mutta ei pallomaisia. Tarkista tämä huolellisesti ennen laitteen käynnistämistä.
5. Kipinäväli kootaan seuraavasti (kuva 3.4):
– tee alusta BASE1 galvanoidusta rautalevystä, jonka paksuus on 1,4 mm (20 gauge) ja mitat 11,4 x 5 cm (4,75 x 2 tuumaa);
– Tee kaksi BRKT1-kiinnikettä 1,4 mm paksusta (20 gauge) galvanoidusta rautalevystä, kummankin mitat 6,4 x 3,2 cm (2,5 x 1,25 tuumaa). Taita reuna 1,9 cm visiiriksi;
– Tee kaksi BLK1-lohkoa polyvinyylikloridista (PVC) tai vastaavasta materiaalista, 1,9 cm paksu ja 2,5 x 3,2 cm (1 x 1,25 tuumaa). Niillä on oltava hyvät eristysominaisuudet;
– tee BLK2-lohko teflonista. Sen on kestettävä suurjännitelaukaisupulssi;
– juota COL1-laipat varovasti BRK1-kannattimiin. Säädä liittimet varmistaaksesi volframielektrodien tarkan kohdistuksen yksikön kokoamisen jälkeen. Tässä vaiheessa sinun on käytettävä propaanikaasupuhaltimia jne.;
– hio pois kahdeksan ruuvin terävät päät. Tämä on välttämätöntä, jotta PVC-materiaalia ei murtuisi terävissä päissä korkeajännitteellä syntyvästä koronapurkauksesta;
– kokoa osat valmiiksi, poraa niihin tarvittavat reiät asennusta varten. Seuraa kuvaa oikean sijoituksen saamiseksi;
Riisi. 3.4. Kipinäväli ja sytytyslaite
Huomautus:
Kipinäväli on järjestelmän sydän, ja siellä kondensaattoreiden koko latausjakson aikana kerääntynyt energia vapautuu nopeasti kuormaan suuren tehon pulssin muodossa. On erittäin tärkeää, että kaikki liitännät kestävät suuria virtoja ja suuria purkausjännitteitä.
Tässä esitetty laite on suunniteltu HEP90:lle ja pystyy kytkeytymään jopa 3000 J energialla (kun pulssi on oikein), mikä yleensä riittää tehokkaaseen massansiirtolaitteiden kokeiluun, tölkin taivutukseen, langan räjähtämiseen, magnetismiin ja muihin vastaaviin projekteihin. .
Erikoistilauksesta voidaan toimittaa korkean energian kytkin, joka pystyy toimimaan 20 000 J energialla. Molemmat kytkimet käyttävät suurjännitteistä laukaisupulssia, joka on riippuvainen linjan suuresta kuormitusimpedanssista. Tämä ei yleensä ole ongelma kohtalaisen induktiivisille kuormille, mutta se voi olla ongelma pieniinduktanssisille kuormille. Tämä ongelma voidaan ratkaista sijoittamalla ferriitti- tai rengasytimiä näihin linjoihin. Sydämet reagoivat erittäin voimakkaasti liipaisupulssiin, mutta pääpurkauksen aikana ne saavuttavat kyllästymisen.
Kipinävälin suunnittelussa on otettava huomioon mekaaniset voimat, jotka syntyvät voimakkaiden magneettikenttien vaikutuksesta. Tämä on erittäin tärkeää fyysisen energian kanssa työskennellessä ja vaatii lisäkeinoja induktanssin ja vastuksen vähentämiseksi.
Huomio! Kokeita suoritettaessa laitteen ympärille on asennettava näyttö, joka suojaa käyttäjää mahdollisilta sirpaloilta, jos laite hajoaa.
Luotettavaa käynnistystä varten aloitusväli on asetettava latausjännitteen mukaan. Raon tulee sijaita vähintään 0,6 cm kannattimesta. Jos päällekytkentä on epävakaa, sinun on kokeiltava tätä arvoa.
– kiinnitä suuret lohkokorvakkeet LUG1 BRKT1-kiinnikkeiden kummallekin puolelle. Kytkentä on tehtävä huolellisesti, koska pulssivirta saavuttaa kiloampeerit;
– aseta pääväliksi väliaikaisesti 0,16 cm ja laukaisuväliksi 0,32 cm.
Laitteen lopullisen kokoonpanon menettely
Seuraavat ovat viimeiset kokoamisvaiheet:
1. Tee runko ja paneeli kuvan 1 mukaisesti. 3.5. Ennen paneelin valmistamista olisi viisasta tehdä paneeliin neliömäinen reikä volttimittaria varten. Käytettävä volttimittari vaatii 10 cm:n neliömäisen reiän Muut, pienemmät reiät voidaan määrittää ja porata rungon ja paneelin liittämisen jälkeen.
Huomautus:
Tee etupaneeli 1,54 cm:n (22 gaugen) galvanoidusta rautalevystä, jonka mitat ovat 53,34 x 21,59 cm (21 x 8,5 tuumaa). Taivuta 5 cm molemmilta puolilta liittääksesi koteloon kuvan osoittamalla tavalla. Tee reikä volttimittarille.
Tee runko 1,54 cm:n (22 gaugen) galvanoidusta raudasta, jonka mitat ovat 55,88 x 27,9 cm (22 x 15 tuumaa). Taita 5 cm molemmilta puolilta ja tee 1,25 cm:n kuomu. Kokonaiskoko on (25x43x5 cm) ja rungon alareunassa on 1,25 cm.
Tee pienempiä reikiä ja reikiä liitoksille jatkaessasi.
Rungon kiinnitettyyn osaan menevää visiiriä ei näy kuvassa.
Riisi. 3.5. Piirustus rungon valmistukseen
2. Kokeile ohjauspaneelia ja poraa tarvittavat reiät säätimille, osoittimille jne. Kiinnitä huomiota eristävään materiaaliin rungon ja laitteen osien välillä, katso kuva. 3.6 osa LEVY1. Tämä voidaan saavuttaa käyttämällä pientä määrää RTV:n huoneenlämpöistä silikoniliimatiivistettä. Poraa sopivat reiät työskennellessäsi ja tarkista oikea sijoitus ja mitat.
Riisi. 3.6. Yleiskuva kootusta laitteesta
Huomautus:
Johdot on esitetty hieman pitkänomaisina kuvien ja liitäntöjen selkeyden varmistamiseksi.
Katkoviivat osoittavat rungon alla sijaitsevat komponentit ja liitännät.
3. Kokeile loput osat (katso kuva 3.6) ja poraa kaikki asennusta ja sijoittamista varten tarvittavat reiät. Kiinnitä huomiota sulakkeenpitimiin FH1 /FS1 ja tulovirtajohdon BU2 eristykseen. Ne sijaitsevat rungon alapuolella ja on merkitty katkoviivoilla.
4. Jätä riittävästi tilaa suurjännitekomponenteille: muuntajan lähtöliitännät, suurjännitediodit ja vastus R18. Huomaa, että korkeajännitediodit asennetaan muovilevylle kaksipuolisella RTV-teipillä.
5. Asenna ohjauspaneeli takaisin. Kiinnitä piirilevy muutamalla teipillä, joka on päällystetty RTV-liimalla, kun olet varma, että kaikki on hyvin.
6. Tee kaikki liitännät. Huomioi vaijerimuttereiden käyttö liitettäessä liittimiä T1 ja T2.
Alustavat sähkötestit
Suorita alustavat sähkötestit seuraavasti:
1. Oikosulje muuntajan lähtöliittimet suurjännitejohdolla, jossa on puristin.
2. Irrota sulake ja asenna 60 W:n piippu sulakkeenpitimeen liitäntälaitteena testauksen ajaksi.
3. Aseta kytkin S4 (katso kuva 3.7) off-tilaan, siirrä säädettävällä resistanssilla R8/S2 yhdistetyn kytkimen akseli "off"-asentoon, säädettävät resistanssit R14 ja R19 keskiasentoon ja kytke virta päälle. laite 115 V AC verkkoon kytkemällä COl-virtajohto pistorasiaan.
4. Käännä säädettävän resistanssin R8 yhdistetyn kytkimen akselia, kunnes se syttyy, ja katso, että lamput LA1 ja LA2 syttyvät.
5. Paina latauspainiketta S3 ja varmista, että RE1-rele on päällä (kuuluu naksahdus) ja LA2-valo sammuu, kun S3-painiketta painetaan.
6. Kytke S4 päälle ja paina S3. Huomaa, että pisteen 2 mukaisesti käynnistetty piippu palaa täydellä lämmöllä.
7. Paina "Start"-painiketta S1 ja tarkkaile laukaisuelektrodin TE1 ja G1:n ja G2:n välisen pääpurkausraon välähdystä. Ole hyvä ja maksa
Riisi. 3.7. Etupaneeli ja säätimet
Huomaa, että säädettävä vastusakseli on asetettu keskiarvoon, mutta kääntämällä akselia myötäpäivään voit lisätä purkausta.
Perustestit
Suorita testit seuraavasti:
1. Irrota virtajohto ja sammuta S2 ja S4.
2. Liitä 30uF, 4kV kondensaattori ja 5kOhm, 50W vastus C- ja R-asetuksilla kuvan 2 mukaisesti. 3.6.
3. Irrota liitäntälamppu ja asenna 2A sulake.
4. Aseta ohjausväliksi 0,32 cm ja pääväliksi 0,16 cm.
5. Liitä erittäin tarkka volttimittari ulkoisen kondensaattorin kautta.
6. Kytke laite päälle ja S2 ja S4 päälle. Paina painiketta S3 ja varmista, että ulkoinen kondensaattori on ladattu 1 kV:iin ennen kuin RE1 sammuu. Huomaa, että normaalitilassa LA2 on päällä ja pois päältä vain latausjakson ajan. Kun asetettu lataus on saavutettu, LA2-LED syttyy uudelleen osoittaen, että järjestelmä on valmis.
7. Käännä R8/S2 30° myötäpäivään ja huomaa, että jännite saavuttaa korkeamman arvon ennen kuin lataus pysähtyy.
8. Paina painiketta S1 ja tarkkaile hetkellistä voimakasta kaaria pääraossa, joka syntyy, kun energiaa ohjataan ulkoiseen kuormaan.
9. Lataa laite 2500 V:iin mittaamalla jännite ulkoisella, kondensaattorin kautta kytketyllä volttimittarilla. Säädä R19 niin, että etupaneelin volttimittari näyttää 2,5 täydellä asteikolla 5. Tee merkki etupaneeliin, jotta tiedät missä jännite on 2500 V. Etupaneelin mittari lukee nyt latausjännitteen kohtuullisella tarkkuudella, kun ulkoinen volttimittari. Toista vaihe 8 tarkkailemalla voimakasta kaaria purkauksen aikana. Toista lataus- ja purkujaksot eri jännitteillä tutustuaksesi laitteen toimintaan.
Tämä viimeistelee laitteen tarkastuksen ja kalibroinnin. Jatkotoimenpiteet vaativat lisälaitteita, riippuen projektista, jossa kokeilet.
Hyödyllisiä matemaattisia suhteita pohjavarusteille
Järjestelmän tallennusenergia:
Ihanteellinen virran nousu saavutetaan LC-järjestelmissä. Käytä kerrointa 0,75 käytettäessä öljykondensaattoreita ja pienempiä arvoja foto- ja elektrolyyttikondensaattoreille. Aika saavuttaa huippuvirran klo 1 A sykli:
Magneettinen virtaus
A = kelan pinnan pinta-ala m2; Le = napojen välinen etäisyys metreinä; M = massa kg. Pakottaa:
Kiihtyvyys: Nopeus:
missä t on aika huippuvirran saavuttamiseen.
