Как сделать резонансный генератор
Обновлено: 06.07.2024
Возможно, резонансный механизм извлечения энергии из физвакуума окажется наиболее эффективным из всех существующих. Дело в том, что любое колебание характеризуется очень высокой степенью неравномерности. Здесь постоянно меняется как численное значение скорости движения колеблющегося тела, так и направление вектора скорости. А чем больше неравномерность, тем лучше должен быть результат. Вспомните, что я писал о разрушении моста под сапогами марширующих солдат в статье "Парадоксы энергии". Если суммировать энергию, сообщаемую мосту солдатами, и сравнить её с энергией, необходимой для разрушения моста, то вторая окажется в миллионы раз больше первой.
Неизвестно точно, кто был первым в разработке резонансных генераторов. Имеются сведения, что американский физик Генри Мюррей ещё в середине 20-х годов прошедшего века осуществил первый успешный опыт по извлечению энергии из физвакуума в достаточно больших объёмах. А в конце 20-х годов он построил 30-ступенчатый агрегат мощностью 50 кВт, который работал беспрерывно несколько месяцев. Мюррей не делал секрета из своих экспериментов и демонстрировал работающий генератор всем желающим. Это его и погубило. Однажды какой-то безумец принёс с собой бомбу и взорвал лабораторию. А вскоре внезапно умер и сам изобретатель. После его смерти все уцелевшие бумаги и чертежи установки исчезли. И потому точно не известно, как именно выглядел аппарат этого изобретателя.
Вторым был сербский физик Никола Тесла. Он тоже построил генератор, работающий на резонансном принципе, и его лаборатория в Колорадо-Спрингс также была взорвана. К счастью, Тесла был намного более известен по сравнению с Мюрреем и потому его самого не тронули. Но перекрыли все каналы получения денег для дальнейшей разработки. Тесловский аппарат состоял из электродвигателя и соединённого с ним через механическую муфту электрогенератора, а также искровика. Двигатель вращал генератор, а тот вырабатывал нужный для работы двигателя ток. При этом из-за наличия в цепи резонанса ток вырабатывался в таких количествах, что его хватало и для работы самого двигателя, и для питания многочисленных внешних потребителей. Когда между электродами в искровике проскакивает искра, в ней присутствуют колебания очень широкого спектра частот. И какая-нибудь из них обязательно совпадёт с резонансным значением. Если нагрузка изменится, резонанс будет осуществляться на другой частоте. Такая система очень удобна тем, что в ней не нужен блок управления и она автоматически подстраивается в резонансный режим. Но искра обладает двумя недостатками, из-за которых Тесла отверг данную схему. Во-первых, искра испускает жесткое рентгеновское излучение, вредное для организма. Именно по этой причине преждевременно ушли из жизни те наши современники, которые работали с искровой схемой: Арсений Меделяновский, Владилен Докучаев, Александр Чернетский. Во-вторых, искра порождает мощные радиоволны, от которых глохнут все телевизоры и радиоприёмники в округе.
Некоторые современные физики, работающие в этой области, видят источник энергии тесловской коробочки в электромагнитных полях. В принципе, если настроить частоту аппарата на частоту земного электромагнитного поля (от 7 до 7.5 герц, так называемый резонанс Шумана), извлекать энергию из магнитного поля окажется возможным. Но это противоречит тому, что говорил сам Тесла. Ведь он прекрасно разбирался в магнитных полях, но говорил всегда об эфире, а не о поле. Одного я только не понимаю: зачем Тесла установил в своей коробочке две антенны, когда можно было бы обойтись одной?
В этой установке вся энергия, выбрасываемая из физвакуума при его переходе из возбуждённого состояния в нейтральное, отдавалась потребителю. Поэтому для следующего цикла возбуждения требовался посторонний источник энергии. В схеме Мельниченко им был бензиновый генератор. А в коробочке Теслы это были далёкие молнии. Но если часть получаемой энергии пускать на повторное возбуждение вакуума, посторонний источник энергии можно убрать. Поэтому Мельниченко изменил установку. Модернизированный аппарат кроме двигателя с генератором включал также конденсатор переменной ёмкости, нагрузку, блок управления и батареи. Двигатель и генератор соединялись механически через муфту и электрически. Конденсатор находился в цепи нагрузки. Цепь нагрузки и цепь двигателя подсоединялись к генератору параллельно. Блок управления менял емкость конденсатора так, чтобы в цепи всегда поддерживался резонанс. Батареи были нужны лишь для запуска установки, а после выхода на стационарный режим они отключались.
А Паоло Кореа, похоже, повторяет работы Мюррея. Потому что внешний вид установки канадца очень напоминает то, что в своё время показывал американец и как об этом рассказывали посетители его лаборатории. Кореа использует акустический резонанс в плазме. В стеклянной трубе по всей её длине тянутся два плоских электрода, на которые подаётся переменное напряжение с частотой, равной резонансной частоте акустических колебаний плазмы (а у Мюррея было 30 таких труб, установленных последовательно в батарею). Сама же плазма создаётся посредством ионизации газа заряженными частицами, вылетающими из тонкого слоя радиоактивного вещества, покрывающего внутреннюю сторону электродов. Конечно, степень ионизации и температура такой плазмы довольно низки, но для получения хорошего результата этого оказывается достаточным. Как сообщает Кореа в своих статьях, на одну единицу вкладываемой энергии он получает от 6 до 18 единиц энергии из плазмы. К сожалению, у такой схемы имеется существенный недостаток: положительная обратная связь между вкладываемой и получаемой энергиями. Поэтому установка канадца работает неустойчиво, вырабатываемые ток и напряжение скачут в слишком широком интервале значений. А это ведёт к перенапряжению оборудования и его быстрому выходу из строя. Как решить эту проблему, исследователь пока не знает.
И вот что интересно. Оказывается, нечто подобное уже давно используется на всех электростанциях, правда с совершенно иной целью. Явление резонанса в электрической сети прекрасно известно всем электротехникам. Когда он возникает, в сети выделяется громадное количество дополнительной энергии (выброс энергии может в 5-10 раз превышать норму), и многие потребители перегорают. От их выхода из работы ёмкость и индуктивность сети меняются и резонанс исчезает. Но для уже перегоревших устройств от этого легче не становится. Чтобы избежать такого оборота, на выходе из станции устанавливают специальные антирезонирующие вставки. Как только сеть окажется слишком близко к условиям резонанса, вставки автоматически изменяют свою ёмкость и уводят сеть из опасной зоны. Но если бы мы стали специально подерживать резонанс в сети с соответствующим уменьшением силы тока на выходе из станции, тогда потребление топлива станциями упало бы в десятки раз. И во столько же раз упала бы себестоимость производимой энергии.
Также имеются сведения, что резонанс позволяет добиться многократного снижения энергозатрат при разложении воды на водород и кислород. Если электролиз производить током с частотой, равной частоте собственных колебаний атомов водорода и кислорода в молекуле воды, тогда затраты энергии на разложение падают в десятки раз. Но при последующем сгорании этих газов один в другом выделится такая же энергия, как раньше. Разлагая повторно полученную воду током резонансной частоты и снова сжигая полученные газы, можно добиться того, что при достаточно малых затратах электричества из розетки или от батарей мы получим громадные количества тепла. К сожалению, я не нашёл достаточно подробной информации на эту тему, поэтому ничего более конкретного сказать не могу.
Ув. участники и гости форума EnergyScience ru,
форум существует на общественных началах,
по возможности помогайте с оплатой хостинга,
спасибо!
Пополнен счёт форума:
01.01.22 -> 250,0 руб.
Заканчивается оплата хостинга, дней до блокировки: 39.
Резонансный трансформатор Хмелевского
Рассмотрение конструкций генераторов и принципов работы базирующихся на явлении резонанса, а также резонансные проявления и их качественное влияние на работу устройств.
Резонансный трансформатор Хмелевского
Заслуга Хмелевского в том, что он смог разобраться в сложных процессах и предложить простое решение. Феррорезонанс отличается от обычного тем, что зависит не только от частоты сигнала, но и от амплитуды. И возможно в схеме Хмелевского с изменением сопротивления нагрузки, благодаря обратной связи, в небольших пределах изменяется и частота генерации, что вызывает стабилизацию напряжения.
Доброго дня , я не специалист в ферорезонансе, но решил попробывать собрать данный бп. Придерживался всех рекомендаций по намотке и пропитке транса. Запуска с одного импульса не увидел по этой причине доматал еще одну обмотку и попробывал по генерить . И вотЗдравствуйте proton68 ! Огромное спасибо за великолепное видео ! Скажите , пожалуйста , а какой был зазор в сердечнике и какая ёмкость в контуре ? И ещё, какой сигнал давал Ваш ген . на обмотку возбуждения ? У меня "с роду" не получалось таких классных результатов как у Вас . С уважением .
А не от блока питания а сам БП от сети 220в не смотрели потребление? Под видео сказано что ))))
зазор в железе 0.05.)))))) в феррите имеется в виду? Когда то читал патент, так там по моему применялся стандартный сердечник от блока питания телевизора, а в телевизоре зазор только на центральном керне и около 2-х мм. Так сам феррит отпрессован уже с зазором, как можно было 0.о5мм сделать? Это я правда читал на форуме где то , может там не всё и по патенту было. Если даже взять ту схему что тут выложена, так там тройной выключатель-переключатель, а у вас нет такого. Может свою схему выложите по которой видео?
Здравствуйте Nikola . Что бы получить зазор в 0,05 мм. надо иметь два тр-ра . Да , зазор в 2 мм. в заводском тр-ре организован на одной из половинок сердечника . Если взять 2 половинки с " неукороченным " средним керном , то получится тр-р без зазора . Теперь любой зазор можно получить стачивая среднее керно одной из половинок до нужного размера . Феррит неплохо точится на абразивном камне . Тем более 0,05 мм. - "6 секунд" делов . С уважением .
Здравствуйте Ник! Я понял идею с двумя разными сердечниками, но интересно как proton68 делал. можно же и просто под все три керна бумажку подложить и ничего не стачивать? Если уже есть хороший результат, как у proton68, хочется понять как у него это всё сделано?
Самое интересное - почему не тухнет лампа при КЗ ? pronon68 , а каким проводом намотаны 4 витка вторички ? И ещё , обмотки намотаны обычным способом ? С уважением .
Доброго дня , 1)( Скажите , пожалуйста , а какой был зазор в сердечнике и какая ёмкость в контуре ? ) 2) (И ещё, какой сигнал давал Ваш ген . на обмотку возбуждения ?)
Транс сделан из двух одинаковых,в центральном керне нет зазора то есть он есть 0.05мм. Емкость в контуре 1мк 500в генератор схему прилогаю в нем сразу и драйвер есть ,ключ ирфп 460 .Вторичные обмотки намотаны 0.5мм одножильным проводом та что на лампочку содержит 4 витка.
3)(Если даже взять ту схему что тут выложена, так там тройной выключатель-переключатель, а у вас нет такого.) В изночальном варианте сделано было все посхеме , с тиристором с тройным выключателем .схема работала принудительно то есть конденсатор С2 было подоно постоянное напряжение 50 вольт через лампу (предохронитель), при этом изюм не обнаружен.По этой печине доматал третью обмотку и попробывал поиграться частотой и скажностью .Генератор выдает меандр с регулеровкой частоты ,скажности и наполнение. Схема генератора
Ссылка на яндекс диск
еще один источник Хмелевского
Ссылка на яндекс диск
С уважением ко всем. Секретов не каких нет.
Здравствуйте proton68 . Благодарю за понятный и содержательный ответ ! Правда , в ссылке о Хмелевском у меня очень даже расплывшиеся буквы , трудно что нибудь понять . А Ваш опыт с третей обмоткой буду обязательно повторять (очень интересно свечение лампы при КЗ) . Вам - удачи и успехов в опытах !
WILL писал(а): ↑ 14 окт 2017, 23:34 Вопрос может сдвинуться с мертвой точки, если форумчане с хорошей математической подготовкой, разобравшись в теории феррорезонанса помогут остальным.
думается,что дело здесь не в феррорезонансе.
- наличие у феррита резонансной частоты - паразитное явление, которое в подобных системах оборачивают преимуществом - на этой частоте повышается добротность. Потому задающий контур и нужно настраивать на частоту феррорезонанса. Так что лучше совсем без сердечников.
- выходит, что для БТГ первое что нужно - высокодобротный КК.
А говорят - не в резонансе дело. ну да - в его качестве, проявление в катушке свойства самоиндукции
В данной схеме колебательным контур Л-1, С-1 является основным и единственным энергонесущим элементом у которого мощность магнитного сердечника за счет феррорезонанса увеличивается:
0,7071Пи^2 , а так как применяется высокая частота за счет этого резонансная мощность повышается еще в 10 раз по частотному коэффициенту, данный колебательный контур получает необходимую энергетическую подпитку компенсирующую потери на индуктивности в результате единичного перезаряда конденсатора за счет включения параллельно колебательному контуру активного сопротивления по которому идет дополнительный ток заряда конденсатора. За счет разницы магнитной энергии индуктивности и энергии электрического поля заряженного конденсатора.
Схемотехническое решение высокочастотного кварцевого генератора может быть основано на применении кварцевого резонатора в качестве элемента цепи положительной обратной связи. В таких генераторах, часто называемых генераторами последовательного резонанса, кварцевый резонатор используется как последовательный резонансный контур и работает на частотах, близких к частоте последовательного резонанса. При этом эквивалентное сопротивление кварцевого резонатора имеет активный характер.
В настоящее время известно несколько основных схемотехнических решений кварцевых генераторов последовательного резонанса, каждое из которых имеет свои достоинства и недостатки. Среди таких схем следует отметить генераторы по схемам Батлера (Butler) и по схеме Хегнера (Hegner). При этом генераторы последовательного резонанса по схеме Батлера могут быть выполнены как на одном, так и на двух транзисторах.
Упрощенная принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера на двух транзисторах приведена на рис. 3.18. Главной особенностью данного схемотехнического решения является включение кварцевого резонатора BQ1 в цепь положительной обратной связи между эмиттерами транзисторов VT1 и VT2.
Рис. 3.18. Упрощенная принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера на двух транзисторах
Упрощенная принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера на одном транзисторе приведена на рис. 3.19. В этом случае транзистор VT1 по переменному току включен по схеме с общей базой. Особенностью этого схемотехнического решения является включение кварцевого резонатора BQ1 в цепь положительной обратной связи между коллектором и эмиттером транзистора VT1.
Рис. 3.19. Упрощенная принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера на одном транзисторе
Упрощенная принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Хегнера приведена на рис. 3.20. Главной особенностью рассматриваемой схемы является включение кварцевого резонатора BQ1 в цепь положительной обратной связи между коллектором транзистора VT2 и базой транзистора VT1.
Рис. 3.20. Упрощенная принципиальная схема кварцевого генераторов последовательного резонанса по схеме Хегнера
Следует признать, что указанные схемотехнические решения сравнительно редко применяются при разработке высокочастотных генераторов миниатюрных радиопередающих устройств. Дело в том, что более сложные схемотехнические решения генераторов с кварцевой стабилизацией частоты обычно основаны на использовании двух и более транзисторов, что ведет к усложнению схемы и увеличению количества пассивных элементов. В специализированной литературе и в сети Интернет можно найти большое количество конструкций, которые представляют собой модификации указанных схем генераторов последовательного резонанса, а их схемы лишь на первый взгляд имеют принципиально значимые отличия от основополагающих схемотехнических решений. В связи с ограниченным объемом предлагаемой книги в данном разделе будут рассмотрены особенности работы кварцевых генераторов последовательного резонанса на основе схем Батлера.
В первую очередь речь идет о схемотехническом решении кварцевого генератора по схеме Батлера, выполненного на двух транзисторах. Отличительной особенностью данной схемы транзисторного ВЧ-генератора, характеризующегося качеством, надежностью и универсальностью, является включение кварцевого резонатора в цепь обратной связи между эмиттерами транзисторов. Различные модификации этой схемы широко используются при разработке генераторов с частотами от 10 МГц до 200 МГц.
Принципиальная схема одного из вариантов высокочастотного кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера, выполненного на двух транзисторах, приведена на рис. 3.21. Частота генерируемого сигнала данной конструкции составляет от 6 МГц до 30 МГц при выходном напряжении 200 мВ. Потребляемый ток при напряжении питания 9 В не превышает 3 мА, выходное сопротивление около 200 Ом.
Рис. 3.21. Принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера, выполненного на двух транзисторах
Транзистор VT1 по переменному току включен по схеме с общей базой, поскольку его базовый электрод подключен к шине корпуса через конденсатор С1. Положение рабочей точки транзистора стабилизируется обычной мостовой схемой, в состав которой входят резисторы R1, R2 и R5.
При генерации на основной гармонической составляющей в качестве нагрузки в цепь коллектора транзистора VT1 включен обычный резистор. При генерации на гармонических составляющих в качестве коллекторной нагрузки используется LC резонансный контур, настроенный на частоту соответствующей гармоники. Задачей резонансного контура является коррекция фазового сдвига, необходимого при выборе той или иной гармонической составляющей. Одновременно изменяется и глубина обратной связи. Часто в цепь нагрузки параллельно LC-контуру подключается резистор для того, чтобы снизить добротность резонансной цепи.
Сформированный на коллекторе транзистора VT1 сигнал через резистор R7 проходит на базу транзистора VT2, с эмиттера которого снимается сигнал, поступающий в цепь обратной связи. С учетом того, что база транзистора VT2 непосредственно связана с коллектором транзистора VT1, положение его рабочей точки определяется в том числе и величиной сопротивления резистора R10. Величина сопротивления этого резистора должна быть сравнительно высокой, поскольку на коллекторе транзистора VT1 присутствует большое положительное напряжение.
Нередко при разработке кварцевых ВЧ-генераторов последовательного резонанса используются схемотехнические решения, основанные на так называемой схеме Батлера на одном транзисторе. В зарубежной специализированной литературе такие схемы часто называют схемами 1 /2 Баттлера. В отечественной специализированной литературе можно встретить такие названия, как, например, однокаскадные фильтровые схемы. В указанных однокаскадных генераторах транзистор активного элемента по переменному току может быть включен по схеме с общей базой или по схеме с общим коллектором.
Принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера, выполненного на одном биполярном транзисторе, включенном по схеме с общей базой, приведена на рис. 3.22. Частота генерируемого сигнала составляет 80 МГц при выходном эффективном напряжении 200 мВ на нагрузке 50 Ом. Потребляемый ток при напряжении питания 9 В не превышает 3 мА.
Рис. 3.22. Принципиальная схема кварцевого генератора последовательного резонанса по схеме Батлера на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой
Транзистор VТ1 по постоянному току включен по схеме с общим эмиттером. При этом положение рабочей точки этого транзистора определяется величиной сопротивлений резисторов R1 и R2, образующих делитель напряжения. По переменному току транзистор VТ1 включен по схеме с общей базой, поскольку по высокой частоте его база заземлена через конденсатор С1 сравнительно большой емкости. Стабилизация положения рабочей точки транзистора VT1 обеспечивается мостовой схемой, в состав которой помимо резисторов R1 и R2 входит и резистор R5 в цепи эмиттера транзистора VТ1.
К выходу активного элемента (коллектор транзистора VT1) подключен параллельный резонансный контур, образованный катушкой индуктивности L1 и цепочкой, состоящей из последовательно включенных конденсаторов С2 и С3, образующих емкостной делитель. Снимаемый точки соединения конденсаторов С2 и С3 сигнал обратной связи через кварцевый резонатор BQ1 подается на вход активного элемента (эмиттер транзистора VT1).
В кварцевом генераторе последовательного резонанса по схеме Батлера на одном транзисторе, включенном по схеме с общей базой, сигнал обратной связи может сниматься и с соответствующего отвода катушки L1, то есть с использованием индуктивного делителя. Однако в этом случае усложняется процесс настройки генератора. Тем не менее, такое схемотехническое решение иногда применяется при создании ВЧ-генераторов на частоту генерируемого сигнала до 40 МГц.
Необходимо отметить, что при использовании схемотехнических решений ВЧ-генераторов по схемам 1 /2 Баттлера как с емкостным, так и с индуктивным делителем, на выходе генератора следует устанавливать буферный каскад.
Всем хеллоу, сегодня речь пойдет о младшем брате катушек Теслы, генераторе факельного разряда, или "факельнике". Этот экземпляр был собран мной больше года назад, но мне не хватило терпения настроить его до конца, да и были существенные косяки в конструкции и исполнении. Недавно же я довел устройство до ума, и, раз уж пошла речь о высоковольтных устройствах, таких как ZVS-генератор и генератор Ройера, описанных в недавних статьях, решил написать статейку на Хабр, может кому будет интересно.
Что это такое, зачем нужно и как работает?
Генератор факельного разряда представляет собой вполне стандартный высокочастотный генератор, собранный по схеме типа "емкостная трехточка" на MOSFET-транзисторе со стабилизацией частоты LC-контуром (см. схему ниже).
Схема устройства
Практического применения схема не имеет, разве что для слишком уж специфичных задач, где необходимы температуры в несколько тысяч градусов, и создается как и все катушки Теслы / лестницы Иакова / качеры Бровина чисто в рамках спортивного интереса и для получения эстетического удовольствия при виде взрывающихся транзисторов высокочастотного факела на кончике плавящегося терминала.
Но как же достигается образование факела на кончике разрядника? Все достаточно просто: сам генератор достаточно мощный, вся система настроена в резонанс, и в колебательном контуре L2-C2-C3 образуется высокочастотное напряжение большой амплитуды, а поскольку к "горячему" концу контура подключена катушка L3, которая, по сути, является вторым колебательным контуром, так как ее резонансная частота должна быть равна резонансной частоте контура L2-C2-C3, на втором конце катушки L3 напряженность высокочастотного поля достигает таких значений, что выход энергии с острия терминала наблюдается в виде коронного разряда, который из-за большой частоты работы устройства чем-то напоминает пламя свечи. Потребляемая мощность при питании от источника напряжением 30 вольт около 200 ватт, длина факела при этом 4.5 см.
Сборка и настройка устройства
Сразу скажу, что настройка каждого такого генератора проводится исключительно экспериментально, рассчитать что либо кроме резонатора практически невозможно, поскольку схема высокочастотная, резонансная, и влияние паразитных емкостей и индуктивностей будет отличаться в каждом конкретном варианте сборки. Советую делать все провода как можно короче (этим я немного пренебрег) и набраться терпения, если еще не страшно, продолжаем, я постараюсь объяснить все как можно подробнее :)
НЕБОЛЬШОЙ ДИСКЛЕЙМЕР: не подносите ближе одного метра к работающему генератору любое оборудование и электронику, это может повлиять на ее работу, или вывести из строя, не стоит использовать в качестве источника питания импульсные блоки питания, лучше всего аккумулятор или блок питания на основе сетевого трансформатора с выпрямителем. Температура факела превышает несколько тысяч градусов. Будьте осторожны!
Перед сборкой не помешает рассмотреть основные составные части генератора. Одной из них является обычный усилитель A-класса на MOSFET-транзисторе Q1. Цепь R1-R2-RP1-D1 задает необходимое начальное напряжение на затворе, и, как следствие, ток покоя каскада. Проще говоря, эта цепь позволяет как-бы "приоткрыть" транзистор для введения его в нужную область вольт-амперной характеристики и обеспечения работы транзистора "в режиме". Дроссель L1 является нагрузкой каскада, и образует с конденсатором C1 Г-образный LC фильтр, подавляющий высокочастотные помехи, создаваемые генератором в цепях питания. Следующая часть - резонансный контур L2-C2-C3, образуемый индуктивностью и емкостным делителем напряжения C2-C3, к точке соединения конденсаторов которого подключен затвор транзистора Q1, обеспечив таким образом положительную обратную связь мы превратили усилитель в автогенератор, частота работы которого зависит от параметров колебательного контура L2-C2-C3. Последняя часть генератора - катушка L3, которая, как было описано выше, в паре с терминалом образует второй колебательный контур. На этом рассмотрение узлов устройства считаю исчерпывающим, переходим к сборке и настройке генератора.
Для начала соберем основу генератора: усилитель A-класса с Г-образным фильтром и цепью смещения затвора. Транзистор необходимо установить на массивный радиатор, нагрев в процессе работы будет адским. Хорошо подходят радиаторы охлаждения центральных процессоров ПК. В качестве основания я выбрал стеклотекстолит, а также добавил винтовой зажимной разъем и выключатель в конструкцию
Основа генератора
По центру разместился транзистор с обвязкой. Хорошо работают IRFP250N, IRFP260N, их я проверял лично, есть информация что подходит IRFP460N. Стабилитрон любой от 5.6 до 12 вольт (возможно, подойдет супрессор, сам не пробовал), резистор R1 1-1.5K, мощность не менее 0.5 ватта, R2 1-5.1K, мощность любая, подстроечный резистор PR1 10-100K, очень рекомендую взять многооборотистый, проще будет настраивать ток покоя.
Транзистор Q1 с обвязкой R1-R2-RP1-D1
Слева от транзистора разместился керамический фильтрующий конденсатор, набранный из 20 элементов поверхностного монтажа емкостью по 4.7 мкФ каждый. Данная сборка должна иметь емкость 90-100 мкФ, рабочее напряжение в два раза больше питающего и обязательно состоять из любого количества керамических конденсаторов, обычные электролитические или танталовые конденсаторы при таком уровне и частоте пульсаций просто взрываются.
Фильтрующий конденсатор C1
Далее мотаем и добавляем в конструкцию дроссель L1. Магнитопровод обязательно ферритовый, другие не работают, даже не всякие ферритовые хорошо работают, форма любая, габаритная мощность не менее 100 ватт, количество витков около 20, провод любой 0.8 и более мм диаметром, предпочтительно литцендрат или многожильный, количество витков и сердечник подбираются экспериментально. У меня лучше всего работало на двух ферритовых кольцах-фильтрах с проводов мощных блоков питания, соединенных вместе, намотал 22 витка каким-то проводом МГТФ, он хоть и тонковат, но многожильный и хорошо держит нагрев. Именно такой дроссель я и оставил в итоге.
Дроссель L1
Теперь пора отрегулировать ток покоя. Подключаемся микроамперметром в разрыв точки соединения дросселя L1 и стока транзистора Q1, при этом контур L2-C2-C3 и катушка L3 должны быть отключены, выкручиваем подстроечный резистор RP1 в минимум и подаем 15-20 вольт на схему, этого более чем достаточно чтобы получить факел в сантиметр-полтора и настроить систему. При этом все должно быть так как на схеме ниже. Медленно подкручиваем резистор RP1, пока ток покоя не будет в районе 150 мА, в дальнейшем его можно изменять при настройке, но после 250 мА сильно вырастает нагрев, а при токе ниже 100 мА может срываться или не запускаться генерация, оптимально 150-200 мА.
Схема подключения миллиамперметра
Настало время подключить контур L2-C2-C3. Катушка L2 особо не критична, должна иметь диаметр оправки 30-35 мм и 7-12 витков толстого провода, 1 и более миллиметра диаметром. Можно найти готовые катушки как на фото ниже, они достаточно распространены и идеально подходят для этой схемы, в странах постсоветского пространства их несложно найти практически на любом радиорынке ил радиобарахолке, параметры особо не критичны. Характеристики моей катушки: диаметр керамического основания 35 мм, 8 витков посеребренным медным проводом 2.5 мм диаметром. Катушка будет слегка нагреваться.
Контурная катушка L2
Контурный конденсатор C3 должен быть обязательно высококварным, то есть должен работать с большими реактивными мощностями, идеально подходят конденсаторы К-15У, я испытывал два как на фото ниже, 100 пФ и 150 пФ, оба работают нормально, нагрев не более 40 градусов. Другие конденсаторы, я испытывал КВИ-2 и КВИ-3, очень сильно греются, их диэлектрик не предназначен для работы на таких частотах и мощностях.
Контурные конденсаторы C3
Конденсатор C2 в нижней части емкостного делителя напряжения любой керамический 250 и более вольт, но, почему-то хорошо работают именно КСО. Поскольку для настройки нужен большой ассортимент конденсаторов, а у меня есть мешок КСО, именно их я и испоьзовал.
Конденсатор C2
Точного номинала C2 сказать невозможно, этот конденсатор подбирается исключительно экспериментально, поэтому убираем миллиамперметр, и собираем схему полностью, но без катушки L3 и терминала. Ставим с начала конденсатор C2 1нф, подаем питание и отверткой проверяем дугу с точки подключения резонатора. Если дуги нет, увеличиваем емкость C2. Проверить, началась ли генерация, можно неоновой лампочкой, поместив внутрь L2, если светится, значит все хорошо. При дальнейшем увеличении емкости C2 потребляемая мощность и дуга будет расти, до какого-то предела, затем генерация сорвется (то есть, при увеличении емкости, после какого то предела, дуга пропадет, а ток потребления резко упадет), нам надо подобрать емкость на 100-300 пФ ниже чем емкость, при которой происходит срыв. Проще говоря, подбираем емкость C2 до тех пор, пока дуга и мощность не станет максимальной, но генератор будет стабильно запускаться и работать. У меня срывалась генерация при номинале C2 более 3,6 нФ, в итоге я оставил 3,4 нФ. Дуга при 15 вольтах питания получалась как на фото ниже. На этом настройка первого резонансного контура закончена.
Настройка первого резонансного контура
Итак, финал близко! Переходим к расчету резонатора L3 и изготовлению терминала, для этого нам надо знать частоту работы генератора, измерить ее можно осциллографом или частотомером (НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ измерительное оборудование напрямую к контуру, для измерения достаточно просто положить провод на расстоянии нескольких десятков сантиметров от работающего генератора) или поймать на SDR-радио и посмотреть центральную частоту на спектре. Частота моего экземпляра составила 11.75 МГц. Далее, исходя из диаметров оправки и провода рассчитываем катушку, так чтобы ее резонансная частота была равна частоте генератора, которую мы измерили, мотать надо проводом 0.8 и более мм в диаметре, и на 20-30 процентов больше расчетного количества витков. Если рассчитывать не вариант, мотаем заведомо больше витков. Подсоединяем катушку L3 на свое место, и, отматывая по одному витку, начинаем поиск резонанса, который ознаменуется появлением факела. Когда факел будет максимально длинным, подключаем терминал. Резонанс немного уйдет, и надо будет отмотать еще несколько витков, чтобы факел с нашим терминалом был максимально большим. если вы отмотали лишнее, можно добавить виток снизу (так сделал я) или немного увеличить терминал. Катушка у меня получилась 64 витка по расчету, а фактически больше 70, диаметр оправки 32 мм, мотал проводом диаметром 1 мм. Фото катушки L3 вместе с терминалом ниже.
Катушка-резонатор L3 с разрядником
С разрядником отдельная история, он будет постоянно выгорать, лучше всего чтобы конструкция была модульной, например, как у меня, на винтовых зажимах, для того чтобы иметь возможность заменить рабочее тело терминала. А вот с материалом не все так просто, в идеале - вольфрам, но я использовал медь, благодаря хорошей теплопередаче на небольших мощностях выгорания практически не было, хороший вариант - графит, но он должен быть чистым, иначе стержень трескается, помимо этого графит после каждого остывания будет немного осыпаться. Тело разрядника должно быть достаточно массивным, чтобы успевать рассеивать тепло от электрода без расплавления, но не иметь слишком большую длину, иначе окажет сильное влияние на емкость резонатора и уведет резонанс. На этом разбор отдельных элементов и настройку системы можно считать оконченной!
Собранный и настроенный генератор
Заключение
Итак, статья вышла достаточно длинной, но я постарался объяснить все максимально подробно, если будут вопросы, вы можете задать их в комментариях, как увижу, непременно отвечу. Желаю удачи всем, кто собрался повторить проект, и давайте посмотрим на то, ради чего все мы здесь собрались - на электронный огонь:
Электронное пламя
Буду рад, если статья оказалась полезной или интересной! Всем добра :)
Читайте также: