In English
Підсилювальний трансформатор - таку назву пристрою дав винахидник Groeneveld Yme Bouwinus Fo Jan з Нідерландів ще в 1928 році, якщо вірити даті в тексті. Але чи є практичне використання? Винахідник має кілька різноманітних патентів у патентній базі Гугла. Далі переклад патенту на українську:
====================================================
Опис 19 лютого 1929 року. 1,702,771
Y. B. F. J. GROENEVELD/ Підсилювальний трансформатор/ Поданий 18 травня 1927 / Патентовано 19 лютого 1929 року./ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО США US1702771A.
YME BOUWIHUS FOLKERT JAN GROENEVELD, З ЕЙНДХОВЕНА, НІДЕРЛАНДИ, ПОМІЧНИК RADIO CORPORATION OF AMERICA, КОРПОРАЦІЇ ШТАТУ ДЕЛАВЕР.
ТРАНСФОРМАТОР АКПЛІФ ІН.
Заява подана 18 травня 1927 року, серійний номер 192,218, а в Нідерландах 14 січня 1828 року.
H01F19/04 Трансформатори або взаємні індуктивності, придатні для обробки частот, що значно виходять за межі звукового діапазону (більше за 20 кГц)
Метою даного винаходу є зниження ємнісних ефектів в трансформаторах, пристосованих для використання для посилення змінних струмів високої або низької частоти. Я
У таких трансформаторах слід прагнути отримати високий коефіцієнт перетворень. Такий високий коефіцієнт трансформації може бути забезпечений:
По-перше, високим коефіцієнтом оборотів,
По-друге, за рахунок тісного зчеплення витків.
У разі тісного зчеплення первинної і вторинної котушок важливе значення набуває ємність між двома котушками. Ця природна потужність трансформатора може зменшуватися при намотуванні витків, один.
з яких оточує інший, у добре відомий спосіб, наприклад 'намотування витків на конічну поверхню так, щоб витки поступово відступали один від одного'як. Різниця потенціалів між ними збільшується.
Цей метод, однак, лише зменшує струми, що утворюються при ємнісній передачі, до малого ступеня, і не нейтралізує їх.
У винаході струми ємності нейтралізуються поділом однієї з котушок на секції, які намотуються таким чином, що ефекти ємності взаємно протилежні.
На малюнку 1 схематично представлений трансформатор відомого типу. На малюнку 2 схематично показаний трансформатор мого винаходу.
Винахід буде більш чітко розуміти при посиланні на супровідні креслення. На практиці первинна і вторинна обмотки кожного трансформатора намотані на одну вісь, але на цих малюнках ці обмотки показані відокремленими один від одного для більш наочної ілюстрації винаходу. Магнітний сердечник може бути використаний і, як відомо, є бажаним у трансформаторах низької частоти. Якщо звернутися до рисунку 1, то в котушці 2 індукуються електрорушійні сили в результаті дії магнітного поля і електричного поля котушки 1. Ці електрорушійні сили можуть допомагати або протидіяти одна одній, так що тим самим можна впливати на характеристику посилення трансформатора. Дія електричного поля котушки 1 на котушку 2 і навпаки може бути нейтралізовано, якщо одна з цих дій і якщо напрямок, в якому намотані секції, призводить до взаємного протистояння ємнісних впливів електричного поля в кожній котушці.
На малюнку 2 показана схема розташування двох котушок, намотаних в дві або більше сек- I, які на вторинному ринку розділені на дві секції. схематично представлено на малюнку пунктирними конденсаторами; Електрорушійні сили, що виникають при ємнісному зв'язку, позначаються пунктирними стрілками. Якщо тепер пройти всю вторинку від клеми А до клеми В, то виявляються зазначені ємнісні сили, які нейтралізують одна одну, так що утворення різниці потенціалів між клемами А-В запобігається ємнісною передачею. Це показано на рис.2, де пунктирними стрілками показано, що взаємна ємність витків є напрямком ємнісних струмів,які залежать від напрямку осі обмотки. Індуковані електрорушійні сили,-
або ті, що викликані електромагнітним зв'язком, залежать від напрямку обертання обмотки; Так як цей напрямок обертання однаково на обох ділянках вторинної, то і напрямок індукованого струму буде в тому ж напрямку, що показано суцільними стрілками на малюнку.
З малюнка 2 буде видно, що обмотки двох секцій вторинної котушки знаходяться в одному і тому ж напрямку, криволінійно навколо сердечника, але що просування ділянки напрямки. Напрямок двох ділянок призводить до того, що індукований магнітний потік має однакову полярність у кожній секції. Полярність визначається за допомогою правила правої руки. З іншого боку, ємнісні потоки в секціях мають протилежну полярність, що обумовлено тим, що просування звивин кожної секції йде назустріч один одному. Таким чином, ємнісні ефекти трансформатора нейтралізуються. При бажанні може бути використано більше двох секцій.
Очевидно, що кожен розділ вторинки може складатися з більш ніж одного шару.
звивини цих обмоток знаходяться в протилежно- I І Однакові криволінійні або ро- Наприклад, кожна секція може складатися з багатошарової обмотки, істотною умовою якої є те, щоб секції були з'єднані таким чином, щоб вихідний кінець однієї секції примикав до вхідного кінця її прилеглої ділянки, як показано на малюнку 2.
Я стверджую: 1. Трансформатор, що має первинну і вторинну котушки, одна з зазначених котушок складається з безлічі осьово звернених секцій, кожна секція намотана в одному і тому ж напрямку обертання, але в протилежному осьовому напрямку щодо прилеглої до неї секції.
2. Трансформатор має первинну і другу котушки, одна з зазначених котушок складається з двох осьових секцій, одна секція намотана в одному обертовому напрямку, але в протилежному осьовому напрямку щодо іншої секції, причому сусідній кінець однієї секції з'єднаний з віддаленим кінцем іншої секції.
3. Трансформатор має первинну і вторинну котушки, одна з зазначених котушок складається з безлічі секцій, розташованих впритул, причому осі всіх секцій знаходяться в співвідношенні, причому кожна секція намотується в одному і тому ж обертальному напрямку, але в протилежному осьовому напрямку щодо прилеглої до неї ділянки.
YME BOUWINUS FOLKERT JAN GROENEVELD.
==================================
Як що придивитися то автор пропонує виконати вторинну обмотку у звичайному трансформаторі з двох намоток, які з'єднані послідовно але мають зустричне намотування. Добре є ріщення. Дротові резистори. Є такий елемент електричного кола. Але дріт має індуківний опів якщо він має намотування. Виготовляються намотуванням дроту на пластиковий, керамічний або скловолоконний циліндр. Оскільки провід можна відрізати досить точно, номінал їхнього опору можна вибрати з великою точністю з допуском не гірше за 0,1%. Щоб отримати резистор із високим опором, потрібно використовувати дуже тонкий та довгий провід. Провід можна зробити тоншим для меншої потужності або товщим для більшої потужності. Його можна виготовляти з великої кількості металів і сплавів, включаючи нікель хром, мідь, срібло, хромистої сталі та вольфраму.
Розробляються з прицілом на можливість роботи за високих температур: вольфрамові витримують температури до 1700 С, срібні – від 0 до 150 С. ТКС у високоточних дротяних резисторів становить близько 5 ppm/C. У резисторів, призначених для високих потужностей, ТКС вищі.
Працюють на потужностях від 0,5 до 1000 Вт. Резистори на кілька сотень Вт можуть бути покриті високотемпературним кремнієм або склоподібною емаллю. Для збільшення тепловідведення можуть бути обладнані алюмінієвим кожухом із пластинами, що працюють як радіатор.
Оскільки це практично котушки, у них є індуктивність і ємність, через що на високих частотах вони поводяться погано. Для зменшення цих ефектів застосовуються різні хитрі схеми намотування, наприклад, біфілярна, намотування на плоскому носії, і намотування Аертона-Перрі. У біфілярного намотування відсутня індукція, але висока ємність. Намотування на плоскому та тонкому носії зближує дроти та зменшує індукцію. Намотування Аертона-Перрі завдяки тому, що проводи йдуть у різних напрямках і знаходяться близько один від одного, зменшує самоіндукцію та ємність, оскільки в місцях перетину напруга однакова.
Складемо схему із замкнутим осердям, на стрижнях якого розміщені обмотки трансформатора, зазначеного автором. До первинної обмотки (P) додамо джерело змінного струму, а до вторинної обмотки (S) – навантаження R.
Чи бачив я щось подібне раніше? Я бачив це в цій публікації: Уткин Владимир СЕКРЕТЫ НИКОЛЫ ТЕСЛА. ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ, РАЗДЕЛЕНИЕ ЗАРЯДОВ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ИМПУЛЬСНОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ. Слайд з публікації, повністю схожий на діаграму в патенті, ще до публікації різні дослідники-аматори додавали варіанти.:
ВІДЕО З ЗАПУСКУ
У варіанті нульового трансформатора Уткіна дві вторинні обмотки замкнуті в ланцюг опозиційно, де трансформований імпульс ЕРС (Е) двох обмоток буде зустрінутий. У патенті автор наполягає, що змінена лише вторинна обмотка таким чином, що покращуються параметри трансформатора. Розберемося із цим питанням, звернемося до методології намотування силових трансформаторів електромереж.
ОБМОТКИ СИЛОВИХ ТРАНСФОРМАТОРІВ
Основним елементом обмотки є виток, тобто електричний провідник, або ряд паралельно з'єднаних провідників, який охоплює частину магнітної системи трансформатора, в якому під дією магнітного потоку цієї частини наводиться ЕРС. Обмоткою називають сукупність витків, що утворюють електричний ланцюг, де підсумовуються ЕРС, наведені у витках (з метою отримання вищої, середньої або нижчої напруги трансформатора). У трифазному трансформаторі під обмоткою зазвичай мають на увазі сукупність обмоток ВН і ПН всіх трьох фаз.
Мал. 35. напрямки намотування обмоток:
а — одношаровий, б — багатошарово і, дискових спіральних одинарних котушок, г — дискових спіральних парних котушок
Вибір конструкції обмотки проводиться з урахуванням потужності-трансформатора, віднесеної до одного стрижня, металу провідника обмотки (міді або алюмінію), струму обмотки-одного стрижня, номінальної напруги обмотки та перерізу витка.
Обмотки трансформатора складаються з обмотувального дроту та передбачених конструкцією ізоляційних деталей, призначених для захисту битків обмотки від електричного пробою та запобігання їх зсуву під дією електромагнітних сил, а також створення охолоджуючих каналів, необхідних для відведення тепла від обмоток працюючого трансформатора.
Обмотки розрізняють, за напрямом намотування, розташування на стрижнях магнітопроводу, схемою з'єднання окремих елементів обмотки між собою і числу паралельних проводів.
У напрямку намотування подібно до різьблення гвинта розрізняють праві і ліві обмотки. Це відноситься до одношарових циліндричних гвинтових обмоток (рис. 35,а). Напрямок багатошарової циліндричної обмотки вважається у напрямку намотування першого внутрішнього шару (рис. 35,6). Окремі котушки, виконані у вигляді плоскої спіралі, не мають напряму намотування. Парні дискові котушки вважаються правими, якщо провід від верхнього зовнішнього кінця йде за годинниковою стрілкою, і лівими, якщо напрям проводу проти годинникової стрілки (рис. 35, в). Це ж визначення поширюється і безперервні обмотки (рис. 35, г). Більшість обмоток трансформаторів виконується з лівим намотуванням для зручності їх виготовлення.
Розглянемо богатошарового намотування на металевому стрижні трансформатора в чотири шари, дивимося малюнок:
Кожен шар можемо вважати протилежним напрямком намотування, важлива система послідовної комутації. Кожен шар має відповідні (+/-) та напрямок струму (I). Таким чином, якщо розглянути систему роботи запропонованої системи намотування в патенті US1702771A у 1928 році, то нічого надзвичайного ми не побачимо для промислових частот.
На жаль автор не дав більш детального опису задуму, але на малюнку в патенті, вказано намотування вторинної обмотки в два шари з деталізацією окремих шарів вторинної обмотки.
В інтернет просторі є цікавий варіан трансформатору
Детальніше як насправді працює трансформатор, з моєю версією можна ознайомитися за посиланнями:
Wise Eye OverUnity - Transformer
Wise Eye OverUnity - Electromagnetic_inductions_3
==================================
Резюме. Як зробити якісний трансформатор с високим ККД перетворення? Мої пропозиції наступні. Треба наблизити витки первинної обмотки до витків вторинної обмотки. Як це зробити. Припустимо в нас трансформатор якій перетворює 230В змінного струму мережи в 24В для живлення приладів. В нас є 268 витків (w) первинного намотування (230В/268w = 0,86 В/w). Нам треба 24В/0,86 В/w = 30 w вторинної намотки. Розділимо вторинну намотку на три частини по 10 витків. Первинні витки розділимо на чотири частини 268w / 4 = 67 витків. Намотування зробимо шарами. Шари вторинної обмотки повинні розміщуватися у середині первинної. Таким чином між дротове потокозчеплення електричне та магнітне буде максимальне.
|
