Схема простого генератора: Простейший генератор звуковой частоты

Схемы простых генераторов импульсов

Генераторы импульсов являются важной составляющей многих радиоэлектронных устройств. Простейший генератор импульсов (мультивибратор) может быть получен из двух-каскадного УНЧ (рис. 6.1). Для этого достаточно соединить вход усилителя с его выходом. Рабочая частота такого генератора определяется значениями R1C1, R3C2 и напряжением питания. На рис. 6.2, 6.3 показаны схемы мультивибраторов, полученные простой перестановкой элементов (деталей) схемы, изображенной на рис. 6.1. Отсюда следует, что одну и ту же простейшую схему можно изобразить различными способами.

Рис. 6.1

Рис. 6.2

Практические примеры использования мультивибратора приведены на рис. 6.4, 6.5.

На рис. 6.4 показана схема генератора, позволяющего плавно перераспределять длительность или яркость свечения светодиодов, включенных в качестве нагрузки в цепи коллекторов. Вращением ручки потенциометра R3 можно управлять соотношением длительностей свечения светодиодов левой и правой ветвей. Если увеличить емкость конденсаторов С1 и С2, частота генерации понизится, светодиоды начнут мигать. При уменьшении емкости этих конденсаторов частота генерации возрастает, мелькание светодиодов сольется в сплошное свечение, яркость которого будет зависеть от положения ручки потенциометра R3. На основе подобного схемного решения могут быть собраны разнообразные полезные конструкции, например, регулятор яркости светодиодного фонарика; игрушка с мигающими глазами; устройство плавного изменения спектрального состава источника излучения (разноцветные светодиоды или миниатюрные лампочки и светосуммирую-щий экран).

Рис. 6.3

Рис. 6.4

Генератор переменной частоты (рис. 6.5) конструкции В. Цибульского позволяет получать плавно изменяющееся со временем по частоте звучание [Р 5/85-54]. При включении генератора его частота возрастает с 300 до 3000 Гц за 6 сек (при емкости конденсатора СЗ 500 мкФ). Изменение емкости этого конденсатора в ту или иную сторону ускоряет или, напротив, замедляет скорость изменения частоты. Плавно изменять эту скорость можно и переменным сопротивлением R6. Для того чтобы этот генератор мог выполнять роль сирены, или быть использованным в качестве генератора качающейся частоты, можно предусмотреть схему принудительного периодического разряда конденсатора СЗ. Такие эксперименты можно рекомендовать для самостоятельного расширения познаний в области импульсной техники.

Рис. 6.5

Рис. 6.6

Управляемый генератор прямоугольных импульсов показан на рис. 6.6 [Р 10/76-60]. Генератор также представляет собой двухкаскадный усилитель, охваченный положительной обратной связью. Для упрощения схемы генератора достаточно соединить эмиттеры транзисторов конденсатором. Емкость этого конденсатора определяет рабочую частоту генерации. В данной схеме для управления частотой генерации в качестве управляемой напряжением емкости использован варикап. Увеличение запирающего напряжения на варикапе приводит к уменьшению его емкости. Соответственно, как показано на рис. 6.7, возрастает рабочая частота генерации.

Рис. 6.7

Варикап, в порядке эксперимента и изучения принципа работы этого полупроводникового прибора, можно заменить простым диодом. При этом следует учитывать, что германиевые точечные диоды (например, Д9) имеют очень малую начальную емкость (порядка нескольких пФ), и, соответственно, обеспечивают небольшое изменение этой емкости от величины приложенного напряжения. Кремниевые диоды, особенно силовые, рассчитанные на большой ток, а также стабилитроны, имеют начальную емкость 100… 1000 пФ, поэтому зачастую могут быть использованы вместо варикапов. В качестве варикапов можно применить и р-n переходы транзисторов, см. также главу 2.

Для контроля работы сигнал с генератора (рис. 6.6) можно подать на вход частотометра и проверить границы перестройки генератора при изменении величины управляющего напряжения, а также при смене варикапа или его аналога. Рекомендуется полученные результаты (значения управляющего напряжения и частоту генерации) при использовании разного вида варикапов занести в таблицу и отобразить на графике (см., например, рис. 6.7). Отметим, что стабильность генераторов на RC-элементах невысока.

Рис. 6.8

Рис. 6.9

На рис. 6.8, 6.9 показаны типовые схемы генераторов световых и звуковых импульсов, выполненные на транзисторах различного типа проводимости. Генераторы работоспособны в широком диапазоне питающих напряжений. Первый из них вырабатывает короткие вспышки света частотой единицы Гц, второй — импульсы звуковой частоты. Соответственно, первый генератор может быть использован в качестве маячка, светового метронома, второй — в качестве звукового генератора, частота колебаний которого зависит от положения ручки потенциометра R1. Эти генераторы можно объединить в единое целое. Для этого достаточно один из генераторов включить в качестве нагрузки другого, либо параллельно ей. Например, вместо цепочки из светодиода HL1, R2 или параллельно ей (рис. 6.8) можно включить генератор по схеме на рис. 6.9. В итоге получится устройство периодической звуковой или светозвуковой сигнализации.

Генератор импульсов (рис. 6.10), выполненный на составном транзисторе (п-р-п и р-п-р), не содержит конденсаторов (в качестве частотозадающего конденсатора использован пьезокерамиче-ский излучатель BF1). Генератор работает при напряжении от 1 до 10 Б и потребляет ток от 0,4 до 5 мА. Для повышения громкости звучания пьезокерамического излучателя его настраивают на резонансную частоту подбором резистора R1.

Рис. 6.10

Рис. 6.11

На рис. 6.11 показан достаточно оригинальный генератор релаксационных колебаний, выполненный на биполярном лавинном транзисторе.

Генератор содержит в качестве активного элемента транзистор микросхемы К101КТ1А с инверсным включением в режиме с «оборванной» базой. Лавинный транзистор может быть заменен его аналогом (см. рис. 2.1).

Устройства (рис. 6.11) часто используют для преобразования измеряемого параметра (интенсивности светового потока, температуры, давления, влажности и т.д.) в частоту при помощи резистивных или емкостных датчиков.

При работе генератора конденсатор, подключенный параллельно активному элементу, заряжается от источника питания через резистор. Когда напряжение на конденсаторе достигает напряжения пробоя активного элемента (лавинного транзистора, динистора или т.п. элемента), происходит разряд конденсатора на сопротивление нагрузки, после чего процесс повторяется с частотой, определяемой постоянной RC-цепи. Резистор R1 ограничивает максимальный ток через транзистор, препятствуя его тепловому пробою. Времязадающая цепь генератора (R1C1) определяет рабочую область частот генерации. В качестве индикатора звуковых колебаний при качественном контроле работы генератора используют головные телефоны. Для количественной оценки частоты к выходу генератора может быть подключен частотомер или счетчик импульсов.

Устройство работоспособно в широком интервале изменения параметров: R1 от 10 до 100 кОм (и даже до 10 МОм), С1 — от 100 пФ до 1000 мкФ, напряжения питания от 8 до 300 В. Потребляемый устройством ток обычно не превышает одного мА. Возможна работа генератора в ждущем режиме: при замыкании базы транзистора на землю (общую шину) генерация срывается. Преобразователь-генератор (рис. 6.11) может быть использован и в режиме сенсорного ключа, простейшего Rx-и Сх-метра, перестраиваемого широкодиапазонного генератора импульсов и т.д.

Генераторы импульсов (рис. 6.12, 6.13) также выполнены на лавинных транзисторах микросхемы К101КТ1 типа п-р-п или К162КТ1 типа р-п-р, динисторах, или их аналогах (см. рис. 2.1). Генераторы работают при напряжении питания выше 9 Б и вырабатывают напряжение треугольной формы. Выходной сигнал снимается с одного из выводов конденсатора. Входное сопротивление следующего за генератором каскада (сопротивление нагрузки) должно в десятки раз превышать величину сопротивления R1 (или R2). Низкоомную нагрузку (до 1 кОм) можно включать в коллекторную цепь одного из транзисторов генератора.

Рис. 6.12

Рис. 6.13

Рис. 6.14

Довольно простые и часто встречающиеся на практике генераторы импульсов (блокинг-генераторы) с использованием индуктивной обратной связи показаны на рис. 6.14 [А. с. СССР 728214], 6.15 и 6.16. Такие генераторы обычно работоспособны в широком диапазоне изменения напряжения питания. При сборке блокинг-генераторов необходимо соблюдать фазировку выводов: при неправильном подключении «полярности» обмотки генератор не заработает.

Рис. 6.15

Рис. 6.16

Подобные генераторы можно использовать при проверке трансформаторов на наличие межвитковых замыканий (см. главу 32): никаким иным методом такие дефекты не могут быть выявлены.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Схемы простых генераторов низкой частоты

Генераторы низкой частоты (ГНЧ) используют для получения незатухающих периодических колебаний электрического тока в диапазоне частот от долей Гц до десятков кГц. Такие генераторы, как правило, представляют собой усилители, охваченные положительной обратной связью (рис. 11.7,11.8) через фазосдви-гающие цепочки. Для осуществления этой связи и для возбуждения генератора необходимы следующие условия: сигнал с выхода усилителя должен поступать на вход со сдвигом по фазе 360 градусов (или кратном ему, т.е. О, 720, 1080 и т.д. градусов), а сам усилитель должен иметь некоторый запас коэффициента усиления, KycMIN. Поскольку условие оптимального сдвига фаз для возникновения генерации может выполняться только на одной частоте, именно на этой частоте и возбуждается усилитель с положительной обратной связью.

Рис. 11.1

Рис. 11.2

Для сдвига сигнала по фазе используют RC- и LC-цепи, кроме того, сам усилитель вносит в сигнал фазовый сдвиг. Для получения положительной обратной связи в генераторах (рис. 11.1, 11.7, 11.9) использован двойной Т-образный RC-мост; в генераторах (рис. 11.2, 11.8, 11.10) — мост Вина; в генераторах (рис. 11.3 — 11.6, 11.11 — 11.15) — фазосдвигающие RC-це-почки. В генераторах с RC-цепочками число звеньев может быть достаточно большим. На практике же для упрощения схемы число не превышает двух, трех.

Рис. 11.3

Рис. 11.4

Рис. 11.5

Рис. 11.6

Расчетные формулы и соотношения для определения основных характеристик RC-генераторов сигналов синусоидальной формы приведены в таблице 11.1. Для простоты расчета и упрощения подбора деталей использованы элементы с одинаковыми номиналами. Для вычисления частоты генерации (в Гц) в формулы подставляют значения сопротивлений, выраженные в Омах, емкостей — в Фарадах. Для примера, определим частоту генерации RC-генератора с использованием трехзвенной RC-це-пи положительной обратной связи (рис. 11.5). При R=8,2 кОм; С=5100 пФ (5,1х1СГ9 Ф) рабочая частота генератора будет равна 9326 Гц.

Таблица 11.1

Для того чтобы соотношение резистивно-емкостных элементов генераторов соответствовало расчетным значениям, крайне желательно, чтобы входные и выходные цепи усилителя, охваченного петлей положительной обратной связи, не шунтировали эти элементы, не влияли на их величину. В этой связи для построения генераторных схем целесообразно использовать каскады усиления, имеющие высокое входное и низкое выходное сопротивления.

На рис. 11.7, 11.9 приведены «теоретическая» и несложная практическая схемы генераторов с использованием двойного Т-моста в цепи положительной обратной связи.

Генераторы с мостом Вина показаны на рис. 11.8, 11.10 [Р 1/88-34]. В качестве УНЧ использован двухкаскадный усилитель. Амплитуду выходного сигнала можно регулировать потенциометром R6. Если требуется создать генератор с мостом Вина, перестраиваемый по частоте, последовательно с резисторами R1, R2 (рис. 11.2, 11.8) включают сдвоенный потенциометр. Частотой такого генератора можно также управлять, заменив конденсаторы С1 и С2 (рис. 11.2, 11.8) на сдвоенный конденсатор переменной емкости. Поскольку максимальная емкость такого конденсатора редко превышает 500 пФ, удается перестраивать частоту генерации только в области достаточно высоких частот (десятки, сотни кГц). Стабильность частоты генерации в этом диапазоне невысока.

Рис. 11.7

Рис. 11.8

На практике для изменения частоты генерации подобных устройств часто используют переключаемые наборы конденсаторов или резисторов, а во входных цепях применяют полевые транзисторы. Во всех приводимых схемах отсутствуют элементы стабилизации выходного напряжения (для упрощения), хотя для генераторов, работающих на одной частоте или в узком диапазоне ее перестройки, их использование не обязательно.

Схемы генераторов синусоидальных сигналов с использованием трехзвенных фазосдвигающих RC-цепочек (рис. 11.3)

Рис. 11.9

Рис. 11.10

показаны на рис. 11.11, 11.12. Генератор (рис. 11.11) работает на частоте 400 Гц [Р 4/80-43]. Каждый из элементов трехзвен-ной фазосдвигающей RC-цепочки вносит фазовый сдвиг на 60 градусов, при четырехзвенной — 45 градусов. Однокаскадный усилитель (рис. 11.12), выполненный по схеме с общим эмиттером, вносит необходимый для возникновения генерации фазовый сдвиг на 180 градусов. Заметим, что генератор по схеме на рис. 11.12 работоспособен при использовании транзистора с высоким коэффициентом передачи по току (обычно свыше 45…60). При значительном снижении напряжения питания и неоптимальном выборе элементов для задания режима транзистора по постоянному току генерация сорвется.

Рис. 11.11

Рис. 11.12

Рис. 11.13

Звуковые генераторы (рис. 11.13 — 11.15) близки по построению к генераторам с фазосдвигающими RC-цепочками [Рл 10/96-27]. Однако за счет использования индуктивности (телефонный капсюль ТК-67 или ТМ-2В) вместо одного из ре-зистивных элементов фазосдвигающей цепочки, они работают с меньшим числом элементов и в большем диапазоне изменения напряжения питания.

Рис. 11.14

Рис. 11.15

Так, звуковой генератор (рис. 11.13) работоспособен при изменении напряжения питания в пределах 1…15 В (потребляемый ток 2…60 мА). При этом частота генерации изменяется от 1 кГц (ипит=1,5 В) до 1,3 кГц при 15 В.

Звуковой индикатор с внешним управлением (рис. 11.14) также работает при 1)пит=1…15 В; включение/выключение генератора производится подачей на его вход логических уровней единицы/нуля, которые также должны быть в пределах 1…15 В.

Звуковой генератор может быть выполнен и по другой схеме (рис. 11.15). Частота его генерации меняется от 740 Гц (ток потребления 1,2 мА, напряжение питания 1,5 В) до 3,3 кГц (6,2 мА и 15 В). Более стабильна частота генерации при изменении напряжения питания в пределах 3…11 В — она составляет 1,7 кГц± 1%. Фактически этот генератор выполнен уже не на RC-, а на LC-эле-ментах, причем, в качестве индуктивности используется обмотка телефонного капсюля.

Низкочастотный генератор синусоидальных колебаний (рис. 11.16) собран по характерной для LC-генераторов схеме «емкостной трехточки». Отличие заключается в том, что в качестве индуктивности использована катушка телефонного капсюля, а резонансная частота находится в диапазоне звуковых колебаний за счет подбора емкостных элементов схемы.

Рис. 11.16

Рис. 11.17

Другой низкочастотный LC-генератор, выполненный по каскодной схеме, показан на рис. 11.17 [Р 1/88-51]. В качестве индуктивности можно воспользоваться универсальной или стирающей головками от магнитофонов, обмотками дросселей или трансформаторов.

RC-генератор (рис. 11.18) реализован на полевых транзисторах [Рл 10/96-27]. Подобная схема используется обычно при построении высокостабильных LC-генераторов. Генерация возникает уже при напряжении питания, превышающем 1 В. При изменении напряжения с 2 до 10 6 частота генерации понижается с 1,1 кГц до 660 Гц, а потребляемый ток увеличивается, соответственно, с 4 до 11 мА. Импульсы частотой от единиц Гц до 70 кГц и выше могут быть получены изменением емкости конденсатора С1 (от 150 пФ до 10 мкФ) и сопротивления резистора R2.

Рис. 11.18

Представленные выше звуковые генераторы могут быть использованы в качестве экономичных индикаторов состояния (включено/выключено) узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, в частности, светоизлучающих диодов, для замены или дублирования световой индикации, для аварийной и тревожной индикации и т.д.

Литература: Шустов М.А. Практическая схемотехника (Книга 1), 2003 год

Генераторы сигналов, схемы самодельных измерительных приборов

Как сделать генератор сигнала низкой частоты, схема и описание

Важной частью радиолюбительской лаборатории является низкочастотный генератор. С его помощью можно проверять, ремонтировать и налаживать самодельную или промышленную аудио-технику. Желательно использовать генератор НЧ совместно с частотомером (для точного определения частоты) и осциллографом …

1
4140
2

Простой генератор для настройки радиоприемной аппаратуры (100 кГц- 150 МГц)

Обычно при налаживании радиоприемной аппаратуры используют генератор ВЧ, а для модуляции генератор НЧ. И то и другое — синусоидальные генераторы, сделанные по достаточно сложным схемам. Однако, во многих случаях может быть вполне достаточно простого генератора -пробника, генерирующего …

1
5451
2

Генератор синусоидального сигнала со стабильной амплитудой

В статье рассмотрен разработанный автором генератор сину-соидальных колебаний фиксированной низкой частоты, имеющих высокую стабильность амплитуды. Он содержит всего один операционный усилитель, три параллельных стабилизатора напряжения и один полевой транзистор. собенность генераторов с мостом …

0
4397
0

Генератор ВЧ на 10-50МГц с индикацией частоты на мультиметре

Схема генератора высокой частоты, который вырабатывает сигналы в диапазоне от 10 до 50 МГц. Сигнал можно промодулировать по частоте подав НЧ напряжение от ГНЧ или микрофона. Девиация частоты зависит от величины этого напряжения ЗЧ. Если нужна девиация 50-100 кГц, то, при крайне верхнем …

0
3757
0

Схема генератора импульсов 1Hz — 10KHz (4011)

Принципиальная схема самодельного генератора логических импульсов с частотой от 1 Гц до 10КГц, собран на микросхеме 4011 (К561ЛА7). При ремонте и налаживании схем на цифровых микросхемах может быть очень полезен генератор логических импульсов. В общем, это генератор прямоугольных импульсов …

1
9520
11

Схема лабораторного генератора сигнала низкой частоты (10Гц-100КГц)

Низкочастотный генератор синусоидального сигнала — очень важный прибор в лаборатории любого радиолюбителя.Возможно, такой уже есть у всех. Но все же хочу познакомить читателей журнала со своим генератором. Генератор выполнен в виде самостоятельного прибора, питающегося от электросети. Но шкала …

2
9922
4

Схема очень простого генератора-пробника (100-10000 Гц)

Простой самодельный генератор-пробник, с регулировкой выходной частоты от 100 Гц до 10000 Гц, выполнен на микросхеме К561ЛА7. Если нужно экспромтом проверить прохождение сигнала по аудиотракту многие корифеи пользуются собственным пальцем как генератором НЧ (50 Гц сетевых наводок), регулируя …

1
5469
0

Генератор синусоидальных сигналов с широким диапазоном частот (MAX038)

Принципиальная схема самодельного широкодиапазонного генератора синусоидального сигнала для лабораторных целей, выполнен на микросхеме MAX038. Синусоидальный генератор является одним из важнейших приборов лаборатории радиолюбителя. Обычно делают два генератора, низкочастотный и высокочастотный …

5
9913
4

Схема генератора плавного диапазона до 50 MHz (HC4046)

Принципиальная схема простого генератора плавного диапазона на микросхеме HC4046, Частота до 50 MHz. Микросхема НС4046 (а так же аналогиMM74HC4046N, MJM74HC4046 и другие) представляет собой RC-генератор с ФАПЧ, способный генерировать стабильную частоту до 50 MHz, что позволяет сделать ГПД …

1
7356
0

Схема низкочастотного генератора на микросхеме КР140УД708 (20-20000Гц)

Приведена принципиальная схема низкочастотного генератора сигналов, который выполнен на ОУ КР140УД708. Низкочастотный генератор является одним из необходимейших приборов врадиолюбительской лаборатории. С его помощью можно налаживать различные усилители, снимать АЧХ, проводить эксперименты …

0
8139
0

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

звуковые генераторы

       
САМОДЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ ЗВУКОВОЙ ЧАСТОТЫ

В процессе
изготовления и
настройки различной аппаратуры будут
полезны измерительные генераторы.

На этой страничке мы
рассмотрим схемы и изготовление
генераторов ЗЧ. 

Описание других
приборов мы
рассмотрим позже на других страничках
нашего сайта.

Начнем с простейшего
генератора звуковых частот с фиксированной
частотой.

Генератор
синусоидальных
колебаний на фиксированную частоту можно
собрать по очень простой схеме.

Как видно из схемы,
генератор
представляет собой каскад усиления,
охваченный положительной обратной связью.
Частота генерации определяется номиналами
конденсаторов С1-С3 и резисторов R1-R3. При
указанных номиналах частота генерации
равна примерно 1 килогерц. Транзистор,
используемый в этой схеме, должен обладать
достаточно высоким статическим
коэффициентом передачи тока базы  (В ст.) -
не менее 100-150.

Синусоидальное
напряжение
снимается с коллекторной нагрузки
транзистора. Для уменьшения выходного
сопротивления генератора применен
эмиттерный повторитель на транзисторе Т2.
Этот каскад согласует низкое сопротивление
нагрузки с довольно высоким выходным
сопротивление генератора. При помощи
переменного резистора R7 можно
устанавливать уровень выходного сигнала
генератора. Питание генератора можно
осуществлять от батареи типа «Крона»,
либо от сетевого источника.

В генераторе помимо
указанных
можно применить транзисторы типа КТ3102, а
при перемене полярности источника питания -
КТ3107, КТ361Г… Особо следует подойти к выбору
типа конденсаторов в фазосдвигающей цепи -
здесь лучше применить пленочные (типа К73…)
конденсаторы с невысоким отклонением от
номинала (не более 5 %).

Печатную плату в
такой
простой конструкции разрабатывать
нецелесообразно — весь монтаж можно
выполнить на кусочке универсальной
макетной платы.

Конструктивно
генератор
можно выполнить в небольшой коробке. На
лицевую панель выводится выключатель
питания, ось переменного резистора и
выходные гнезда.

Правильно собранный
из
исправных деталей генератор, как правило,
налаживания не требует. Полезно проверить
при помощи частотомера частоту генерации и,
если нужно, — подкорректировать ее, изменяя
в небольших пределах номинал резистора R3. 

Более сложный, но и
более
качественный генератор можно собрать по
схеме, приведенной ниже. Схема была
опубликована в журнале «Радио», автор И.Пионтковский.

Генератор имеет следующие параметры:

Диапазон частот (разбит на 4 поддиапазона)
— 18гц — 32 кгц,

Частоты внутри поддиапазонов — 18-160 гц,140-1100
гц, 900-6500 гц, 5200-32000гц.

Уровень выходного
напряжения                   
— 0,5 вольта,

Коэффициент
гармоник                                
— менее 1 %,

Неравномерность выходного
напряжения      
— менее 2 %.

Обычно в генераторах
синусоидальных колебаний для перестройки
по частоте используются сдвоенные
переменные резисторы. Для получения
минимальных искажений необходимо
использовать прецизионные блоки
резисторов, которые весьма дефицитны и
дорогостоящие.

В данном генераторе
для
перестройки по частоте использован
одиночный переменный резистор, что конечно
-же упрощает и удешевляет конструкцию.

Несмотря на кажущуюся
громоздкость схемы, генератор имеет очень
высокую повторяемость и легко
настраивается.

В конструкции
применены
транзисторы с Вст. не ниже 40.

Настройка
конструкции: резистором
R1 устанавливаем амплитуду колебаний на
выходе равной 0,5 вольта, затем
подстроечными резисторами R3 и R9 добиваемся
получения минимальных искажений.

Чертеж
печатной платы в формате программы Layout 4.0 находится здесь

Схема простого широкополосного генератора ВЧ сигналов

В любом радиолюбительском хозяйстве должен быть напильник, молоток и генератор.

Можно ли обойтись без этого?

Ну, не знаю, не знаю… Кому как, а лично мне — никак!

При этом генератор должен быть, не абы какой, а работающий широкой полосе частот, со стабильной амплитудой выходного сигнала и
нормированным выходным сопротивлением (обычно 50 Ом).

Хороший пример подобного генератора был опубликован в журнале Funkschau, 1981, N25/26, а с полным переводом статьи можно ознакомиться
на страницах Pадио, N6, 1997.

Полезной особенностью данной конструкции, отличающей её от большинства представленных в разнообразных источниках — наличие
узла стабилизации уровня выходного сигнала во всём диапазоне генерируемых частот.

«Принципиальная схема прибора представлена на рис. 1. Транзисторы VT1, VT2 совместно с переменным конденсатором установки частоты С1
и индуктивностями L1 — L4 образуют задающий генератор (диапазон частот 2…160 МГц). Делитель R1R5 задает напряжение смещения для этих
транзисторов по постоянному току. Резисторы, имеющие малую величину сопротивления, включены в цепи базы (затвора) транзисторов
VT1 — VT4; они служат для подавления паразитной генерации высокочастотных транзисторов. Регулировкой тока, протекающего через
общий резистор R6 в цепи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2, может быть установлен режим синусоидальных колебаний с малыми искажениями
при амплитуде напряжения в несколько вольт.

Рис.1. Схема генератора

Высокочастотный сигнал с генератора через конденсатор С4 поступает на затвор полевого транзистора VT3. Этим обеспечивается почти
идеальная развязка нагрузки и генератора. Для установки напряжения смещения транзисторов VT3 и VT4 служат резисторы R7, R8, а
токовый режим каскада определяют резисторы R12 — R 14. Для увеличения степени развязки выходное высокочастотное напряжение снимается
с коллекторной цепи VT4.

Для стабилизации уровня сигнал ВЧ через конденсатор С9 подводится к выпрямителю с удвоением напряжения, выполненного на элементах
VD1, VD2, С10, С11, R15. Пропорциональное амплитуде выходного сигнала выпрямленное напряжение дополнительно усиливается в цепи
управления на VT5 и VT6. При отсутствии сигнала ВЧ транзистор VT6 полностью открыт; при этом к задающему генератору поступает
максимальное напряжение питания. В результате облегчаются условия самовозбуждения генератора и в начальный момент устанавливается
большая амплитуда его колебаний. Но это напряжение ВЧ через выпрямитель открывает VT5, при этом напряжение на базе VT6 увеличивается,
что приводит к уменьшению напряжения питания генератора и в конечном счете к стабилизации амплитуды его колебаний.
Равновесное состояние устанавливается при амплитуде сигнала ВЧ на коллекторе VT4 несколько выше 400 мВ.

Переменный резистор R17 (показан как потенциометр) в действительности представляет собой ВЧ аттенюатор и при отсутствии нагрузки на
его выходе максимальное напряжение достигает четверти входного, т.е. 100 мВ. При нагрузке коаксиального кабеля на сопротивление 50 Ом
(что является необходимым для его согласования в частотном диапазоне от 50 до 160 МГц и выше) на выходе генератора устанавливается
напряжение ВЧ около 50 мВ, которое регулировкой аттенюатора может быть уменьшено до необходимого уровня.

В качестве регулятора R17 в схеме генератора был использован 50-омный аттенюатор фирмы Prech. Если для некоторых конкретных применений
не требуется регулировки уровня выходного напряжения, аттенюатор R17 может быть заменен фиксированным резистором с сопротивлением
50 Ом.

Однако и в этом случае сохраняется возможность регулировки уровня напряжения ВЧ в некоторых пределах: с этой целью конденсатор
С9 присоединяют не к коллектору VT4, а к его эмиттеру, при этом приходится учитывать небольшое изменение (уменьшение) уровня сигнала
на высших частотах рабочего диапазона. Тогда нагрузку для VT4 образуют аттенюатор R17 и резисторы R11, R12. Увеличение амплитуды
выходного высокочастотного напряжения может быть достигнуто замыканием резистора R11 проволочной перемычкой, если же требуется
уменьшить амплитуду выходного напряжения, то резистор R11 оставляют в устройстве, а конденсаторы С7, С8 выпаивают. Еще большее
уменьшение уровня выходного сигнала может быть получено снижением величины сопротивления R17, но в этом случае уже не будет
согласования с кабелем, а на частотах выше 50 МГц это недопустимо!

Все детали генератора расположены на печатной плате небольших размеров. Катушки индуктивности генератора L1 — L3 намотаны на каркасах
диаметром 7,5 мм. Их индуктивности подстраивают ферритовыми сердечниками с малыми потерями, предназначенными для работы в диапазоне УКВ.
Катушка L3 имеет 62 витка, L2 — 15 и L1 — 5 витков провода ПЭЛ 0,2 (намотка всех катушек в один слой). Индуктивность WL1 выполнена
в виде шлейфа, который одной своей стороной прикреплен к переключателю диапазонов, а другой — к конденсатору С1 переменной емкости.
Размеры шлейфа приведены на рис. 2. Он выполнен из медного посеребренного провода диаметром 1,5 мм; для фиксации расстояний между
его проводниками применяются три пластины из изоляционного материала с малыми потерями (например фторопласта), в которых просверлены
по два отверстия диаметром 1,5 мм, находящиеся соответственно на расстоянии 10 и 2,5 мм (рис. 2).

Рис.2. Конструкция шлейфа

Весь прибор размещают в металлическом корпусе размерами 45х120х75 мм. Если аттенюатор и ВЧ разъем установлены в корпусе на стороне,
противоположной той, на которой находится печатная плата, то внутри корпуса прибора еще остается достаточно места для узлов блока питания:
трансформатора питания мощностью 1 Вт с понижением напряжения сети до 15 В, выпрямительного моста и микросхемы 7812
(отечественный аналог- КР142ЕН8Б). В корпусе может быть размещен также миниатюрный частотомер с предварительным делителем частоты.
При этом вход делителя следует подключить к коллектору VT4, а не к выходному разъему, что позволит производить отсчет частоты при
любом напряжении ВЧ, снимаемом с аттенюатора R17.

Возможно изменение частотного диапазона прибора путем изменения индуктивности катушки контура или емкости конденсатора С1.
При расширении частотного диапазона в сторону более высоких частот следует уменьшать потери контура настройки (применение в
качестве С1 конденсатора с воздушным диэлектриком и керамической изоляцией, катушек индуктивности с малыми потерями).
Кроме того, диоды VD1 и VD2 должны соответствовать этому расширенному диапазону частот, в противном случае с увеличением частоты
выходное напряжение генератора будет увеличиваться, что объясняется уменьшением эффективности цепи стабилизации.

Для облегчения настройки параллельно С 1 подключают дополнительный переменный конденсатор малой емкости (электрический верньер)
или же применяют механический верньер к конденсатору настройки с передаточным отношением 1:3 — 1:10.»

В этой конструкции все транзисторы, кроме VT5 и VT6, должны иметь полосу пропускания не менее 1000МГц, а вместо транзисторов ВС252С
вполне подойдут КТ3107, или какие-либо им подобные.

Для достижения приемлемых параметров стабильности частоты устройства — в качестве С1, регулирующего частоту генерации, желательно
использовать воздушный (с воздушным диэлектриком) конденсатор переменной ёмкости.

Верньерное устройство с передаточным отношением 1:3 — 1:10 однозначно не сможет обеспечить комфортную и точную настройку на нужную частоту,
поэтому даже при его наличии, дополнительный переменный растягивающий конденсатор малой ёмкости окажется совсем не лишним.

Схемы Генераторов — Паятель.Ру — Все электронные схемы

Простой генератор прямоугольных импульсов на Arduino: схема и программа

#include <TimerOne.h>

#include <LiquidCrystal.h>

LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);// RS,E,D4,D5,D6,D7 (контакты, к которым подключен ЖК дисплей)

unsigned long t=1000,f,k=512;// по умолчанию период равен 1000 μs (1000 Hz), меандр, длительность импульса равна скважности k = 512 (50%)

byte k1,kn,kn1,kn2;

int drive,drive0;

void setup()

{

  lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2

  pinMode(9, OUTPUT);

  pinMode(6,INPUT);// button at input 6

  pinMode(7,INPUT);// button at input 7

  pinMode(13,INPUT);// button at input 13

}

void loop()

{

  Timer1.initialize(t); // period    

  Timer1.pwm(9, k); // k — fill factor 0-1023 (скважность, коэффициент заполнения)

  kn=digitalRead(6);// button input 6 (- pulse period) (уменьшить период)

  kn1=digitalRead(7);// button input 7 (+ pulse period) (увеличить период)

  kn2=digitalRead(13);// button input 13 (+ circle fill factor) (изменять скважность, по кругу)

  if(kn==HIGH){ // уменьшаем период

    drive++;

    if(drive<30){

      t=t-1;  

    }

    // если кнопку удерживать в течение длительного времени, то к коррекции периода импульса будет применяться коэффициент x10 x100 x1000

    else if(drive>30 && drive<60 ){

      t=t-10;

    }

    else if(drive>=60 && drive<100){

      t=t-100;

    }

    else if(drive>=100){

      t=t-1000;

    }

  }

  else{

    drive=0;

  }

  if(kn1==HIGH){// увеличиваем период

    drive0++;

    if(drive0<30){

      t=t+1;

      // если кнопку удерживать в течение длительного времени, то к коррекции периода импульса будет применяться коэффициент x10 x100 x1000

    }

    else if(drive0>30 && drive0<60 ){

      t=t+10;

    }

    else if(drive0>=60 && drive0<100){

      t=t+100;

    }

    else if(drive0>=100){

      t=t+1000;

    }

  }

  else{

    drive0=0;

  }

  if(t==0 || t>300000){ //ограничиваем минимальную длительность импульса, если 0 μs или больше чем 300 ms (3.33 Hz), то период делаем равным 1 μs

    t=1;

  }

  if(t>200000 && t<300000){ // ограничиваем максимальную длительность импульса, если больше чем 200 ms, но меньше чем 300 ms (3.33 Hz), то период делаем равным 200 ms (5 Hz)

    t=200000;

  }

  f=1000000/t; // рассчитываем частоту

  k1=k*100/1024; // рассчитываем скважность

  if(kn2==HIGH){// кнопка для регулировки скважности (по кругу от 50 до 100%, затем от 0 до 100%)

    k=k+16;// шаг для настройки скважности 16, до 1024 (вы можете сделать шаг 8 для более гладкой настройки)

  }

  if(k==1024){

    k=0;

  }

// отображение информации на ЖК дисплее

  lcd.setCursor(0,0);

  lcd.print(«T=»);

  lcd.print(t);

  lcd.print(» us»);

  lcd.setCursor(12,0);

  lcd.print(k1);

  lcd.print(» %»);

  lcd.setCursor(0,1);

  lcd.print(«F=»);

  lcd.print(f);

  lcd.print(» Hz»);

  delay(300);

  lcd.setCursor(0,0);

  lcd.print(»                «);

  lcd.setCursor(0,1);

  lcd.print(»                «);

}

Генераторы | HowStuffWorks

Если вы когда-либо перемещали скрепки с помощью магнита или убивали время, укладывая металлическую стружку в бороду на игрушке «Шерстяной Вилли», то вы баловались основными принципами, лежащими в основе даже самых сложных электрических генераторов. Магнитное поле, отвечающее за выстраивание всех этих маленьких кусочков металла в правильную стрижку ирокез, связано с движением электронов. Подвиньте магнит к скрепке, и вы заставите электроны в скрепке двигаться.Точно так же, если вы позволите электронам перемещаться по металлической проволоке, вокруг нее образуется магнитное поле.

Благодаря Вули Вилли мы видим определенную связь между явлениями электричества и магнетизма. Генератор — это просто устройство, которое перемещает магнит рядом с проводом для создания постоянного потока электронов. Действие, которое заставляет это движение, сильно варьируется, от ручных кривошипов и паровых двигателей до ядерного деления, но принцип остается тем же.

Один из простых способов представить генератор — это представить, что он действует как насос, проталкивающий воду по трубе. Только вместо того, чтобы толкать воду, генератор использует магнит, чтобы толкать электроны. Это небольшое упрощение, но оно дает полезную картину свойств, работающих в генераторе. Водяной насос перемещает определенное количество молекул воды и оказывает на них определенное давление. Таким же образом магнит в генераторе толкает определенное количество электронов и оказывает на них определенное «давление».

В электрической цепи количество движущихся электронов называется амперами или током , и оно измеряется в амперах . «Давление», толкающее электроны, называется напряжением и измеряется в вольт . Например, генератор, вращающийся со скоростью 1000 оборотов в минуту, может выдавать 1 ампер при 6 вольт. 1 ампер — это количество движущихся электронов (1 ампер физически означает, что 6,24 x 10 ¹⁸ электронов перемещаются по проводу каждую секунду), а напряжение — это величина давления за этими электронами.

Генераторы составляют основу современной электростанции. В следующем разделе мы рассмотрим, как работает одна из этих станций.

Простая схема генератора высокого напряжения — генератор дуги

Здесь объясняется простая схема генератора высокого напряжения, которую можно использовать для повышения любого уровня постоянного тока примерно до 20 раз или в зависимости от номинала вторичной обмотки трансформатора.

Работа схемы

Как можно увидеть на показанной принципиальной схеме генератора высоковольтной дуги, в нем используется стандартная конфигурация генератора с блокировкой транзистора для генерирования необходимого повышенного напряжения на выходной обмотке трансформатора.

Схема может быть понята следующим образом:

Транзистор проводит и управляет соответствующей обмоткой трансформатора через коллектор / эмиттер в момент, когда мощность подается в центр трансформатора.

Принципиальная схема

Верхняя половина обмотки трансформатора просто обеспечивает обратную связь с базой транзистора через C2, так что T1 остается заблокированным в режиме проводимости, пока C2 не зарядится полностью, сломав защелку и заставив транзистор начать работу. цикл проведения заново.

R1, который представляет собой резистор 1 кОм, расположен так, чтобы ограничить базовое возбуждение для T1 до безопасных пределов, в то время как VR1, который является предварительно установленным 22 кОм, может быть отрегулирован для получения эффективно пульсирующей частоты T1.

C2 можно также точно настроить, пробуя другие значения, пока на выходе trafo не будет достигнута максимально возможная мощность.
Трансформатор может быть любым понижающим трансформатором с железным сердечником (500 мА), обычно используемым в переходных блоках переменного / постоянного тока трансформаторного типа.

Выходной сигнал прямо на выходе трансформатора будет на номинальном уровне вторичной обмотки, например, если это вторичная обмотка 220 В, то можно ожидать, что выход будет на этом уровне.

Вышеупомянутый уровень может быть дополнительно усилен или повышен с помощью подключенного диода, цепи накачки заряда конденсатора, подобной сети генератора Кокрофта-Уолтона.

Сеть повышает уровень 220 В до многих сотен вольт, что может быть вызвано искрой на правильно расположенных концевых выводах схемы накачки заряда.

Схема также может использоваться в летучих мышах против комаров, заменив трансформатор с железным сердечником на аналог с ферритовым сердечником.

Цепь генератора высокой мощности 10 кВ

При питании от входной мощности 30 В схема, описанная ниже, может обеспечивать высокое напряжение в диапазоне от 0 до 3 кВ (тип 2 и даже от 0 до 10 кВ. Логические элементы NAND N1 —- N3 подключены как нестабильный мультивибратор (AMV), который питает транзисторы Дарлингтона T1 / T2 с частотой основной волны 20 кГц. Из-за уменьшенной циркуляции тока (решено R4 через транзисторы, они не могут насыщаться, что приводит к быстрому отключению.Невероятно быстрое переключение транзисторов генерирует пульсирующий сигнал около 300 В на первичной обмотке Tr1.

Это напряжение впоследствии увеличивается и увеличивается пропорционально коэффициенту вращения вторичных обмоток. В 1-м варианте (тип 1) схемы используется однополупериодное выпрямление. Версия 2 на самом деле представляет собой каскадный выпрямитель, извлеченный из старого телевизора.

Вариант 2 обеспечивает напряжение в 3 раза больше, чем вариант 1, поскольку каскадный выпрямитель работает как умножитель напряжения (3Х).IC2 контролирует выходное напряжение. Операционный усилитель сравнивает напряжение, создаваемое на предустановке P1, с напряжением, существующим на переходе делителей напряжения R6 / R8 или R7 / R8. В случае, если выходное напряжение превышает заданный уровень напряжения, IC2 может снизить напряжение питания в направлении выхода, используя T3. Основным звеном схемы является трансформатор. Несмотря на то, что это довольно жизненно важно, его дизайн не так важен.

Ряд ферритовых сердечников E, EI диаметром 30 мм могут работать очень хорошо и без особых усилий.Сердечник не должен иметь никаких воздушных зазоров, значение AL 2000 нГн будет вполне подходящим. Первичная обмотка включает 25 витков суперэмалированного медного провода 0,7 мм и 1 мм, а вторичная обмотка состоит из 500 витков суперэмалированного медного провода 0,2… 0,3 мм.

Первичная и вторичная обмотки должны быть эффективно изолированы друг от друга! В зависимости от высокого напряжения пользователь должен учитывать следующие моменты: Конденсатор C6 должен выдерживать напряжение минимум 3 кВ.R6 в исполнении 1 включает шесть последовательно включенных резисторов номиналом 10 МОм. R7 — это резистор 10 МОм, построенный с использованием последовательно соединенных 10 нОм по 1 МОм. Это реализовано для противодействия выбросам на выходе. Обе схемы потребляют около 50 мА без подключенной нагрузки и 350 мА, обеспечивая при этом 2… 3 Вт на нагрузку. Транзисторам T2 и T3 могут потребоваться радиаторы.

Создание автономного генератора | Проекты самодельных схем

Генератор с автономным питанием — это постоянное электрическое устройство, предназначенное для бесконечной работы и выработки непрерывной электрической мощности, которая обычно больше по величине, чем входная мощность, через которую он работает.

Кто бы не хотел видеть автономный мотор-генератор, работающий дома и обеспечивающий бесперебойную работу нужных бытовых приборов, абсолютно бесплатно. Мы обсудим детали нескольких таких схем в этой статье.

Энтузиаст бесплатной энергии из Южной Африки, который не хочет раскрывать свое имя, щедро поделился деталями своего твердотельного генератора с автономным питанием для всех заинтересованных исследователей свободной энергии.

Когда система используется со схемой инвертора, выходная мощность генератора составляет около 40 Вт.

Система может быть реализована в нескольких различных конфигурациях.

Первая версия, обсуждаемая здесь, способна заряжать три 12 батареи вместе, а также поддерживать генератор для постоянной непрерывной работы (до тех пор, пока, конечно, батареи не потеряют свою способность заряжаться / разряжаться). работают днем ​​и ночью, обеспечивая непрерывную электрическую мощность, как наши солнечные панели.

Первоначальный блок был сконструирован с использованием 4 катушек в качестве статора и центрального ротора, имеющего 5 магнитов, встроенных по его окружности, как показано ниже:

Показанная красная стрелка говорит нам о регулируемом зазоре между ротором и катушками, который может быть изменен. можно изменить, ослабив гайку, а затем переместив узел катушки рядом или от магнитов статора для достижения желаемых оптимальных выходов.Зазор может составлять от 1 мм до 10 мм.

Узел ротора и механизм должны быть чрезвычайно точными с точки зрения центровки и легкости вращения, и поэтому должны изготавливаться с использованием прецизионных станков, таких как токарный станок.

Материал, используемый для этого, может быть прозрачным акрилом, и сборка должна включать 5 комплектов из 9 магнитов, закрепленных внутри цилиндрической трубы, как полости, как показано на рисунке.

Верхнее отверстие этих 5 цилиндрических барабанов закреплено пластиковыми кольцами, извлеченными из тех же цилиндрических трубок, чтобы обеспечить надежную фиксацию магнитов в своих соответствующих положениях внутри цилиндрических полостей.

Вскоре 4 катушки были расширены до 5, в которых недавно добавленная катушка имела три независимых обмотки. Конструкции будут понятны постепенно, по мере того, как мы пробежимся по различным принципиальным схемам и объясним, как работает генератор. Первую принципиальную схему можно увидеть ниже

Батарея, обозначенная буквой «А», питает цепь. Ротор «C», состоящий из 5 магнитов, перемещается вручную и толкается так, что один из магнитов приближается к катушкам.

Набор катушек «B» включает в себя 3 независимых обмотки на одном центральном сердечнике, и магнит, проходящий мимо этих трех катушек, генерирует крошечный ток внутри них.

Ток в катушке номер «1» проходит через резистор «R» в базу транзистора, заставляя его включиться. Энергия, проходящая через катушку транзистора «2», позволяет ей превратиться в магнит, который толкает диск ротора «C» на своем пути, вызывая вращательное движение ротора.

Это вращение одновременно вызывает обмотку «3», которая выпрямляется через синие диоды и передается обратно на зарядку батареи «A», пополняя почти весь ток, потребляемый от этой батареи.

Как только магнит внутри ротора «C» удаляется от катушек, транзистор выключается, восстанавливая напряжение коллектора за короткое время вблизи линии питания +12 Вольт.

Это истощает катушку «2» по току. Из-за того, как расположены катушки, он увеличивает напряжение коллектора примерно до 200 вольт и выше.

Однако этого не происходит, потому что выход подключен к пяти последовательным батареям, которые падают нарастающее напряжение в соответствии с их общим номиналом.

Батареи имеют последовательное напряжение приблизительно 60 вольт (что объясняет, почему был включен мощный, быстро переключающийся высоковольтный транзистор MJE13009.

Поскольку напряжение коллектора изменяется на напряжение последовательного блока батарей, диод начинает включаться, высвобождая накопленное в катушке электричество в аккумуляторный блок. Этот импульс тока проходит через все 5 аккумуляторов, заряжая каждую из них. Проще говоря, это составляет конструкцию генератора с автономным питанием.

В прототипе в качестве нагрузки для длительных, неутомимых испытаний использовался 12-вольтный 150-ваттный инвертор, освещающий 40-ваттную сетевую лампу. приемные катушки:

Катушки «B», «D» и «E» активируются одновременно 3 отдельными магнитами. Электроэнергия, генерируемая во всех трех катушках, передается на 4 синих диода для выработки постоянного тока, который подается для зарядки аккумулятора «А», который питает цепь.

Дополнительный ввод в приводную батарею в результате включения 2 дополнительных приводных катушек в статор, позволяет машине работать без сбоев в виде автономной машины, поддерживая напряжение батареи «А» бесконечно.

Единственной движущейся частью этой системы является ротор диаметром 110 мм, представляющий собой акриловый диск толщиной 25 мм, установленный на шарикоподшипниковом механизме, извлеченный из утилизированного жесткого диска компьютера. Схема выглядит так:

На изображениях диск кажется полым, однако на самом деле это твердый кристально чистый пластик.На диске просверливаются отверстия в пяти одинаково распределенных точках по окружности, то есть с разделением на 72 градуса.

5 основных отверстий, просверленных на диске, предназначены для удерживания магнитов, которые объединены в группы из девяти кольцевых ферритовых магнитов. Каждый из них имеет диаметр 20 мм и высоту 3 мм, образуя стопки магнитов общей высотой 27 мм в длину и диаметром 20 мм. Эти стопки магнитов расположены таким образом, что их северные полюса выступают наружу.

После установки магнитов ротор помещается в пластиковую трубную ленту, чтобы надежно закрепить магниты на месте, в то время как диск быстро вращается. Пластиковая труба крепится к ротору с помощью пяти крепежных болтов с потайной головкой.

Бобины катушек имеют длину 80 мм и диаметр конца 72 мм. Средний шпиндель каждой катушки изготовлен из пластиковой трубы длиной 20 мм, имеющей внешний и внутренний диаметр 16 мм. обеспечивая плотность стены 2 мм.

После того, как намотка катушки завершена, этот внутренний диаметр заполняется рядом сварочных стержней со снятым с них сварочным покрытием. Впоследствии их обволакивают полиэфирной смолой, но цельный брус из мягкого железа также может стать отличной альтернативой:

Три жилы, составляющие катушки «1», «2» и «3», имеют диаметр 0,7 мм и обернуты друг с другом до намотки на шпульку «B». Этот метод бифилярной намотки создает намного более тяжелый пучок композитных проводов, который может эффективно наматываться на катушку.Показанная выше намоточная машина работает с зажимным патроном, удерживающим сердечник катушки для обеспечения возможности намотки, тем не менее, можно также использовать любой базовый намотчик.

Разработчик выполнил скручивание проволоки, вытягивая 3 жилы проволоки, каждая из которых берет начало с независимой катушки с жгутом на 500 грамм.

Три жилы плотно удерживаются на каждом конце, при этом провода прижимаются друг к другу на каждом конце, с промежутком в три метра между зажимами. После этого провода фиксируются в центре и 80 витков приписываются средней части.Это позволяет сделать 80 поворотов на каждый из двух 1,5-метровых пролетов, расположенных между зажимами.

Набор скрученных или намотанных проводов скручивается на временной катушке для поддержания аккуратности, потому что это скручивание придется повторить еще 46 раз, поскольку для этой одной композитной катушки потребуется все содержимое катушек с проволокой:

следующие 3 метра трех проводов затем зажимаются и 80 витков наматываются в среднее положение, но в этом случае витки размещаются в противоположном направлении.Даже сейчас реализованы точно такие же 80 витков, но если предыдущая обмотка была «по часовой стрелке», то эта обмотка перевернута «против часовой стрелки».

Эта конкретная модификация направления катушки обеспечивает полный диапазон скрученных проводов, в которых направление скручивания становится противоположным через каждые 1,5 метра по всей длине. Так устроена серийно выпускаемая проволока Litz.

Этот замечательный комплект скрученных проводов теперь используется для намотки катушек.В одном фланце катушки просверливается отверстие, точно возле средней трубки и сердечника, и через него продевается начало проволоки. Затем проволоку с силой сгибают под углом 90 градусов и накладывают на вал катушки, чтобы начать намотку катушки.

Намотка жгута проводов выполняется с большой осторожностью рядом друг с другом по всему валу катушки, и вы увидите 51 градус намотки вокруг каждого слоя, а следующий слой намотан прямо поверх этого самого первого слоя, снова к началу.Убедитесь, что витки этого второго слоя лежат точно поверх обмотки под ними.

Это может быть несложно, потому что пакет проводов достаточно толстый, чтобы сделать установку довольно простой. Если хотите, вы можете попробовать обернуть один толстый белый лист вокруг первого слоя, чтобы второй слой был отчетливым при его переворачивании. Вам понадобится 18 таких слоев, чтобы закончить катушку, которая в конечном итоге будет весить 1,5 килограмма, и готовая сборка может выглядеть примерно так, как показано ниже:

Эта готовая катушка на данный момент состоит из 3 независимых катушек, плотно намотанных друг на друга, и этого набора up предназначен для создания фантастической магнитной индукции на двух других катушках, когда на одну из катушек подается напряжение питания.

Эта обмотка в настоящее время включает катушки 1,2 и 3 принципиальной схемы. Вам не нужно постоянно беспокоиться о маркировке концов каждой жилы провода, так как вы можете легко идентифицировать их с помощью обычного омметра, проверив непрерывность на определенных концах провода.

Катушка 1 может использоваться как запускающая катушка, которая будет включать транзистор в нужные периоды. Катушка 2 может быть катушкой возбуждения, которая возбуждается транзистором, а катушка 3 может быть одной из первых выходных катушек:

Катушки 4 и 5 представляют собой простые пружинные катушки, которые подключены параллельно катушке 2 возбуждения.Они помогают повысить драйв и поэтому важны. Катушка 4 имеет сопротивление постоянному току 19 Ом, а сопротивление катушки 5 может составлять около 13 Ом.

Тем не менее, в настоящее время продолжаются исследования, чтобы определить наиболее эффективное расположение катушек для этого генератора, и, возможно, другие катушки могут быть идентичны первой катушке, катушка «B» и все три катушки прикреплены таким же образом, и Обмотка возбуждения на каждой катушке работает через единственный высокопроизводительный и быстро переключающийся транзистор.Текущая установка выглядит так:

Вы можете проигнорировать показанные порталы, поскольку они были включены только для изучения различных способов активации транзистора.

В настоящее время катушки 6 и 7 (22 Ом каждая) работают как дополнительные выходные катушки, подключенные параллельно с выходной катушкой 3, каждая из которых состоит из трех жил и имеет сопротивление 4,2 Ом. Они могут быть с воздушным сердечником или с твердым железным сердечником.

При тестировании выяснилось, что вариант с воздушным сердечником работает немного лучше, чем с железным сердечником.Каждая из этих двух катушек состоит из 4000 витков, намотанных на катушки диаметром 22 мм с использованием суперэмалированного медного провода 0,7 мм (AWG # 21 или SWG 22). Все катушки имеют одинаковые характеристики провода.

Используя эту настройку катушки, прототип мог работать без остановок в течение примерно 21 дня, постоянно сохраняя аккумулятор привода на 12,7 вольт. Через 21 день система была остановлена ​​для внесения некоторых модификаций и снова протестирована с использованием совершенно новой конструкции.

В конструкции, показанной выше, ток, протекающий от аккумуляторной батареи в цепь, на самом деле составляет 70 миллиампер, что на 12.7 вольт дают входную мощность 0,89 Вт. Выходная мощность составляет около 40 Вт, что подтверждает коэффициент полезного действия 45.

Без учета трех дополнительных аккумуляторов 12 В, которые дополнительно заряжаются одновременно. Результаты действительно кажутся чрезвычайно впечатляющими для предложенной схемы.

Метод привода так много раз использовался Джоном Бедини, что создатель решил поэкспериментировать с подходом Джона к оптимизации для достижения максимальной эффективности. Несмотря на это, он обнаружил, что в конечном итоге полупроводник с эффектом Холла, специально правильно выровненный с магнитом, дает наиболее эффективные результаты.

Дальнейшие исследования продолжаются, и на данный момент выходная мощность достигла 60 Вт. Это выглядит поистине потрясающе для такой крошечной системы, особенно когда вы видите, что в ней нет реалистичного ввода. Для этого следующего шага мы уменьшаем батарею до одной. Схема показана ниже:

В рамках этой схемы на катушку «B» также подаются импульсы транзистора, и выходной сигнал от катушек вокруг ротора теперь направляется на выходной инвертор.

Здесь снимается приводная батарея и заменяется маломощным трансформатором 30 В и диодом.Он, в свою очередь, управляется выходом инвертора. Небольшое вращательное движение ротора вызывает достаточный заряд конденсатора, позволяющий запускать систему без батареи. Выходная мощность для этой нынешней установки достигает 60 Вт, что на 50% больше.

3 батарейки на 12 В также сняты, и цепь может легко работать, используя только одну батарею. Непрерывная выходная мощность от одиночной батареи, которая никоим образом не требует внешней подзарядки, кажется большим достижением.

Следующее усовершенствование — это схема, включающая датчик Холла и полевой транзистор. Датчик Холла расположен точно по одной линии с магнитами. Это означает, что датчик помещается между одной из катушек и магнитом ротора. У нас есть зазор 1 мм между датчиком и ротором. На следующем изображении показано, как именно это должно быть сделано:

Другой вид сверху, когда катушка находится в правильном положении:

Эта схема показала огромные 150 ватт непрерывной выходной мощности с использованием трех 12-вольтных батарей.Первая батарея помогает питать схему, в то время как вторая перезаряжается с помощью трех диодов, подключенных параллельно, чтобы увеличить ток, передаваемый для заряжаемой батареи.

Переключатель DPDT «RL1» меняет местами подключения батареи каждые пару минут с помощью схемы, показанной ниже. Эта операция позволяет обеим батареям все время оставаться полностью заряженными.

Ток зарядки также проходит через второй набор из трех параллельных диодов, заряжающих третью 12-вольтовую батарею.Эта 3-я батарея управляет инвертором, через который работает предполагаемая нагрузка. В качестве тестовой нагрузки для этой установки использовалась лампа мощностью 100 Вт и вентилятор на 50 Вт.

Датчик Холла переключает транзистор NPN, тем не менее, практически любой транзистор с быстрым переключением, например BC109 или 2N2222 BJT, будет работать очень хорошо. Вы поймете, что все катушки на данный момент управляются полевым транзистором IRF840. Реле, используемое для переключения, имеет тип фиксации, как показано в этой конструкции:

И оно питается от низкоточного таймера IC555N, как показано ниже:

Синие конденсаторы выбираются для переключения конкретного фактического реле, которое используется в схема.Это позволяет реле включаться и выключаться на короткое время каждые пять минут или около того. Резисторы 18K над конденсаторами расположены так, чтобы разряжать конденсатор в течение пяти минут, когда таймер находится в состоянии ВЫКЛ.

Однако, если вы не хотите, чтобы это переключение между батареями, вы можете просто настроить его следующим образом:

В этой конфигурации батарея, питающая инвертор, подключенный к нагрузке, имеет более высокую емкость. Хотя создатель использовал пару аккумуляторов емкостью 7 Ач, можно использовать любую обычную 12-вольтовую аккумуляторную батарею для скутеров емкостью 12 ампер-часов.

Обычно одна из катушек используется для подачи тока к выходной батарее и одна оставшаяся катушка, которая может быть частью трехжильной основной катушки. Это привыкло подавать напряжение питания непосредственно на аккумуляторную батарею.

Диод 1N5408 рассчитан на работу с током 100 В и током 3 А. Диоды без значения могут быть любым диодом, например диодом 1N4148. Концы катушек, присоединенные к полевому транзистору IRF840, физически устанавливаются по окружности ротора.

Всего таких катушек 5. Те, которые имеют серый цвет, показывают, что крайние правые три катушки состоят из отдельных жил основной трехпроводной композитной катушки, уже обработанной в наших более ранних схемах.

Несмотря на то, что мы видели использование трехжильной витой проволочной катушки для коммутации типа Бедини, используемой как для возбуждения, так и для вывода, в конечном итоге было сочтено ненужным включать этот тип катушки.

Следовательно, обычная спиральная катушка, намотанная на 1500 граммов 0.Эмалированная медная проволока диаметром 71 мм оказалась столь же эффективной. Дальнейшие эксперименты и исследования помогли разработать следующую схему, которая работала даже лучше, чем предыдущие версии:

В этой улучшенной конструкции мы находим использование 12-вольтного реле без фиксации. Реле рассчитано на потребление около 100 миллиампер при 12 вольт.

Подключение резистора 75 Ом или 100 Ом последовательно с катушкой реле помогает снизить потребление до 60 мА.

Он потребляется только половину времени во время периодов работы, потому что он остается нерабочим, пока его контакты находятся в положении N / C. Как и предыдущие версии, эта система тоже работает без каких-либо проблем.

Отзыв от одного из преданных читателей этого блога, г-на Тамала Индика

Уважаемый Свагатам, сэр,

Большое спасибо за ваш ответ, и я благодарен вам за поддержку меня. Когда вы обратились ко мне с этой просьбой, я уже установил еще 4 катушки для моего маленького двигателя Bedini, чтобы сделать его более эффективным.Но я не мог создать схемы Бедини с транзисторами для этих 4 катушек, так как не мог купить оборудование.

Но все же мой мотор Бедини работает с предыдущими 4 катушками, даже если есть небольшое сопротивление со стороны ферритовых сердечников недавно прикрепленных других четырех катушек, поскольку эти катушки ничего не делают, а просто сидят вокруг моего небольшого магнитного ротора. Но мой мотор все еще может заряжать аккумулятор 12 В 7 А, когда я вожу его с батареями 3,7.

По вашей просьбе, я приложил к настоящему видео-ролик о моем двигателе Bedini и советую вам посмотреть его до конца, так как в начале вольтметр показывает, что аккумулятор Charge имеет 13.6 В, а после запуска двигателя оно возрастает до 13,7 В, а через 3-4 минуты поднимается до 13,8 В.

Я использовал маленькие батарейки 3,7 В для привода своего маленького двигателя Бедини, и это хорошо доказывает эффективность двигателя Бедини. В моем двигателе 1 катушка — это бифилярная катушка, а другие 3 катушки запускаются тем же триггером этой бифилярной катушки, и эти три катушки повышают энергию двигателя, выдавая еще несколько шипов катушки при ускорении ротора магнита. . В этом секрет моего маленького мотора Бедини, поскольку я подключал катушки в параллельном режиме.

Я уверен, что когда я использую другие 4 катушки с цепями Bedini, мой мотор будет работать более эффективно, а магнитный ротор будет вращаться с огромной скоростью.

Я пришлю вам еще один видеоклип, когда закончу создавать схемы Бедини.

С уважением!

Тамал Индика

Результаты практических тестов

Центр творческой науки — доктор Джонатан П. Хэйр

Центр творческой науки — доктор Джонатан П.заяц

ссылка на 6 самодельный электрогенератор стр.
Очень простой генератор, описанный ниже, является примитивным, но показывает основные операции. Он был намеренно оставлен как можно более простым, чтобы иметь максимальные возможности для использования в творческих проектах и ​​изобретениях. Следовательно, он может лечь в основу более сложного устройства, как будет показано ниже.

Генератор состоит из катушки с проволокой (около 1000 витков), намотанной на последние 3 см или около того большого гвоздя.Когда вращающийся магнит помещается рядом с устройством, он индуцирует напряжение в катушке, которое затем может использоваться для зажигания лампочки (или, еще лучше, светодиода, подробности см. На конце) — таким образом, можно просто продемонстрировать генерацию электричества.

Схема простого генератора

Шаг 1
Сделайте два картонных круга диаметром около 3 см (толщиной 1-2 мм). В середине кружков аккуратно проделайте дырочку.Найдите большой (10-15 см длиной, 6 мм шириной) чистый (неноржавый) гвоздь с большой шляпкой. Проденьте один из кружочков на гвоздь и продвиньте его прямо к голове.

Шаг 2
Закройте последние 3-4 см ногтя одинарным слоем изоляционной ленты (шляпку ногтя не закрывайте). Наденьте второй круг на гвоздь, но только до изоляционной ленты. Добавьте еще ленту на другую сторону круга, чтобы закрепить круг на месте. Теперь у вас должна быть готовая «катушка», на которую можно наматывать катушку.

Шаг 3
Возьмите немного тонкой изолированной медной проволоки (скажем, 25 м или около того 30SWG, примерно 0,3 мм в диаметре), оставьте около 20-30 см свободными и начните наматывать витки на изолированную часть гвоздя между двумя кругами. Сделайте 1000-1500 оборотов (точное количество не имеет большого значения и будет зависеть от того, насколько аккуратно вы сможете их надеть, прежде чем они выйдут за ограничивающие картонные круги). Оставьте на конце еще 20-30 см и перережьте проволоку. Заклейте всю сборку изолентой, чтобы проволока не развязывалась.

Шаг 4
Возьмите свободные концы проводов и соскоблите изоляцию. Подключите их к лампочке или к светодиоду. Поднесите магнит ближе к головке гвоздя и, удерживая его на расстоянии примерно 5 мм от головки, быстро перемещайте магнит из стороны в сторону. Лампочка или светодиод загорится, показывая выработку электричества !!

КАК РАБОТАЕТ ГЕНЕРАТОР

Генератор работает за счет магнитного поля, индуцирующего напряжение в катушке с проволокой.Важно отметить, что напряжение увеличивается по мере увеличения количества витков провода на катушке, размера катушки и силы магнитного поля. Магнитное поле (или катушка) должно находиться в постоянном движении, чтобы производить / индуцировать электричество в катушке. Это можно сделать, перемещая магнит или перемещая катушку — эффект тот же. Катушка (или магнит) должна двигаться таким образом, чтобы катушка постоянно проходила через магнитное поле.
Железный гвоздь также важен в нашем простом генераторе, поскольку он имеет тенденцию концентрировать магнитное поле.Когда катушка наматывается на гвоздь, она имеет тенденцию втягивать больше магнитного потока в область катушки, что повышает общую эффективность устройства и увеличивает создаваемое напряжение.

Тип провода в катушке также важен. Например, толстый провод означает меньшие потери мощности, но недостаток в том, что катушка станет очень большой, когда потребуется большое количество витков. Поэтому в практическом генераторе необходимо найти компромисс между размером магнита, катушки и провода.

переменного или постоянного тока
Этот простой генератор называется генератором переменного тока. Это означает, что напряжение, появляющееся на двух проводах, меняется между + и -, и — и + каждый раз, когда магнит совершает полный оборот. В результате генератор может зажечь лампочку или светодиод, не беспокоясь о том, в каком направлении должны идти соединения (поскольку они все равно постоянно меняют направление). Однако этот простой генератор не подходит для работы радиоприемников, калькуляторов или других устройств, которым требуется постоянный ток (DC), который вырабатывается, например, от батареи.Вы можете весело провести время, подключив динамики к выходу генератора, так как вы можете услышать переменное электричество, но, пожалуйста, не используйте лучшие Hi-Fi-динамики своих родителей! Попробуйте использовать наушники типа Walkman и т. Д.

ГЕНЕРАТОР ДОПОЛНИТЕЛЬНО

На фото ниже показан простой генератор с ручным коленчатым валом, который я построил, в котором использовались два из этих гвоздей-генераторов, соединенных вместе (чтобы дать вдвое большую мощность). Таким образом, одновременно используются как северная, так и южная сторона магнита. Необходимо правильно выполнить проводку между катушками, иначе напряжение исчезнет, ​​и вы не получите никакой энергии от генератора! Катушки подключаются одна за другой, а не одна через другую (т. Е.последовательная цепь, а не параллельная). Была использована простая деревянная зубчатая передача, чтобы вы могли с комфортом вырабатывать электричество, не поворачивая ручку слишком быстро.

Простой генератор с двумя гвоздями и рукояткой

Крупный план генератора

ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор

КАКОЙ ТИП ЛАМПОЧКИ Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?

Может показаться здравым смыслом использовать лампочку с как можно более низким напряжением в этом типе генератора, но на самом деле лампа с более высоким напряжением часто работает лучше.Например, лампочка на 1,5 В (напряжение) часто требует 0,25 А (ампер — электрический ток), а лампочка на 6 В может потреблять всего 0,05 А. Этот простой генератор может подавать только относительно небольшой ток (скажем, 0,05-0,1 А), поэтому лампы с более высоким напряжением, как правило, работают лучше. Кстати, светодиод (светоизлучающий диод) очень хорошо работает в этой конструкции, потому что они потребляют очень небольшой ток (около 0,01 А). Светодиоды можно купить у Tandys или Maplins (подойдет практически любой) или выбросить из старого радио или игрушки, в которой они есть.

Щелкните здесь для получения информации о светодиодах

КАКОЙ ТИП МАГНИТА Я ДОЛЖЕН ИСПОЛЬЗОВАТЬ?
Как правило, чем сильнее магнит, тем лучше. Eclipse производит всевозможные магниты, и их можно купить в большинстве хозяйственных магазинов. В описанном выше генераторе «кривошипная рукоятка» использовался магнит E825 Eclipse. Стоит попробовать другие типы магнитов, но вам, возможно, придется разработать другие способы вращения магнитов, чтобы убедиться, что магнитное поле изменяется правильным образом по отношению к катушке.Хорошие генераторы можно сделать из кнопок, планок, часовых туфель и цилиндрических магнитов — это просто ваше воображение!

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТЫ
Картон из крупяной коробки например
Железный гвоздь с головкой (диаметр 1/4 дюйма (6 мм), длина ~ 6 дюймов (15 см))
Катушка (прибл. 25 м) эмалированной медной проволоки (30 SWG или диаметр ~ 0,3 мм)
E825 Магнит кнопки Eclipse
Лампа фонаря (6 В, 0,06 А) и патрон, а еще лучше — светодиод
Ручная дрель (стандартный тип ящика для инструментов)
Большинство этих деталей можно приобрести в магазине DIY или в электронных магазинах, таких как Tandy или Maplins.

Книг и статей:
Продвинутая физика, Том Дункан, 4-е изд., Джон Мюррей, ISBN 0 7195 5199 4
хороший раздел по генераторам и электричеству.

Идеи для дальнейшей работы:
1) попробуйте варьировать количество оборотов. Всегда ли верно, что напряжение растет с количеством витков для этого простого генератора? Что произойдет, если катушка станет настолько большой, что ее пятна перестанут приближаться к гвоздю?

2) Вы можете найти лучшую оправку для утюга, чем гвоздь?

3) как насчет того, чтобы попробовать другие формы энергии для питания вращающегося магнита, например?энергия ветра, энергия волн (например, см. раздел, посвященный созданию собственной ветряной мельницы)

goto ‘build your own windmill’

4) Можете ли вы встроить подвижный переключатель, чтобы напряжение было постоянным (DC) вместо переменного (AC) — это называется коммутатором

5) Можете ли вы использовать катушку для гвоздей (без магнита) в качестве «поисковая» катушка для обнаружения магнитных полей? Попробуйте поставить катушку с гвоздем рядом с динамиком, проигрывающим загруженную музыку, светодиод мигает вместе с музыкой?
ПРИМЕЧАНИЕ: никогда не приближайтесь к устройствам с питанием от сети с этим устройством

НЕ ИГРАЙТЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПИТАНИЕМ — ОНО УБИВАЕТ

Информация о сайте:

Подробная информация о магните, использованном в этом проекте:
www.magnets2buy.com/acatalog/Buttons.html

ВОЗМОЖНО САМЫЙ ПРОСТОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР В МИРЕ
Щелкните здесь, чтобы увидеть еще более простой генератор

ссылка на страницу 6 генов

ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОЙ НАУКИ

Д-р Джонатан Хейр, Университет Сассекса,
Брайтон, Восточный Суссекс. BN1 9QJ

домой | дневник | что на | Резюме CSC | последние новости

Как генератор вырабатывает электричество? Статья о том, как работают генераторы

Генераторы

— это полезные устройства, которые подают электроэнергию во время отключения электроэнергии и предотвращают прерывание повседневной деятельности или прерывание бизнес-операций.Генераторы доступны в различных электрических и физических конфигурациях для использования в различных приложениях. В следующих разделах мы рассмотрим, как работает генератор, основные компоненты генератора и как генератор работает в качестве вторичного источника электроэнергии в жилых и промышленных помещениях.

Как работает генератор?

Электрический генератор — это устройство, которое преобразует механическую энергию, полученную от внешнего источника, в электрическую энергию на выходе.

Важно понимать, что генератор на самом деле не «создает» электрическую энергию. Вместо этого он использует подводимую к нему механическую энергию, чтобы заставить движение электрических зарядов, присутствующих в проводе его обмоток, через внешнюю электрическую цепь. Этот поток электрических зарядов составляет выходной электрический ток, подаваемый генератором. Этот механизм можно понять, рассматривая генератор как аналог водяного насоса, который вызывает поток воды, но фактически не «создает» воду, текущую через него.

Современный генератор работает на принципе электромагнитной индукции, открытом Майклом Фарадеем в 1831-32 гг. Фарадей обнаружил, что вышеупомянутый поток электрических зарядов может быть вызван перемещением электрического проводника, такого как провод, содержащий электрические заряды, в магнитном поле. Это движение создает разность напряжений между двумя концами провода или электрического проводника, что, в свою очередь, вызывает протекание электрических зарядов, генерируя электрический ток.

Основные компоненты генератора

Основные компоненты электрогенератора можно в общих чертах классифицировать следующим образом:

• Двигатель
• Генератор
• Топливная система
• Регулятор напряжения
• Системы охлаждения и выхлопа
• Система смазки
• Зарядное устройство
• Панель управления
• Основной узел / рама

Описание основных компонентов генератора приводится ниже.

Двигатель

Двигатель является источником подводимой механической энергии к генератору. Размер двигателя прямо пропорционален максимальной выходной мощности, которую может выдать генератор. При оценке двигателя вашего генератора необходимо учитывать несколько факторов. Для получения полных рабочих характеристик двигателя и графиков технического обслуживания необходимо проконсультироваться с производителем двигателя.

(a) Тип используемого топлива — двигатели генераторов работают на различных видах топлива, таких как дизельное топливо, бензин, пропан (в сжиженном или газообразном состоянии) или природный газ. Меньшие двигатели обычно работают на бензине, а большие двигатели работают на дизельном топливе, жидком пропане, пропане или природном газе. Некоторые двигатели также могут работать на двойной подаче дизельного и газового топлива в двухтопливном режиме.

(b) Двигатели с верхним расположением клапанов (OHV) по сравнению с двигателями без OHV — двигатели с верхним расположением клапанов отличаются от других двигателей тем, что впускные и выпускные клапаны двигателя расположены в головке цилиндра двигателя, а не на двигателе. блокировать.Двигатели OHV имеют ряд преимуществ перед другими двигателями, такими как:

• Компактная конструкция
• Более простой механизм управления
• Прочность
• Удобство эксплуатации
• Низкий уровень шума при работе
• Низкий уровень выбросов

Однако OHV-двигатели также дороже других двигателей.

(c) Чугунная гильза (CIS) в цилиндре двигателя — CIS — это накладка в цилиндре двигателя.Это снижает износ и обеспечивает долговечность двигателя. Большинство двигателей OHV оснащены системой CIS, но очень важно проверить наличие этой особенности в двигателе генератора. CIS — это не дорогая функция, но она играет важную роль в долговечности двигателя, особенно если вам нужно использовать генератор часто или в течение длительного времени.

Генератор

Генератор переменного тока, также известный как «генератор», представляет собой часть генератора, которая вырабатывает электрическую мощность за счет механического входа, подаваемого двигателем.Он содержит набор неподвижных и подвижных частей, заключенных в корпус. Компоненты работают вместе, вызывая относительное движение между магнитным и электрическим полями, которое, в свою очередь, генерирует электричество.

(а) Статор — это стационарный компонент. Он содержит набор электрических проводников, намотанных катушками на железный сердечник.

(b) Ротор / Якорь — это движущийся компонент, который создает вращающееся магнитное поле одним из следующих трех способов:

(i) Индукционным способом — они известны как бесщеточные генераторы переменного тока и обычно используются в больших генераторах.
(ii) Постоянными магнитами — это обычное дело в небольших генераторах переменного тока.
(iii) Использование возбудителя. Возбудитель представляет собой небольшой источник постоянного тока (DC), который питает ротор через совокупность токопроводящих контактных колец и щеток.

Ротор создает движущееся магнитное поле вокруг статора, которое вызывает разность напряжений между обмотками статора. Это производит переменный ток (AC) на выходе генератора.

При оценке генератора переменного тока необходимо учитывать следующие факторы:

(a) Металлический корпус по сравнению с пластиковым корпусом — цельнометаллическая конструкция обеспечивает долговечность генератора.Пластиковые корпуса со временем деформируются, что приводит к обнажению движущихся частей генератора. Это увеличивает износ и, что более важно, опасно для пользователя.

(b) Шариковые подшипники по сравнению с игольчатыми подшипниками. Шариковые подшипники предпочтительнее и служат дольше.

(c) Бесщеточная конструкция — генератор, в котором не используются щетки, требует меньшего обслуживания, а также производит более чистую мощность.

Топливная система

Топливный бак обычно имеет достаточную емкость, чтобы генератор работал в среднем от 6 до 8 часов.В случае небольших генераторных установок топливный бак является частью опорной рамы генератора или устанавливается наверху рамы генератора. Для коммерческого использования может потребоваться монтаж и установка внешнего топливного бака. Все подобные установки должны быть одобрены Управлением городского планирования. Щелкните следующую ссылку для получения дополнительных сведений о топливных баках для генераторов.

Общие характеристики топливной системы включают следующее:

(a) Соединение трубопровода от топливного бака к двигателю — линия подачи направляет топливо из бака в двигатель, а обратная линия направляет топливо от двигателя в бак.

(b) Вентиляционная труба для топливного бака — Топливный бак имеет вентиляционную трубу для предотвращения повышения давления или вакуума во время заправки и опорожнения бака. При заправке топливного бака убедитесь, что металл-металл соприкасается с заправочной форсункой и топливным баком, чтобы избежать искр.

(c) Переливное соединение от топливного бака к сливной трубе — это необходимо для того, чтобы любой перелив во время заправки бака не вызывал разлив жидкости на генераторную установку.

(d) Топливный насос — перекачивает топливо из основного накопительного бака в дневной.Топливный насос обычно работает от электричества.

(e) Топливный водоотделитель / топливный фильтр — он отделяет воду и посторонние вещества от жидкого топлива для защиты других компонентов генератора от коррозии и загрязнения.

(f) Топливная форсунка — распыляет жидкое топливо и распыляет необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя.

Регулятор напряжения
Как следует из названия, этот компонент регулирует выходное напряжение генератора.Механизм описан ниже для каждого компонента, который участвует в циклическом процессе регулирования напряжения.

(1) Регулятор напряжения: преобразование переменного напряжения в постоянный ток — регулятор напряжения принимает небольшую часть выходного переменного напряжения генератора и преобразует его в постоянный ток. Затем регулятор напряжения подает этот постоянный ток на набор вторичных обмоток статора, известных как обмотки возбудителя.

(2) Обмотки возбудителя: преобразование постоянного тока в переменный — обмотки возбудителя теперь работают аналогично первичным обмоткам статора и генерируют небольшой переменный ток.Обмотки возбудителя подключены к блокам, известным как вращающиеся выпрямители.

(3) Вращающиеся выпрямители: преобразование переменного тока в постоянный — они выпрямляют переменный ток, генерируемый обмотками возбудителя, и преобразуют его в постоянный ток. Этот постоянный ток подается на ротор / якорь для создания электромагнитного поля в дополнение к вращающемуся магнитному полю ротора / якоря.

(4) Ротор / якорь: преобразование постоянного тока в переменное напряжение — ротор / якорь теперь индуцирует большее переменное напряжение на обмотках статора, которое генератор теперь производит как большее выходное переменное напряжение.

Этот цикл продолжается до тех пор, пока генератор не начнет выдавать выходное напряжение, эквивалентное его полной рабочей мощности. По мере увеличения выходной мощности генератора регулятор напряжения вырабатывает меньше постоянного тока. Когда генератор достигает полной рабочей мощности, регулятор напряжения достигает состояния равновесия и вырабатывает постоянный ток, ровно столько, чтобы поддерживать выходную мощность генератора на полном рабочем уровне.

Когда вы добавляете нагрузку к генератору, его выходное напряжение немного падает.Это вызывает действие регулятора напряжения, и начинается вышеуказанный цикл. Цикл продолжается до тех пор, пока выходная мощность генератора не достигнет своей первоначальной полной рабочей мощности.

Система охлаждения и выпуска
(а) Система охлаждения
Продолжительное использование генератора вызывает нагрев различных его компонентов. Очень важно иметь систему охлаждения и вентиляции для отвода тепла, выделяемого в процессе.

Неочищенная / пресная вода иногда используется в качестве охлаждающей жидкости для генераторов, но в основном это ограничивается конкретными ситуациями, такими как небольшие генераторы в городских условиях или очень большие агрегаты мощностью более 2250 кВт и выше.Водород иногда используется в качестве хладагента для обмоток статора больших генераторных установок, поскольку он более эффективно поглощает тепло, чем другие хладагенты. Водород отводит тепло от генератора и передает его через теплообменник во вторичный контур охлаждения, который содержит деминерализованную воду в качестве хладагента. Вот почему очень большие генераторы и малые электростанции часто имеют рядом с собой большие градирни. Для всех других распространенных применений, как жилых, так и промышленных, стандартный радиатор и вентилятор устанавливаются на генераторе и работают как основная система охлаждения.

Необходимо ежедневно проверять уровень охлаждающей жидкости в генераторе. Систему охлаждения и насос неочищенной воды следует промывать через каждые 600 часов, а теплообменник следует очищать через каждые 2400 часов работы генератора. Генератор следует размещать на открытом и вентилируемом месте с достаточным притоком свежего воздуха. Национальный электротехнический кодекс (NEC) требует, чтобы со всех сторон генератора оставалось минимум 3 фута, чтобы обеспечить свободный поток охлаждающего воздуха.

(б) Выхлопная система
Выхлопные газы, выделяемые генератором, такие же, как выхлопные газы любого другого дизельного или газового двигателя, и содержат высокотоксичные химические вещества, с которыми необходимо обращаться должным образом. Следовательно, важно установить соответствующую выхлопную систему для удаления выхлопных газов. Этот момент нельзя переоценить, поскольку отравление угарным газом остается одной из наиболее частых причин смерти в пострадавших от урагана районах, потому что люди, как правило, даже не думают об этом, пока не становится слишком поздно.

Выхлопные трубы обычно изготавливаются из чугуна, кованого железа или стали. Они должны быть отдельно стоящими и не должны поддерживаться двигателем генератора. Выхлопные трубы обычно присоединяются к двигателю с помощью гибких соединителей, чтобы минимизировать вибрации и предотвратить повреждение выхлопной системы генератора. Выхлопная труба заканчивается снаружи и ведет от дверей, окон и других отверстий в дом или здание. Вы должны убедиться, что выхлопная система вашего генератора не подключена к выхлопной системе любого другого оборудования.Вам также следует проконсультироваться с местными городскими постановлениями, чтобы определить, нужно ли для эксплуатации вашего генератора получать разрешение от местных властей, чтобы убедиться, что вы соблюдаете местное законодательство и защитите себя от штрафов и других санкций.

Смазочная система
Поскольку генератор содержит движущиеся части в своем двигателе, он требует смазки для обеспечения долговечности и бесперебойной работы в течение длительного периода времени. Двигатель генератора смазывается маслом, хранящимся в насосе.Уровень смазочного масла следует проверять каждые 8 ​​часов работы генератора. Вы также должны проверять отсутствие утечек смазки и менять смазочное масло каждые 500 часов работы генератора.

Зарядное устройство
ST E art функция генератора работает от батареи. Зарядное устройство поддерживает заряд аккумуляторной батареи генератора, подавая на нее точное «плавающее» напряжение. Если напряжение холостого хода очень низкое, аккумулятор останется недозаряженным.Если напряжение холостого хода очень высокое, это сократит срок службы батареи. Зарядные устройства для аккумуляторов обычно изготавливаются из нержавеющей стали для предотвращения коррозии. Они также полностью автоматические и не требуют каких-либо регулировок или изменений каких-либо настроек. Выходное напряжение постоянного тока зарядного устройства установлено на уровне 2,33 В на элемент, что является точным значением напряжения холостого хода для свинцово-кислотных аккумуляторов. Зарядное устройство аккумулятора имеет изолированный выход постоянного напряжения, который мешает нормальному функционированию генератора.

Панель управления
Это пользовательский интерфейс генератора, в котором находятся электрические розетки и элементы управления. В следующей статье представлены дополнительные сведения о панели управления генератором. Различные производители предлагают различные функции в панелях управления своих устройств. Некоторые из них упомянуты ниже.

(a) Электрический запуск и отключение — панели управления автоматическим запуском автоматически запускают ваш генератор при отключении электроэнергии, контролируют генератор во время работы и автоматически отключают агрегат, когда он больше не нужен.

(b) Манометры двигателя. Различные датчики показывают важные параметры, такие как давление масла, температура охлаждающей жидкости, напряжение аккумуляторной батареи, скорость вращения двигателя и продолжительность работы. Постоянное измерение и мониторинг этих параметров позволяет автоматически отключать генератор, когда любой из них превышает соответствующие пороговые уровни.

(c) Датчики генератора. На панели управления также есть счетчики для измерения выходного тока и напряжения, а также рабочей частоты.

(d) Другие элементы управления — переключатель выбора фазы, переключатель частоты и переключатель управления двигателем (ручной режим, автоматический режим) среди прочего.

Основной узел / рама

Все генераторы, переносные или стационарные, имеют индивидуальные корпуса, которые обеспечивают структурную опору основания. Рама также позволяет заземлить генерируемые элементы в целях безопасности.

Генератор переменного тока — Что происходит внутри электрического генератора? — Высшее — OCR 21C — Редакция GCSE Physics (Single Science) — OCR 21st Century

Выходной сигнал генератора на графике

Выходной сигнал генератора переменного тока может быть представлен на графике разности потенциалов-времени с разностью потенциалов по вертикальной оси и время по горизонтальной оси.

На графике изображена переменная синусоида. Максимальную разность потенциалов или ток можно увеличить за счет:

• увеличения скорости вращения
• увеличения силы магнитного поля
• увеличения количества витков на катушке

На схеме показаны четыре различных положения катушки в генераторе переменного тока и соответствующая разность потенциалов.

График разности потенциалов-времени для генератора переменного тока

A — Катушка находится под 0 °.Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не возникает.

B — Катушка под углом 90 °. Катушка движется под углом 90 ° к направлению магнитного поля, поэтому наведенная разность потенциалов максимальна.

C — Катушка повернута на 180 °. Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не возникает.

D — Змеевик под углом 270 °. Катушка движется под углом 90 ° к направлению магнитного поля, поэтому наведенная разность потенциалов максимальна.Здесь наведенная разность потенциалов находится в направлении , противоположном направлению , по отношению к тому, что было в точке B.

A — Катушка находится под углом 360 °, т.е. она вернулась в исходную точку, сделав полный оборот. Катушка движется параллельно направлению магнитного поля, поэтому разность потенциалов не возникает.

Генератор постоянного тока

Генератор постоянного тока

Далее: Двигатель переменного тока
Up: Магнитная индукция
Предыдущая: Генератор переменного тока

Наиболее распространенные электроприборы ( e.г. , электрические лампочки и электрические
нагревательные элементы) отлично работают от сети переменного тока. Однако есть некоторые
ситуации, в которых предпочтительнее питание постоянного тока. Например, небольшой электрический
двигатели (, например, , приводящие в действие миксеры для пищевых продуктов и пылесосы) очень хорошо работают от переменного тока.
электричество, но очень большие электродвигатели ( например, , те
какие поезда метро) обычно намного лучше работают на электричестве постоянного тока. Позволь нам
исследуйте, как можно генерировать электричество постоянного тока.

Простой генератор постоянного тока состоит из тех же основных элементов, что и простой
Генератор переменного тока: , то есть , многовитковая катушка, равномерно вращающаяся в магнитном
поле. Основное различие между генератором постоянного тока и генератором переменного тока заключается в
способом, которым вращающаяся катушка подключена к внешней цепи
содержащий груз. В генераторе переменного тока оба конца катушки соединены
для разделения контактных колец, которые вращаются вместе с катушкой и соединены с
внешняя цепь через проволочные щетки.Таким образом, ЭДС

видимая внешней цепью всегда такая же, как ЭДС
генерируется вокруг вращающегося
катушка. В генераторе постоянного тока два конца катушки прикреплены к разным половинкам.
одного разъемного кольца, которое вращается вместе с катушкой. Разъемное кольцо связано
к
внешний контур с помощью металлических щеток — см. рис.41.
Комбинация вращающегося разъемного кольца и стационарных металлических щеток.
называется коммутатором . Коммутатор предназначен для обеспечения того, чтобы
ЭДС

видно по внешней цепи
равна ЭДС
генерируется вокруг вращающегося
катушка для половина периода вращения , но равна минус этой ЭДС для
другая половина (так как соединение между внешней цепью и вращающейся
катушка переворачивается коммутатором каждые полупериод вращения).В
положение металлических щеток можно отрегулировать таким образом, чтобы соединение между
вращающаяся катушка и внешняя цепь меняют местами всякий раз, когда ЭДС
генерируемый вокруг катушки проходит через ноль. В этом частном случае
ЭДС, наблюдаемая во внешней цепи, просто

Рисунок 42 показывает
график как функция
время согласно приведенной выше формуле. Изменение ЭДС во времени равно
очень похож на генератор переменного тока, за исключением того, что всякий раз, когда генератор переменного тока
создаст отрицательную ЭДС, коммутатор в генераторе постоянного тока меняет
полярность катушки по отношению к внешней цепи, так что отрицательный
половина сигнала переменного тока инвертируется и становится положительной.В результате получается ухабистая
прямая ЭДС, которая возрастает и падает, но никогда не меняет направления. Этот тип
пульсирующую ЭДС можно сгладить, используя более одной катушки, вращающейся вокруг
той же оси или другими электрическими методами, чтобы хорошо имитировать
постоянный ток от батареи. Генератор в автомобиле
(, то есть , генератор постоянного тока, который заряжает аккумулятор) является распространенным примером.
генератора постоянного тока
типа, описанного выше. Конечно, в генераторе внешний крутящий момент, необходимый для вращения
Катушка обеспечивается двигателем автомобиля.

Рисунок 42:
ЭДС, генерируемая в устойчиво вращающемся постоянном токе
генератор.

alexxlab

Посмотреть все записи автора alexxlab →

Вам также может понравиться

Что такое авр в генераторе: устройство, принцип работы, схемы подключения

14.06.202101.10.2020

Термогенератор электрический: Термоэлектрические генераторы — RIF

07.05.197101.01.2022

Что такое теплогенератор: Что такое теплогенераторы? Назначение, виды, характеристики, принцип работы воздушных твердотопливных теплогенераторов

05.09.201901.03.2021

Добавить комментарий Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Комментарий *

Имя *

Email *

Сайт