НЕСИММЕТРИЧНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОРТОГОНАЛЬНЫХ КАТУШЕК. Секреты Николы Тесла Владимир Уткин Введение
Теоретические основы теслатехники
Практическое руководство по устройствам свободной энергии. Глава5 Патрик Дж. Келли Теоретические основы теслатехники Свободная энергия: Никола Тесла- СЕКРЕТЫ ДЛЯ ВСЕХ Автор: Владимир Уткин Корректура перевода
Лекц ия 28 Электромагнитные колебания
U m. 2) π. 1) 1, Дж 2) 5, Дж 3) 1, Дж 4) Дж
Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и конденсатора. В нём наблюдаются гармонические электромагнитные колебания с периодом Т = 5 мс. В начальный момент времени заряд конденсатора максимален
Тема 3.1 Электромагнитные колебания
Тема 3. Электромагнитные колебания. Колебательный контур. Уравнение колебательного контура 3. Свободные незатухающие колебания в контуре 4. Свободные затухающие колебания в контуре 5. Вынужденные колебания
Сборник задач для специальности АТ 251
RU (11) (51) МПК H03K 17/00 ( )
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК H03K 17/00 (2006.01) 167 664 (13) U1 R U 1 6 7 6 6 4 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ (21)(22)
Электричество и магнетизм
Электричество и магнетизм Электростатическое поле в вакууме Задание 1 Относительно статических электрических полей справедливы утверждения: 1) поток вектора напряженности электростатического поля сквозь
Электромагнитные колебания
15. Электрические колебания
5. Электрические колебания Вопросы. Дифференциальное уравнение, описывающее свободные колебания заряда конденсатора в колебательном контуре, имеет вид Aq + Bq = 0, где A и B известные положительные постоянные.
Лекция Февраль 2014
Лекция 1. 10 Февраль 2014 Закон Кулона. Электрическое поле точечных зарядов. Принцип суперпозиции. Пример: расчет электрического поля двух одноименных одинаковых зарядов. Потенциал поля точечных зарядов.
http://library.bntu.by/krutov-v-teoreticheskie-osnovy-elektrotehniki ВВЕДЕНИЕ… З 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ…5 1.1. Основные сведения об электромагнитном поле…5 1.2. Электростатическое поле. Закон Кулона…
Электромагнитные колебания
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Электромагнитные колебания Темы кодификатора ЕГЭ: свободные электромагнитные колебания, колебательный контур, вынужденные электромагнитные колебания, резонанс,
Тема 4.2. Цепи переменного тока
Тема 4.. Цепи переменного тока Вопросы темы.. Цепь переменного тока с индуктивностью.. Цепь переменного тока с индуктивностью и активным сопротивлением. 3. Цепь переменного тока с ёмкостью. 4. Цепь переменного
Задачи. Принцип суперпозиции.
Задачи. Принцип суперпозиции. 1. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q = 0, 3 нкл каждый. Какой отрицательный заряд Q x нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания
Открытый банк заданий ЕГЭ
Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент t = 0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б представляют
Электромагнитные колебания и волны.
Вариант 1. 1. Конденсатор электроемкостью 500 пф соединен параллельно с катушкой длиной 40см и площадью поперечного сечения 5 см 2. Катушка содержит 1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти период колебаний
Лабораторная работа 16 Трансформатор.
Лабораторная работа 16 Трансформатор. Цель работы: исследовать работу трансформатора в холостом режиме и под нагрузкой. Оборудование: трансформатор (собирать схему для понижающего трансформатора!), источник
Контрольная работа 2 Вариант 1
Вариант 1 1. Заряды по 10 нкл расположены на расстоянии 6 см друг от друга. Найти напряженность поля и потенциал в точке, удаленной на 5 см от каждого заряда. 2. Два заряда по +2нКл каждый находятся на
ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ».
ФИЗИКА 11.1 класс. Профиль. БАНК ЗАДАНИЙ ЧАСТЬ 2 «МАГНИТНОЕ ПОЛЕ». 1. Подберите наиболее правильное продолжение фразы «Магнитные поля создаются…»: A. атомами железа. Б. электрическими зарядами. B. магнитными
ФИЗИКА МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
9 ФИЗИКА МАГНИТНЫХ ЯВЛЕНИЙ КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ И ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ СИЛА ЛОРЕНЦА И СИЛА АМПЕРА Все проявления магнетизма в природе и технике могут быть сведены к фундаментальному взаимодействию
Факультатив. Пример 3.
Факультатив. Пример 3. На схему в нулевой момент времени подают ступеньку напряжения с амплитудой. Нужно найти напряжение на выходе схемы, как функцию времени. Для трех неизвестных токов I, I 1, I напишем
Тема 1. Электростатика
Домашнее задание по курсу общей физики для студентов 3-го курса. Варианты 1-9 — Задача 1.1 Варианты 10-18 — Задача 1.2 Варианты 19-27 — Задача 1.3 Тема 1. Электростатика По результатам проведённых вычислений
Электрические колебания
Электрические колебания Примеры решения задач Пример В схеме изображенной на рисунке ключ первоначально находившийся в положении в момент времени t переводят в положение Пренебрегая сопротивлением катушки
Тема 1. Линейные цепи постоянного тока.
МЕТОДИЧЕСКОЕ УКАЗАНИЕ 2 системы и технологии» Тема 1. Линейные цепи постоянного тока. 1. Основные понятия: электрическая цепь, элементы электрической цепи, участок электрической цепи. 2. Классификация
Электромагнитная индукция
Электромагнитная индукция Явление электромагнитной индукции Электромагнитная индукция явление возникновения тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего его. Явление
Механические колебания
Механические колебания Гармонические колебания Колебаниями называются процессы (движения или изменения состояния), повторяющиеся во времени вблизи некоторого среднего положения. Положение, вблизи которого
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ
На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (
Frolov transformator
В 1990-1997 годах автором были проведены некоторые эксперименты по изучению идей Н.Тесла и найдена возможность асимметрии взаимоиндукции между первичной и вторичной катушками электромагнитного трансформатора. Данные опубликованы в Журнале Русская Физическая Мысль, 1997 год, статья «Свободная энергия», стр.90. Показано, что причинно-следственная связь первичной и вторичной цепей трансформатора энергии может быть асимметричной, то есть производится только индуцирование колебательного процесса во вторичной цепи и не производится совсем или производится в меньшей степени индуцирование противо-ЭДС в первичной цепи.Если первичная катушка имеет форму соленоида, а вторичная — форму плоской спиральной катушки, то их магнитные поля ортогональны: у соленоида поле осевое, а у спирали — радиальное. Обычная реакция на подключение нагрузки к выводам плоской катушки выражается в виде увеличения тока потребления трансформатора. За счет асимметрии полей удается получить значительное уменьшение данной реакции. В эксперименте был использован генератор 3-8 КГц, плоская катушка размером 60х60 мм, 20 витков. Соленоид намотан на прямоугольном каркасе проводом 0.8 мм таким образом, что спиральная катушка находится внутри соленоида и делит его пополам. Получен коэффициент асимметрии мощности около 10, то есть реакция на подключение нагрузки в 10 раз меньше, чем в обычном трансформаторе. Увеличить данный коэффициент можно за счет увеличения числа витков плоской катушки, так как уменьшится осевая (соленоидальная) компонента поля, создаваемая крайними витками.
Мощность во вторичной обмотке данной схемы не является неограниченной, и она зависит от величины и частоты изменения магнитного потока. В резонансном состоянии трансформатора, как показал Н.Тесла, эффективность системы значительно возрастает.
Это рисунки из моей книги «Новые источники энергии»
Схема вполне работоспособная, мне иногда сообщают об успешных результатах
экспериментов. Например, недавно 5 октября 2013 года авторы из Ростова на
Дону сообщили по телефону, что их измерения показали коэффициент усиления
в этой схеме 4 к 1. При обсуждении возможностей коммерциализации и
совместного патентования со мной, он уверенно заявил что он нашел эти идеи
у Тесла. Интересно, как люди меняются…
В общем, тема рабочая и я ищу партнеров для ее развития. Мощность
генераторов данного типа может быть любая.
Патент US 593138 Электрический трансформатор (вариант перевода) — Патенты
Вариант перевода Gorlum с комментариями переводчика курсивом.Электрический трансформатор
Перевод и комментарии (курсивом): Gorlum Ко всем, кого это может коснуться : Представленный аппарат основан на аппаратах, которые я изобрел и использовал с целью производства электрического тока высокого потенциала, трансформаторы или катушки индукции которых хотя и построены на тех же принципах, но в части конструкции являются совершенно непригодными к производству или к практическому использованию, поскольку склонны к саморазрушению и опасны для приближающихся или управляющих ими людей. Тип катушки в которой присутствуют последние названные характеристики — плоская спираль, и эту форму я в основном использую, первичная обмотка наматывается на внешней стороне вторичной обмотки и ток снимается с центра последней или с внутреннего конца спирали. Я могу отступить от этой формы или изменить её, однако подробности здесь не рассматриваются. В конструкции моих улучшенных трансформаторов я использую вторичную обмотку длинной приблизительно 1/4 длины волны электрических колебаний в схеме включающей вторичную катушку, рассчитанную на основе скорости распространения электрических колебаний в этой схеме, или, в основном, такой длины, при которой электрический потенциал в точке вторичной обмотки, наиболее удалённой от первичной обмотки, будет максимален. При использовании этих катушек я соединяю один конец вторичной обмотки, или её точку которая близко к первичной обмотке, к земле, и для большей безопасности для людей или других аппаратов я также соединяю её с первичной обмоткой. В сопровождающих рисунках, Рис.1 — диаграмма, иллюстрирующая схему обмоток и подключения, которые я использую в конструкции своих улучшенных катушек и способ использования их для передачи энергии на большие расстояния. Рис. 2 – вид сбоку, и Рис. 3 вид сбоку и разрез модифицированной катушки сделанной в соответствии с моим изобретением. Сердечник может быть из магнитного материала, когда это желательно. «C» — первичная обмотка, которая намотана вокруг и вблизи вторичной обмотки. Один вывод последней размещён в центре спиральной катушки, и от него ток поступает в линию или в другой нагрузке. Другой вывод вторичной обмотки связан с землей и, предпочтительно, также с первичной обмоткой. Когда два соленоида используются в передающей системе, в которой ток преобразуется в высокое напряжение и затем повторно преобразуется к более низкому потенциалу, приёмный трансформатор сконструирован и подключен таким же образом, как и первый — то есть внутренний или центральный конец той обмотки, что соответствует вторичной обмотке первого трансформатора, будет связан с линией и другой конец подключается земле и местной схеме, или к той обмотке, которая соответствует первичной обмотке первого трансформатора. В этом случае провод линии должен быть протянут таким образом, что бы избежать потерь от тока протекающего от линии к объектам находящимся вблизи от неё и имеющим контакт с землей, например, посредством длинных изоляторов, укрепленных, предпочтительно, на металлических опорах, так, чтобы в случае утечки в линии, ток утечки безопасно замкнулся на землю. На Рис.1, где такое устройство иллюстрировано, генератор «G» изображён просто как питающий первичную обмотку передающего или повышающего трансформатора, и лампы «H» и двигатели «K» демонстрируют связи с соответствующей схемой приёмного или понижающего трансформатора. Внутренние выводы вторичной обмотки выведены через трубки изоляционного материала «М», в то время как другие или внешние выводы связаны с первичной обмоткой. Длина вторичной катушки B или каждой вторичной катушки, если используются две, как на Рис.3, как говорилось прежде, приблизительно одна четверть длины волны распространяющейся во вторичной схеме вторичной обмотки, рассчитанной из скорости распространения электрической волны непосредственно через катушку и схему, с которой она связана – можно сказать, если скорость с которой ток протекает в схеме, включая соленоид, будет 185000 миль в секунду, то частота 925 колебаний в секунду содержала бы 925 стоячих волн в схеме 185000 миль длиной и каждая волна будет длиной в двести миль. Для такой частоты я должен использовать вторичную обмотку 50 миль длиной, так, чтобы когда на одном выводе электрический потенциал был бы равен нулю, на другом был бы максимум. Катушки описанные здесь имеют несколько важных преимуществ. Поскольку потенциал увеличивается с числом витков, разность потенциалов между соседними витками будет сравнительно мала, и, следовательно, очень высокое напряжение недостижимое с обычными катушками может быть успешно достигнуто. Поскольку вторичная обмотка электрически соединена с первичной обмоткой, последняя будет иметь тот же электрический потенциал, как и прилегающие к ней части вторичной обмотки, таким образом не будет тенденции для искр «прыгающих» с первичной обмотки на вторичную и разрушающих изоляцию. Более того, как первичная обмотка, так и вторичная заземлены, а линейный зажим катушки перенесен в удалённую точку аппарата и изолирован от него, опасность разряда через корпус на человека или близко расположенные приборы сведена к минимуму. Я знаю, что индукционная катушка в форме плоской спирали не нова сама по себе, но я не требую на неё своих прав, но Вот, что я заявляю в своём изобретении: 2. Трансформатор для производства и преобразования токов высокого напряжения, включающие первичную и вторичную обмотки, намотанные в форме плоской спирали, конец вторичной обмотки, прилегающий к первичной, электрически соединён с ней и с землёй, в то время, когда трансформатор находится в использовании, как сформулировано. 3. Трансформатор для производства и преобразования токов высокого напряжения, включающего первичную и вторичную обмотки, намотанные в форме спирали, вторичная обмотка находится внутри и окружена первичной, и имеет смежный (близкий к первичной обмотке) вывод, электрически соединённый к тому же и с землей, в то время, когда трансформатор находится в использовании, как сформулировано. 4. Система для преобразования и передачи электрической энергии, в виде комбинации двух трансформаторов, один для повышения, другого для понижения электрического потенциала тока, упомянутые трансформаторы имеют один вывод от более длинной или намотанной тонким проводом катушки и связан с линией, другой вывод, прилегающий к более короткой катушке, электрически соединён к тому же с землей, как сформулировано.
В общем ход мысли Тесла понятен: для получения высокого коэффициента трансформации первичная обмотка должна иметь малое число витков. Но тогда, если вторичная обмотка будет длинным соленоидом, магнитное поле первички не сможет охватить все витки вторички, следовательно вторичка должна быть плоской спиралью и вся помещаться внутри короткой первички. Теперь для увеличения надёжности удоляем высоковольтный конец вторички выдвигая его наружу, получаем конусную катушку, но магнитное поле первички опять не охватывает всех витков L. Тогда появляется первичка в виде широкой ленты, охватывающая всю вторичную обмотку, которую теперь приходится для снижения разности напряжений разбить на две части, но такая конструкция уступает конусной в области особо высоких напряжений, хотя и «пригодна для наибольшего числа обычных применений». Кратность длины вторичной обмотки ¼ волны гарантирует, что наибольшее напряжение всегда будет именно на конце вторичной обмотки (самом удалённом), а не где-то в середине катушки (должна ли вся линия передачи при этом быть кратна целому числу волн?) – дополнительное повышение надёжности (и повышение выходного напряжения). А что говорит современная наука по поводу конусной катушки и других особенностей конструкции (почему-то обычно считается, что она ничего не говорит)? Обратимся к С.С.Вдовин «Проектирование импульсных трансформаторов». — «коническая катушка»: значительно, примерно в два раза, позволяет уменьшить индуктивность рассеяния импульсного трансформатора при относительно небольшом увеличении ёмкости обмоток. В отличии от спиральных обмоток площадь изоляции конических не зависит от числа витков, поэтому их применение целесообразно в мощных трансформаторах при высоких напряжениях до нескольких мегавольт. Применяется также обмотка из двух конических катушек, с вводом посередине. — «первичка с малым числом витков»: с увеличением мощности импульсов приходится уменьшать общую индуктивность трансформаторов (и индуктивность рассеяния), что достигается уменьшением числа витков до минимально возможного (один виток в первичной обмотке) и увеличением длины намотки. При малом числе витков естественно применение однослойных цилиндрических и, предпочтительнее, конических обмоток. «Эзотерические» объяснения свойств конической катушки.
Это предположение находит (или не находит J) подтверждение в таком явлении, как «электрические феи» или «эльфы». Они проявляются в виде вспышек света над грозовыми разрядами и хорошо наблюдаются из космоса, но при определённых условиях можно и с земли – и Тесла мог их видеть!
Очевидно, в таком случае размеры катушки должны точно соответствовать мощности первичного импульса, и нужно обладать гением Тесла, чтобы заставить работать в одной конструкции такое количество параметров – частоту, напряжение, длину волны, энергию первичного импульса, длину вторичной обмотки, размеры и форму катушки. |
Параметрический метод управления трансформатором с повышенным КПД
Параметрический метод управления трансформатором с повышенным КПД
Что будет, если в резонансной цепи скачком изменять индуктивность катушки? Или, как будет передаваться энергия, если быстро насыщать её сердечник? Может ли безиндуктивная катушка работать трансформатором? На эти вопросы поможет ответить предлагаемый ниже эксперимент.
Для его осуществления автор применил генератор управления двумя трансформаторами (GG) и подключил по нижеприведенной схеме. Каких-то определённых особенностей она не имеет за исключением трансформатора TV1. В качестве индуктора он содержит безиндуктивную обмотку, состоящую из двух встречно включённых одинаковых катушек — L1 и L2. Ради справедливости нужно заметить, что даже встречно включённые катушки всё же имеют общую индуктивность, но она меньше индуктивности кажой из них. Кроме того, в обычном режиме трансформатора такой индуктор не передаёт электрическую энергию на вторичные обмотки.Второй особенностью схемы является обмотка L3 на которую мы будем подавать короткие импульсы через ключ VT1. По своей энергетике эти импульсы относительно маломощные и могут обеспечить только 5-10% мощности нагрузки. В начальном состоянии L1 и L2 не влияют на L3, поэтому с неё помощью мы будем производить параметрическое изменение индуктивности TV1, а саму обмотку назовём управляющей (коллекторной). С L4 будем снимать мощность и через диодный мост VD2 подавать в нагрузку HL1-HL4.
Параметрический трансформатор
Вы можете придумать свой собственный TV1 согласно описанной ниже методике. Каркас, на который будут наматываться катушки, делится пополам. По часовой стрелке, до середины наматывается L1, меняется направление на «против часовой», и до конца каркаса мотается L2. Таким образом получаем две встречно намотанные катушки. L3 и L4 наматываются на одной и на другой половинке каркаса поверх, соответственно, L1 и L2. Направление — не принципиально. Если длина намотки L1 + L2, к примеру, 12 см, то длина намотки катушек L3 и L4 — по 6 см. В качестве сердечника применяем феррит либо трансформаторную сталь.
У автора данные получились следующие. Каркас — под ферритовый стержень диаметром 10 мм. Длина намотки L1 + L2 — 12 см, диаметр провода всех катушек одинаковый — 0.6 мм.
Нагрузка
В качестве нагрузки в схеме можно применять лампочки накаливания на 12V, 5..10W (две-три, соединённые последовательно). Хорошие результаты показали и десятиваттные светодиодные матрицы GBZ-10W рассчитанные на 12V питания каждая. Их нужно соеденить 4 штуки последовательно, как на схеме.
Общий подход такой: чем выше нагрузка, тем больше должна быть ёмкость C, и тем больше — напряжение питания.
Особенности генератора
В генераторе GG переключатель SA1 находится в нижнем положении, что позволяет подстраивать его задающую частоту в широких пределах. Конденсатор C2 — 68 pF, C4 — 1500 pF. SA2 установлен в крайнее левое по схеме положение, что позволяет выбрать наивысший рабочий диапазон частот, SA5 — в верхнее положение.Транзисторы для выходных ключей могут быть любыми мощными быстродействующими MOSFET-ами, например, IRF3205 или IRFP460. Максимальное напряжение сток-исток должно быть у них не менее 55V.
Диод VD1 — Шоттки, с максимальным обратным напряжением не менее 100V; пример — MBR10100.
Настройка схемы
Этот этап является самым интересным: нам необходимо будет «поймать» момент, когда при той же выходной мощности, входная станет меньше на 35-40%. Но сначала нужно определить резонансную частоту контура CL1L2 (выше на схеме). Для этого, отключив пока ключ VT1 нужно добиться максимума амплитуды на L1L2. Пик будет очень резким, но нам это сейчас и не важно, т.к. общая резонансая кривая потом станет куда более пологой.
Чтобы получить отностительно короткий импульс на управляющей катушке подключите VT1, а в генераторе GG замкните четвертый сверху контакт переключателя SA4. Комбинацией контактов переключателя SA3, который сдвигает фазу сигнала на VT1 относительно VT2-VT3, мы должны будем получить пик этого импульса на верхушке синусоиды в L1L2. Нам нужно добиться максимального свечения свтодиодов HL1-HL4, причём на втором максимуме. Первый, на более низкой частоте, принадлежит контуру CL1L2, а мы должны настроиться чуть выше. При этом яркость лампочек не изменится, а вот мощность потребления схемы снизится на 35-40%.
Ещё одним индикатором разделения первого и второго резонансного максимума при настройке частоты может служить появление резкого высокочастнотного писка: при вращении ползунка R2 в сторону более низкой от него частоты получаем первый максимум, в сторону большей частоты — необходимый нам второй максимум.
Управление
После вышеописанной настройки можно переключатель SA5 перевести в нижнее положение, что позволит плавно менять яркость светодиодов резистором R7. Он изменяет скважность импульсов в пачке, что позволяет регулировать параметры управляющей обмотки. К слову, на эту обмотку подаются относительно маломощные импульсы, которые управляют куда более мощной нагрузкой, что может быть интересно как в теоретическом, так и в практическом плане.
Ещё один вариант включения трансформатора
Удачным с точки зрения КПД и эффективности управления нагрузкой оказался и нижеприведенный вариант включения параметрического трансформатора TV1. Это включение отличается тем, что здесь катушки L1L2 стали съёмной обмоткой, а L4 — индукторной.
Внимание! Нужно быть осторожным при проведении подобных экспериментов. В некоторых случаях, при подаче управляющего импульса, феррит не просто раскалывается, а взрывается и выстреливает подобно пушке Гаусса.
Симметрирующий трансформатор. Устройство и работа. Применение
В идеале напряжение в трехфазной сети между каждой из фаз и нулевым проводником равно 220 В. Но, при подключении к фазам сети разных потребителей, которые различаются по величине и характеру, появляется перекос фаз. Если бы при подключении нагрузок обеспечивалось равенство сопротивлений потребителей, то и проходящие через них токи были бы одинаковыми. В результате того, что токи на фазах не равны, в нулевом проводнике появляется уравнительный ток и напряжение смещения.
Напряжения на фазах изменяются между собой, и возникает перекос фаз, следствием которого становится повышение расхода электрической энергии и неправильное функционирование потребителей, которое приводит к отказам, сбоям и быстрому износу изоляции.
Для трехфазных автономных источников энергии перекос фаз может привести к разным неисправностям механизмов. В результате может возрасти расход топлива и масла на приводном двигателе, а также жидкости для охлаждения генератора. Эти неисправности приводят к повышению расходов на электричество, расходные материалы.
Не всегда, получается, рассчитать токи потребителей на фазах, чтобы выровнять их напряжения. Поэтому для предотвращения отрицательных последствий используют симметрирующий трансформатор, который выравнивает напряжения на фазах.
Устройство и принцип работы
Симметрирующий трансформатор монтируется в стационарном исполнении. Выводы к нагрузке и сети обычно размещены на нижней панели. Для намотки катушек трансформатора используют только медные провода. Обмотки имеют гальваническую развязку, то есть, не имеют между собой электрического соединения. На входе в устройство устанавливается электрический автомат, позволяющий обеспечить защиту трансформатора от короткого замыкания и чрезмерных нагрузок. Трансформатор имеет индикаторы присутствия напряжения на выходе.
Первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора соединены по схеме звезды. В них включена вспомогательная симметрирующая обмотка, охватывающая первичную высоковольтную обмотку трансформатора. Эта обмотка спроектирована таким образом, чтобы она могла выдержать продолжительный ток нагрузки трансформатора при работе в номинальном режиме на одной фазе. Вспомогательная симметрирующая обмотка включена в разрыв нулевого проводника трансформатора.
При появлении уравнительного тока в нулевом проводнике вследствие несимметричной нагрузки, магнитные потоки обмоток в магнитопроводе компенсируются противоположными потоками вспомогательной обмотки. В итоге перекос напряжений на фазах полностью исчезает.
Схема подключения обмоток для выравнивания фаз изображена на рисунке.
Энергетические параметры симметрирующих трансформаторов ввиду добавления вспомогательной обмотки практически не изменяются, однако заметно уменьшаются потери электрической энергии в сети. При возникновении перекоса напряжений на фазах происходит их выравнивание.
Эксперименты и исследования ученых показали, что при соответствующем расчете числа витков рабочих и вспомогательной обмоток, напряжение на вспомогательной обмотке трансформатора при номинальном токе в нулевом проводнике становится равным фазному напряжению. При этом симметрирующая обмотка выравнивает электродвижущую силу до нулевой величины.
Симметрирующий трансформатор значительно уменьшает сопротивление нулевой последовательности трансформатора. Это позволяет значительно повысить ток короткого замыкания на фазе, что стало основным достоинством симметрирующих устройств, из-за легкой и надежной регулировки релейной защиты и ее работы при коротком замыкании.
Разрушающее действие повышенного тока короткого замыкания, возникшего на одной фазе, такого выравнивающего трансформатора намного ниже, в отличие от тока короткого замыкания при отсутствии компенсирующей обмотки, так как этот разрушительный несимметричный поток полностью компенсируется.
Если рассмотреть, как работает симметрирующий трансформатор при подключении несимметричной нагрузки на одну фазу, то видно, что максимальная нагрузка на фазу равна третьей части от трехфазной мощности источника энергии.
После включения мощной нагрузки на одну фазу возникает перекос фаз, поэтому возрастает вероятность выхода из строя подключенных к источнику потребителей нагрузки. Если мощность потребителей возрастет на треть от мощности источника, то трансформатор может выйти из строя.
На рисунке видно, что максимальная нагрузка на фазу может быть равной половине трехфазной мощности источника. Однако, источник будет воспринимать нагрузку, распределенную равномерно по всем фазам.
Применение симметрирующего трансформатора позволяет снизить мощность генератора, при этом к нему будут подключены такие же по мощности приемники, как и без дополнительной обмотки. Для источника электричества нагрузка будет распределенной по фазам равномерным образом.
Как используется симметрирующий трансформатор
Такое устройство широко используется в различных областях:
- В работе жилищно-коммунального хозяйства.
- На садовых и дачных участках.
- В промышленном производстве на станках с программным управлением.
- В военной технике.
Симметрирующие трансформаторы располагают между потребителями нагрузки и источником электрической энергии.
Виды схем
- Симметрирующий прибор с 3-фазным трансформатором включает три обмотки. Вторая обмотка соединена с четвертой по последовательной схеме, а со второй на других магнитопроводах зигзагообразно. Общее количество витков 1-й и 3-й обмотки такое же, как во 2-й обмотке. Эффективное функционирование симметрирующего устройства создается с помощью уменьшения сопротивления протекающим токам нулевой последовательности. Это намного повышает надежность функционирования при возникновении аварии. Между нулевым выводом N2 и N1 в схему подключены тиристорные ключи (6,7), сопротивление (10) и стабилитроны (8,9) для подсоединения фазных нагрузок.
- Эта схема состоит из:
— магнитопровод 1, состоящий из трех стержней;
— первичная трехфазная симметричная обмотка 2 с сетевым питанием;
— вторичная обмотка 3, подключенная тремя лучами зигзага.Особенностью такой схемы является отсутствие тока нулевой последовательности во время любых режимов. Симметрирующий трансформатор наиболее надежен и прост в устройстве.
Симметрирующие устройства могут снижать потери электроэнергии путем падения амплитуд колебаний, падения сопротивления, что увеличивает ресурс работы источников энергии в сетях, в которых возникли перекосы фаз. Такие устройства служат для увеличения надежности работы автономных бензиновых генераторов и различных потребителей энергии при перекосах фаз. Подобные устройства позволяют рационально использовать электростанции с небольшой мощностью.
