Уплотнитель мощности в системах нагрева.

У внимательного читателя вероятно возник вопрос, какое отношение имеет одиозный проект Хантер по разработке индукционного нагревателя адаптивного типа класса Охотник к уплотнителю мощности - заряд и разряд конденсатора. Тому несколько причин.

1. Случается что обращаются руководители с желанием получить готовое высоконадёжное, бюджетное решение индукционного нагрева, такового, как и мыслей по его реализации, до настоявшего момента не было С действующим же прототипом уже можно договариваться о совместной деятельности.

2. В схемах уплотнителя мощности показано, что максимально эффективным является первый момент разряда конденсатора, когда в нагрузку отдаётся максимум энергии. Например, если напряжение источника питания и начало разряда конденсатора 300 вольт, напряжение прекращения заряда - 250 вольт. Парадокс, но практически полностью заряженный конденсатор заряжается до полного напряжения неприлично долго, а самое интересное, самовосстановление заряда конденсатора, случается именно при минимальной дельте заряд/разряд конденсатора:

energy4all.ru/um/video/20190202_211031_nosound.mp4

Некоторое время назад подумал, что для решения данной проблемы как нельзя лучше должен подойти резонанс. Что бы не говорили злопыхатели, но выход на резонансную частоту случается сразу и максимальную амплитуду мы наблюдаем сразу. Значит и заряд конденсатора не придётся больше ждать как у моря погоды. В худшем случае конденсатор будет полностью заряжен через несколько циклов!. Скорость заряда конденсатора будет напрямую зависеть от частоты колебательного контура. Выше частота-выше скорость заряда, при этом не будет потерян ни один кварк потенциальной энергии. При обычном разрыве цепи, энергия уходит в пространство. Как говорил ранее, колебательный контур это Хранитель потенциальной энергии (легко читается на приведённой осциллограмме). Таким образом проект Хантер - выведет уплотнитель мощности на новый уровень.

amischuk пишет:

...
2. В схемах уплотнителя мощности показано, что максимально эффективным является первый момент разряда конденсатора, когда в нагрузку отдаётся максимум энергии. Например, если напряжение источника питания и начало разряда конденсатора 300 вольт, напряжение прекращения заряда - 250 вольт. Парадокс, но практически полностью заряженный конденсатор заряжается до полного напряжения неприлично долго, а самое интересное, самовосстановление заряда конденсатора, случается именно при минимальной дельте заряд/разряд конденсатора:

energy4all.ru/um/video/20190202_211031_nosound.mp4
...

Никакого парадокса нет. Ответ прост - работает процесс прерывания разряда конденсатора. Такой же эффект дает прерывание тока "накачки" катушки в Ваших экспериментах. Физически оба процесса абсолютно эквивалентны. Минимальная дельта также понятна. Чем больше прерываемый разрядный ток (для конденсатора) и чем выше скорость закрытия разрядного ключа - тем выше всплеск потенциала. Можно добиться таких параметров, когда для дозаряда конденсатора источник питания окажется не нужным. Все сделает "прерывание". Закон сохранения импульса, в его механистическом восприятии - в помощь.

Константин пишет:

amischuk пишет:

...
2. В схемах уплотнителя мощности показано, что максимально эффективным является первый момент разряда конденсатора, когда в нагрузку отдаётся максимум энергии. Например, если напряжение источника питания и начало разряда конденсатора 300 вольт, напряжение прекращения заряда - 250 вольт. Парадокс, но практически полностью заряженный конденсатор заряжается до полного напряжения неприлично долго, а самое интересное, самовосстановление заряда конденсатора, случается именно при минимальной дельте заряд/разряд конденсатора:

energy4all.ru/um/video/20190202_211031_nosound.mp4
...

Никакого парадокса нет. Ответ прост - работает процесс прерывания разряда конденсатора. Такой же эффект дает прерывание тока "накачки" катушки в Ваших экспериментах. Физически оба процесса абсолютно эквивалентны. Минимальная дельта также понятна. Чем больше прерываемый разрядный ток (для конденсатора) и чем выше скорость закрытия разрядного ключа - тем выше всплеск потенциала. Можно добиться таких параметров, когда для дозаряда конденсатора источник питания окажется не нужным. Все сделает "прерывание". Закон сохранения импульса, в его механистическом восприятии - в помощь.

Отчасти всё верно. Подскажите пожалуйста, получалось у Вас на генераторе сигналов или иным образом, управляя электронным ключом, добиться самовосстановления заряда конденсатора? Мне, без схемы контроля заряда и разряда конденсатора, получить этот эффект не удаётся. Разряд конденсатора в схеме уплотнителя мощности замедляется, в результате постоянного прерывания "разрядного" тока.


Парни повторили эксперимент генерации токов импульсов, восстанавливающие заряд конденсатора, независимая разработка на советской схемотехнике:



И мне кажется в Ваших рассуждениях есть неточность. Посмотрите видео по ссылке далее из раздела уплотнитель мощности. Синий луч - изменение напряжения на обкладках конденсатора, красный луч - данные с датчика тока расположенного на положительной обкладке конденсатора.

energy4all.ru/um/video/20200802_014112_nosound.mp4

Прежде чем ток станет разрядным и начинает изменяться по классическому закону от максимума к минимуму, он должен прийти к этому максимуму. И разного рода эффекты наблюдаются не в классическом диапазоне, а при прерывании тока в его "начальном стремлении" к этому максимуму. Этот диапазон выделен вертикальными курсорами осциллографа и ограничен в конце ролика, но при всём уважении, это не ток (!), движения зарядов в цепи нет. Поэтому прежде чем говорить о законе сохранения энергии импульса, следует определиться с этой самой энергией. А её как раз и нет в её механистическом восприятии.

Вы правы, я неправ. С конденсатором я несколько поторопился, неправильно разрисовал вектора. Полностью согласен с написанным Вами: "И разного рода эффекты наблюдаются не в классическом диапазоне, а при прерывании тока в его "начальном стремлении" к этому максимуму. Этот диапазон выделен вертикальными курсорами осциллографа и ограничен в конце ролика, но при всём уважении, это не ток (!)". Это действительно не ток. Спасибо, что "ткнули носом".
Чуток Вас поправлю: не закон сохранения энергии импульса, а просто закон сохранения импульса (количества движения, в механике p=mv).

Пару слов следует сказать о схемотехнике генератора сигналов и возможности выделения четвертей периода синусоиды в проекте индукционного нагрева адаптивного типа класса "Охотник". Традиционно выделяют четверть периода, ориентируясь на пик синусоиды. Проект Хантер предлагает к реализации принципиально иной подход. Допустим резонансная частота параллельного колебательного контура 10кГц. Но на генераторе сигналов LTC6903 микроконтроллер установит частоту 20кГц, которая делится на два д-триггером SN74LVC1G74.


Работа на удвоенной частоте позволяет выполнять логическое сложение исходного сигнала генератора и сигнала после делителя - жёлтый луч осциллографа. При условии что момент включения транзистора приходится на переход синусоиды через ноль, данная техника позволяет гарантированно и максимально точно выделять и оперировать с четвертями периода синусоиды.


Возникает вопрос, кто подберёт и установит удвоенную частоту резонанса? С этой задачей легко справится адаптивный алгоритм индукционного нагревателя класса "Охотник". Охотник определяет максимум тока напряжения и под них подбирает частоту. Значит при наличии делителя частота генератора будет установлена в 20кГц при его отсутствии в 10кГц.

Техника определения пика сигнала используя деление на два частоты генератора востребована в проекте Хантер частично и в финальной схеме будет изменена. Но для случая определить максимум заряда конденсатора в резонансном контуре и выполнить его частичный разряд, используя технику генерации токовых импульсов, вполне приемлема.

Поскольку потенциальная энергия образуется в точке прерывания тока, то по логике и снимать её следует непосредственно с транзистора или искровика, а не с индуктивности как это принято.


В первой части ролика показан традиционный способ заряда конденсатора через диод который подключается последовательно с конденсатором между стоком и истоком транзистора. Конденсатор заряжается до напряжения источника питания. В случае применения любой из предложенных ранее техник работы с потенциальной энергией, конденсатор заряжается до четырёхсот и более вольт, что в десятки раз больше исходного напряжения.



Данная техника съёма проверена и работает для параллельного колебательного контура в резонансе. При этом можно выполнять нагрев металлической заготовки. Длительность в течении которого включен транзисторный ключ находится в границах между вашим желанием получить большее напряжение и возможностью спалить транзистор. При транзите тридцати ватт транзисторы уверенно греют радиатор, из строя не выходят.

Вопрос знатокам, почему конденсатор между стоком и истоком транзистора через диод заряжается до напряжения источника питания - 25V, а через башню мордора до 440 вольт. Где спрятаны эти 400 вольт и откуда они берутся? Потребление от ИП и эпюры тока неизменны.

Я таким образом легко получаю из 12В - 1500В. Можно и больше. Все определяется "прочностью" транзистора и его "скоростью". Частота порядка 2 кГц. При определенной нагрузочной емкости сток-исток, на стоке прямоугольный импульс амплитудой 1500В при скважности 15 - 20, без колебательных процессов..

GeotechRU пишет:

Здравствуйте, GeotechRU.

Предложенные мной схема и видеоролик демонстрируют, что энергию следует снимать в точке прерывания тока. Вы добавляете разрядник и полностью игнорируете основной посыл. Посмотрите патенты Тесла. Тесла более логичен, снимает энергию с разрядника.

В моей схеме колебательный контур отсутствует, нет резонанса. Осциллограмма тока приведена в видеоролике. Не очень ясно где вы нашли синусоиду. В примечании указал, что с колебательного контура можно означенным способом так же снимать потенциальную энергию и переводить её в заряд конденсатора без увеличения тока потребления в процессе индукционного нагрева.

GeotechRU пишет:

Здравствуйте, amischuk.

Вы можете выложить схему где Тесла снимает энергию напрямую с разрядника.

По мне так везде. Разрядником разрывает ток, получает потенциальную энергию и далее осмысленно использует. Или теслу заводит или лампы включает. Вы же в своей схеме только искрить пытаетесь.

Зачем Вы мне магниты присылаете? Магнитное поле есть там, где есть ток. Нет тока, нет магнитного поля. Потенциальная энергия не имеет токовой базы - чистый потенциал, а значит нет и магнитной составляющей. В синюю индуктивность моей схемы разместите феррит - параметры системы изменятся. В линейный ускоритель поместите ферритовый стержень не изменится ничего. Нет там магнитного поля как и эфира, который Вы добросовестно пропагандируете. Всё просто: Жизнь после смерти есть, а вот эфира нет.

P.S.

Удалил я пока только Ваш рекламный плакат про эфир. Но хочется удалить и всё остальное - эфирообразное.

Вспомнилось