play energy 2012: polovodičmi budený teslov transformátor

Polovodičmi budený Teslov transformátor

Vypracoval: Marek Lopušný

Obsah

Ciele práce Teória Problematika iskriska Moderný Teslov transfomátor Moje zapojenie a realizácia Výsledky Záver

Ciele práce

Cieľom práce bolo postaviť moderný Teslov transformátor, tak aby sa odstránilo iskrisko na ktorom dochádza k strate veľkej časti dodanej energie.

Ďalej vybrať vhodné a dostupné výkonové spínacie polovodičové prvky.

Postaviť ukážku a dokázať, že Teslovbezdrôtový prenos energie naozaj funguje.

Teória

Zariadenie pracuje ako vzduchový rezonančný transformátor, pri ktorom sa uplatňuje jav paralelnej rezonancie.

Kapacitu v sekundárnom rezonančnom obvode tvorí parazitná kapacita cievky a ukončovacia kapacita (toroid) oproti uzemenému koncu cievky.

Rezonančnú frekvenciu možno vypočítať s Thomsonovho vzťahu f0 = 1/[2*π*Sqrt(L*C)]

Problematika iskriska

Iskrisko (Spark Gap) je miesto kde je obvodprerušený a zakončený obvikle medenými

trubkami.

Iskrisko funguje v podstate ako jednoduchý VF oscilátor.

Po nabití rezonančného kondenzátoru preskočí na iskrisku oblúk čo na krátko pripojí kondenzátor na primárnu cievku.

Problematika iskriska

Schéma zapojenia klasického Teslovho transformátoru

Problematika iskriska

Iskrisko prináša do obvodu hneď viacero problémov ako sú napríklad:

- Zanášanie iskriska- Potreba mäkkého VN transformátora- V neposlednej rade aj stratu energie

Nakoľko v dnešnej dobe už existuje mnoho topológii zapojení ktoré iskrisko nepoužívajú uvediem ich základne rozdelenie.

Moderný Teslov transformátor

Rozdelenie

SSTC (Polovodičmi budený TC) ISSTC (SSTC s prerušovaným budením) DRSSTC (SSTC s rez. kondenzátorom) VTTC (Používajú sa výkonové elektrónky) OLTC (Špecifický druh Teslovho

transformátora pri ktorom sa iskrisko nahradí výkonným IGBT tranzistorom pracujúcim rádovo na desiatkach kHz)

Moderný Teslov transformátor

V mojej práci som sa rozhodol, že postavím SSTC polomost, teda dvojčinné zapojenie.

Polomost sa vyznačuje väčšiou efektivitou ako jednočinné zapojenia.

Polomost pripája striedavo primárnu cievku na + a -, čim sa imitujú obidve polvlny.

Zapojenie polomostu

Zapojenie tvorí:

Dvojica výkonových tranzistorov FET

(v ľavo)

Kapacitný delič(v pravo)

Moje zapojenie a realizácia

Pri návrhu môjho zapojenia som vychádzal s katalógových listov k integrovanému obvodu UC3825 a rád mojho konzultanta.

Zapojenie je doplnené o nadprúdovú ochranu.

K riadeniu Gatov tranzistorov je použitý malý transformátor na feritovom jadre v pomere vinutí 1:1:1 (P:S:S).

Moje zapojenie a realizácia

Priebehy na Gatoch

Moje zapojenie a realizácia

Vonkajšia realizácia

Výsledky

Dosiahnuté výboje

Výsledky

Prenos energie

Záver

Podarilo sa postaviť moderný Teslov transformátor budený polovodičmi.

Bola dokázaná existencia VF poľa šíreného Teslovym transformátorom.

Následne bol overený Teslov prenos energie.

Ďakujem za pozornosť