Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный генератор тесла


Генератор тесла своими руками: схема и выполнение работ

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 769 Опубликовано

Никола Тесла – известный физик, который всю свою жизнь занимался электричеством. Он разработал множество установок и устройств, которые названы его именем. Одно из них – это генератор Тесла, в основе которого лежит эффект вылетающих стримеров, что очень красиво. Поэтому уважающий себя радиолюбитель обязательно должен один раз собрать этот прибор. Тем более это несложно. Итак, как собрать генератор Тесла своими руками (схема прибора и последовательность его сборки)?

Чтобы упростить поставленную задачу, надо разбить весь процесс на три этапа:

  1. Сборка вторичной обмотки, она высоковольтная.
  2. Сборка первичной обмотки (низковольтной).
  3. Сборка схемы управления.

Первый этап

В основе вторичной обмотки лежит цилиндр, вокруг которого и будет наматываться медный провод. Здесь важно, чтобы цилиндр был изготовлен из диэлектрического материала. Поэтому оптимальный вариант (он же самый простой) – это ПВХ труба. Если говорить о размерах, то 50 мм в диаметре и 30 см длиною – это то, что вам необходимо.

Теперь, что касается медного провода. Во-первых, его диаметр. Для нашего устройства подойдет провод диаметром 0,12 мм. Во-вторых, количество витков в обмотке. Рассчитать этот показатель точно практически невозможно, поэтому многие радиолюбители идут опытным путем. Но специалисты отмечают, что меньше 800 витков делать обмотку нельзя. Это связано с коэффициентом полезного действия прибора. Ниже 800 витков КПД резко снижается. В нашем случае берем количество витков – 1600.

Теперь третий показатель – это высота или длина намотки (все зависит от того, как расположить пластиковую трубу: вертикально или горизонтально). Здесь можно просто подсчитать, для этого количество витков умножается на диаметр провода. В нашем случае это будет выглядеть вот так:

1600х0,12=192 мм или 19 см.

После этого можно непосредственно переходить к сборке вторичной обмотки генератора Тесла. Процесс этот трудоемкий, требующий аккуратности и внимательности, так что пару дней вам придется на это затратить.

В первую очередь тонким сверлом в трубе делается отверстие. От него вдоль трубы отмеряется расстояние 19 см, где делается заметка, на которой делается еще одно отверстие сверлом. Теперь в первое отверстие вставляется медный провод, который изнутри трубы чем-нибудь закрепляется. К примеру, скотчем. Обратите внимание, что внутрь ПВХ трубы надо вставить приличный конец провода длиною не меньше 10 см.

Все готово, можно начинать наматывать провод на трубу снизу-вверх. Намотка должна производиться по часовой стрелке, витки должны ложиться аккуратно, плотно прижимаясь друг к другу. Никаких скруток и волн, все четко и ровно. Если вы устали или появились неотложные дела, то последний виток закрепить изолентой, чтобы он не сместился, и не сместились все остальные витки.

Как уже было сказано выше, весь процесс требует внимания и аккуратности. По сути, это 60% всей работы по сборке генераторной установки Тесла. Итак, последний виток уложен, теперь надо откусить провод с запасом в 10 см и вставить его конец во второе отверстие, где изнутри трубы закрепить скотчем.

Но это еще не все. Чтобы обмотка смогла выдержать механические нагрузки, чтобы между витками трансформатора не произошло пробоя, необходимо собранный прибор покрыть защитным изоляционным материалом. Кто-то для этих целей использует эпоксидную смолу, кто-то обычный паркетный лак и другие материалы. Здесь важно равномерно нанести защитное покрытие в несколько слоев (5-6). При этом последующий слой наносится на предыдущий только после полного его высыхания. Лучше всего защиту наносить губкой.

Второй этап

Переходим к изготовлению первичной обмотки генераторной установки Тесла. Для этого вам понадобится толстый изолированный провод из алюминия или из меди. Кстати, чем больше диаметр выбранного вами провода, тем лучше. Хотя есть определенные ограничения, поэтому провод сечением 10 мм² будет нормально.

Внимание! Диаметр первичной обмотки должен быть больше диаметра вторичной обмотки в два раза. Если у нас для вторичной обмотки генератора использовалась труба диаметром 50 мм, то для первичной потребуется 100 мм. В принципе, для этих целей можно использовать даже кастрюлю, потому что обмотка нам нужна будет в чистом виде без основы.

Что касается количества витков, то 5-6 штук будет в самый раз. А вот концы обмотки надо вывести вертикально вверх в одну сторону, при этом надо сделать так, чтобы оба конца находились на одном уровне. В принципе, все, первичная обмотка генератора Тесла своими руками (схема несложная) сделана.

Третий этап

Что можно сказать о схеме управления генератором Тесла. Существует множество вариантов: простых и сложных. Есть схемы, с помощью которых регулировку трансформатора надо проводить вручную, есть с автоматической настройкой. Любые схемы вы можете найти в свободном доступе в интернете, так что это не проблема.

В нашем случае была применена вот эта схема:


Разобраться в ней несложно, здесь были применены простые детали, которые наверняка есть у каждого радиолюбителя в наличии. Использовать можно новые и использованные элементы. Собирать блок управления можно на текстолитовой пластине размерами 20х20 см. Для защиты схемы можно сверху установить еще одну пластину, на которую, в свою очередь, монтируются обе обмотки.

Обратите внимание еще раз на схему управления генератором Тесла. Включать тумблеры SA2 и SA3 надо только после того, как генератор будет запущен и в верхней части катушки появится коронарный разряд. После этого можно включать оба тумблера, что приведет к увеличению мощности разряда. Если включение прибора провести с включенными тумблерами, то произойдет резкий бросок тока в цепь транзисторов. А этого лучше избегать.

Самодельная катушка Тесла SRSG

с синхронным роторным разрядником

Эта катушка Тесла работает от сети 220 В при мощности около 1 кВт, чтобы обеспечить потрясающее отображение дуг и искр. Он был изготовлен с большой вторичной катушкой, чтобы верхняя нагрузка имела достаточную высоту для некоторых экспериментов, для которых она будет использоваться, и чтобы ее можно было модернизировать до более высоких уровней мощности в будущем.

Содержание этой страницы предназначено для всех, кто интересуется катушками Тесла и высоким напряжением.Мы постарались объяснить все четко и достаточно подробно, чтобы это мог понять любой, кто имеет базовые знания в области электроники. Мы также включили полезные формулы и их расчетный результат на основе параметров этой катушки Тесла. Основываясь на информации на этой странице, вы сможете воспроизвести свою собственную самодельную катушку Тесла (на свой страх и риск) , поэтому нет необходимости покупать какие-либо планы катушки Тесла, когда вы можете получить бесплатные планы катушки Тесла здесь! На этой странице также есть другие более технические подробности, так что она по-прежнему интересна тем, кто уже знаком со сборкой катушек Тесла.

Если вы не знакомы с катушками Тесла, вы можете прочитать нашу страницу, описывающую, как работает катушка Тесла.

ВНИМАНИЕ: Катушки Тесла - очень опасные высоковольтные устройства!

Если вы все же решите построить катушку Тесла или использовать какую-либо из этих сведений, вам следует убедиться, что вы понимаете все необходимые меры безопасности. RMCybernetics не несет ответственности за все, что вы делаете в результате чтения этой информации.

Входное напряжение 220 В переменного тока
Потребляемая мощность 1000 Вт макс.
Максимальная длина дуги 74 см
Конденсатор 20кВ 0.06 мкФ
Искровой разрядник SRSG (100 бит / с)
Первичные витки 3.5 (настроен) - 10 доступно
Вторичные витки 550 (проволока 0,56 мм)
Вторичная высота 61 см (только обмотки)
Вторичный диаметр 11см
Пополнение Двойная сфера
Особенности Подача вторичного газа

Итак, что делает катушка SRSG Tesla?

Катушка Тесла используется для преобразования относительно низкого напряжения (например, от сети) в очень высокое напряжение, которое колеблется с очень высокой частотой.Результатом этого является молния, как электрические разряды сверху устройства. SRSG расшифровывается как Synchronous Rotary Spark Gap. Этот термин описывает способ переключения мощности в катушке Тесла. Эти устройства были изобретены более 100 лет назад, что было раньше, чем современные полупроводники и электроника. Это означало, что для переключения мощности необходимо было использовать механические методы, такие как SRSG.

Этот SRSG состоит из двух неподвижных электродов и четырех соединенных между собой электродов на прялке.Когда колесо вращается, электроды проходят мимо неподвижных, что на короткое время позволяет искре подпрыгнуть и передать некоторую мощность. Это происходит неоднократно, когда колесо вращается.

Двигатель, используемый для вращения колеса, является синхронным двигателем, что означает, что он вращается синхронно с частотой сети. В Великобритании эта частота составляет 50 Гц, поэтому используемый здесь двигатель будет вращаться 25 раз в секунду.

Конденсатор, используемый в этой катушке Тесла, будет заряжаться 100 раз в секунду, поэтому мы хотим, чтобы искровой разрядник переключал мощность каждый раз, когда конденсатор заряжается.Наличие четырех электродов на колесе означает, что на каждой четверти оборота двигателя электроды выстраиваются в линию и обеспечивают передачу энергии.

На фотографиях выше показана катушка мощностью около 500 Вт

Здесь вы можете увидеть дугу, поражающую заземленный стержень на расстоянии около 70 см. Катушка работает на 1 кВА.

Из-за небольшой верхней нагрузки для получения хороших дуг потребовалась длинная точка отрыва.

Используемые детали и предназначение

Корпус
Для скрепления компонентов

Опоры для катушек были сделаны на куске дерева, который был высушен и запломбирован перед использованием.Даже очень сухое дерево может притягивать к себе высоковольтный разряд, поэтому важно, чтобы оно было очень сухим и герметичным, чтобы оно не впитало больше влаги. Гораздо удобнее использовать пластик, но он может быть дорогим, и с ним труднее работать.

Опоры для первичной катушки были сделаны путем просверливания ряда отверстий по диагонали на равных расстояниях в деревянном бруске. Затем это было вырезано в центре отверстий, чтобы на месте медной трубы первичной обмотки оставалась серия канавок.Эти опоры должны быть очень хорошо высушены и покрыты лаком, так как медная труба может просочиться в дерево.

Серая труба в центре является частью изгиба на 90 градусов, который входит в основание вторичной обмотки. Это позволяет легко и надежно установить его.

Первичный трансформатор
Используется для изменения входного напряжения сети 220 В на 10 000 В

Используемый трансформатор - Ricci NST (трансформатор для неоновых вывесок), рассчитанный на 10 кВ 100 мА от Signbuyer.co.uk. Этот трансформатор довольно компактен и имеет встроенную защиту от замыкания на землю (GFP). Signbuyer предлагает широкий выбор трансформаторов для неоновых вывесок, которые позволят вам изготавливать катушки Тесла, подобные этой или меньшие. Если вам нужны большие искры, вы можете использовать два трансформатора параллельно, чтобы удвоить выходную мощность.

Первичный трансформатор - это то, что определяет входную мощность (и, следовательно, размер дуги) катушки Тесла. 10 кВ 100 мА дает максимум 1 кВА. (VA эквивалентно ваттам, но используется, потому что с трансформаторами все становится немного сложнее).Вы можете рассчитать приблизительный размер дуги, которую вы можете ожидать от катушки Тесла, на основе входной мощности. Рассчитанная длина - это расстояние по прямой, которое измеряется от начала дуги при верхней нагрузке до ближайшего заземленного объекта.

Длина дуги

L (см) = 4,3 x √P (VA) = 136 см

Эта формула предполагает, что вся мощность от входа передается на дуги и не теряется в процессе преобразования. На практике это невозможно, но значение, указанное в этой формуле, является хорошим ориентиром.

На основе NST, используемого в этой катушке, теоретический предел дуги составляет 136 см. Фактическая длина, которая у нас есть, составляет 74 см. Можно получить больше, установив более плотное соединение между первичной и вторичной катушками, но это может привести к повреждению дуги между катушками.

NST имеют небольшой зазор в металлическом сердечнике, который используется для ограничения выходного тока. Это означает, что даже при закороченном выходе он не перегреется. Подобные трансформаторы с зазорами в идеале должны иметь конденсатор коррекции коэффициента мощности (PFC), расположенный параллельно его входу.Это служит для корректировки сдвига фазы напряжения и тока, вызванного большой индуктивностью трансформатора. Без него он будет работать нормально, но передача мощности будет не такой эффективной. Правильный конденсатор PFC можно рассчитать следующим образом.

Емкость PFC

C = P / (2 x π x f (V 2 )) = 65,8 мкФ

Где P = номинальное значение NST ВА, V = входное напряжение NST и f = частота сети. Нет необходимости использовать точно рассчитанную емкость, можно использовать меньшее.

Обычно люди снимают GFP при использовании NST в катушке Тесла, поскольку трансформатор в любом случае не подключен к заземлению сети. Его оставили для этой катушки, так как он может помочь предотвратить повреждение трансформатора, если что-то пойдет не так.

Фильтр высокого напряжения
Используется для защиты первичного трансформатора от повреждений, вызванных скачками высокочастотного (высокочастотного) напряжения

Используемый фильтр представляет собой обычный тип фильтра нижних частот, известный как фильтр Терри, который часто используется в катушках Тесла, которые питаются от NST.Фильтр позволяет легко пропускать сетевую частоту 50 Гц, но обеспечивает путь к земле для высокочастотных токов. Он также включает в себя набор MOV, которые замыкают на землю, если напряжение становится слишком высоким.

Резисторы устанавливаются на радиаторах, так как при использовании они нагреваются. Эти и другие компоненты должны быть расположены на достаточном расстоянии друг от друга, чтобы между ними не возникало искр.

Для защиты NST 10 кВ, используемого в этой катушке Тесла, мы использовали по 14 из следующих компонентов; MOV / TVS - 1800В, Конденсаторы 1.6кВ 3.3нФ, резисторы 10М Ом 0.5Вт. В дополнение к этим двум резисторам номиналом 1 кОм, 100 Вт, установленным на радиаторах, используются. Вы можете увидеть, как они связаны друг с другом на этой схеме Terry Filter. Основная схема ниже, чтобы увидеть, как он подключен в системе.

Конденсатор первичной обмотки
Используется для хранения энергии для импульсного высвобождения в первичной обмотке

Для катушек Тесла с батарейным питанием меньшего размера тип используемого конденсатора не слишком важен. Для таких катушек большего размера важно использовать высоковольтные конденсаторы, которые подходят для работы с большими объемами энергии.Большие, как показано ниже, могут быть довольно дорогими, поэтому обычно изготавливают эквивалентный конденсатор из множества меньших. Это известно как MMC. Показанный здесь был сделан путем последовательного соединения четырнадцати полипропиленовых конденсаторов 1500 В 47 нФ, а затем создания еще 3 одинаковых цепочек. Каждая из этих цепочек эквивалентна конденсатору 21 кВ 3,4 нФ. Если соединить эти четыре устройства параллельно, общая емкость составит 13,4 нФ. Обычно в качестве меры предосторожности поперек каждого небольшого конденсатора помещается резистор 10 МОм.Этот конденсатор не использовался, так как он был слишком мал для NST.

Используемый первичный конденсатор был сделан путем параллельного соединения шести импульсных конденсаторов 20 кВ 0,01 мкФ. Эта емкость примерно равна 100 мА, которую NST может заряжать между каждым зажиганием искрового промежутка. При статическом зазоре этот конденсатор должен быть меньше, но поскольку используемый здесь разрядник синхронный, возможен конденсатор большего размера.

Значение емкости, которое лучше всего подходит для трансформатора, рассчитывается на основе частоты сети и импеданса трансформатора.Вы можете рассчитать выходное сопротивление трансформатора на основе его выходных номиналов

NST Выходное сопротивление

Z (Ом) = E / I = 100 кОм

Где E = NST выходное напряжение и I = NST выходной ток

Теперь, когда мы знаем выходное сопротивление NST, мы можем рассчитать его емкостное реактивное сопротивление. Емкостное реактивное сопротивление дает нам значение конденсатора, которое NST может полностью зарядить в течение каждого полупериода.

Первичная резонансная емкость

C (r) = (1 / (2 x π x Z x f)) = 31.8нФ

Не рекомендуется использовать конденсатор, который соответствует емкостному сопротивлению NST. Это вызовет резонансное состояние, которое вызовет повышение напряжения, что может привести к повреждению NST и конденсатора. Это не относится к другим типам трансформаторов, но для NST вы должны использовать конденсатор большего размера, чтобы предотвратить возникновение этого резонансного состояния. Фактическое значение зависит от типа используемого искрового разрядника и рассчитывается следующим образом:

Фактическая оптимальная емкость
Статический искровой разряд:

C = C (r) x 1.618

Синхронный вращающийся искровой разрядник:
C = C (r) x 1,9 = 60,47 нФ

Где C (r) = расчетная резонансная емкость или емкостное реактивное сопротивление.

Емкость этого конденсатора в сочетании с индуктивностью первичной катушки будет определять резонансную частоту первичного контура. Важно, чтобы эта частота соответствовала резонансной частоте вторичной катушки, чтобы энергия могла эффективно передаваться между ними и могло произойти повышение напряжения.

Искровой разрядник
Используется для разряда конденсатора в первичную катушку путем замыкания и разрыва соединения, как выключатель

Используемый искровой разрядник представляет собой синхронный вращающийся разрядник. Это означает, что двигатель вращается, перемещая некоторые подключенные электроды мимо двух основных электродов, так что он будет устанавливать соединение при прохождении и снова разрывать его, когда он удаляется. Искра все еще должна прыгать, но ее длина составляет всего 1-2 мм. Двигатель вращается ровно 25 раз в секунду и находится в фазе с сетевым током 50 Гц.Четыре электрода, закрепленные на вращающемся колесе, электрически соединены и будут подключать конденсатор к первичной катушке 100 раз в секунду. Положение вращающихся электродов должно точно соответствовать частоте сети, чтобы соединение происходило, когда конденсатор полностью заряжен (на пике каждого положительного или отрицательного полупериода). Было сделано внешнее управление для управления фазой двигателя, чтобы ее можно было согласовать для оптимальной производительности во время работы.

Также имеется защитный зазор, который представляет собой просто несколько электродов, расположенных на заданном расстоянии, что позволит конденсатору разряжаться в первичную катушку, если по какой-то причине вращающийся зазор не работает правильно.Когда фаза двигателя точно согласована или немного опережает напряжение первичных конденсаторов, предохранительный промежуток не должен срабатывать.

Первичная катушка
Используется для передачи энергии вторичной катушке от первичного конденсатора

Змеевик изготовлен из стандартной медной водопроводной трубы диаметром 6 мм. Он довольно мягкий, поэтому его легко намотать в виде катушки.

Медная труба используется, потому что она толстая и имеет низкое сопротивление (более эффективное), а также ее легко закрепить в разных точках вокруг катушки при настройке.

Древесину следует высушить и запечатать, так как медная труба будет находиться под высоким напряжением во время работы змеевика. Присутствующего на катушке 10 кВ достаточно, чтобы перескочить на любую незапечатанную древесину, которая может вызвать пожар или просто помешать работе катушки.

Катушка была намотана конической, чтобы обеспечить хорошее соединение с вторичной катушкой. Если мощность будет повышена в будущем, необходимо будет добавить заземленную ответную планку над ней, чтобы защитить ее от удара выходом катушек Тесла. Возможно, даже потребуется заменить катушку на катушку более плоской конструкции.

Вторичная обмотка
Используется для повышения напряжения, чтобы дуги могли образовываться от максимальной нагрузки

Вторичная катушка была намотана на кусок стандартной сливной трубы диаметром 11 см. На одном конце этой детали было вставное соединение, которое будет использоваться для установки катушки на основание катушек Тесла.

Каждый конец катушки был завершен последней обмоткой из медной ленты для аккуратности и легкости подключения. Эта петля ленты не должна быть непрерывной, так как это приведет к короткому замыканию и потере энергии.Делается небольшой разрез, чтобы медная лента действовала как последний виток катушки, соединяющей провод с землей RF.

В основании катушки соединение для ВЧ-заземления выполняется путем проведения полоски медной ленты вниз по стороне и на несколько см вверх внутри трубы. Когда этот конец надвигается на опору, он встречается с совпадающей медной областью, которая подключена к ВЧ-земле. Это позволяет очень легко разместить вторичную обмотку на основании и подключить ВЧ-землю без какого-либо припоя или винтового соединения.

Тот же метод используется для подключения катушки к верхней нагрузке.

Поскольку это катушка Тесла RMCybernetics, нам нравится делать это немного по-другому. По центру вторичного змеевика проложен кусок дренажной трубы диаметром 32 мм. он удерживается пластиковыми дисками, покрытыми эпоксидной смолой. Вокруг этой центральной трубы находится другая труба, намотанная в виде спирали по всей длине. Эта труба в размотанном виде имеет длину около 20 м.

Эти трубы можно использовать для трубопроводов газа или механических систем с максимальной нагрузкой для выполнения различных интересных экспериментов.

Вторичная обмотка была намотана на простом приспособлении с мотор-редуктором на одном конце, прикрепленным к регулятору скорости двигателя, чтобы он мог медленно вращаться. Регулятор скорости (наш PWM-OCX) был связан с ножным педальным переключателем из дерева и микропереключателем. Это позволяло легко начинать и останавливать вращение, оставляя руки свободными для удерживания проволоки.

При намотке катушки она должна быть чистой, а провод должен быть плотно затянут во избежание перегибов.После намотки он был покрыт полиуретановым лаком для защиты от физических повреждений и уменьшения риска возникновения дуг над обмотками.

Topload
Используется для хранения энергии и обеспечения места для искр, исходящих от

Верхняя загрузка осуществляется с помощью двух отдельных сфер. Более крупный - перевернутый металлический купол, используемый в генераторах Ван де Граффа, а меньший - «плавающий шар» из местного магазина DIY. Меньшая сфера имеет латунную трубку, установленную через центр, так что ее можно соединить с спиральной трубой, упомянутой ранее.Эта сфера просто помещается на более крупную, что дает легкий доступ к трубам при смене экспериментов.

Размер верхней нагрузки будет влиять на резонансную частоту катушки Тесла. При максимальной нагрузке, как показано, вторичная катушка имела резонансную частоту около 435 кГц . Удаление небольшой сферы дает 455 кГц , а без верхней нагрузки - 570 кГц

Чем больше верхняя нагрузка, тем ниже резонансная частота вторичной катушки, а также затрудняется возникновение искры.Это позволяет дугам быть больше, чем они были бы, если бы не было верхней нагрузки.

Иногда, если для получения правильной резонансной частоты требуется большая нагрузка, небольшую точку, например, металлический стержень или винт, можно разместить где-нибудь, направленным наружу. Это известно как точка прорыва, в конце которой будут выходить искры. Это происходит потому, что у точки будет большой градиент электрического поля по сравнению с гладкой круглой поверхностью в другом месте.

Когда мы повысили мощность с 500 кВА до 1 кВА, пароварки появились со всей поверхности верхней нагрузки.Чтобы они собирались из одного места и были больше, использовался отрыв около 20 см.

Блок управления

В блоке управления находятся два блока управления, трансформатор на 120 В, силовое реле, фильтр радиопомех и переключатель с ключом.

Большой вариак рассчитан на 10А, что более чем достаточно для используемого здесь трансформатора. Этот вариак позволяет просто регулировать входное напряжение для NST от 0 В до 270 В. Меньший вариак используется для управления фазовым углом двигателя для поворотного искрового промежутка.Это позволяет регулировать время разряда конденсаторов для точного согласования, пока катушка Тесла работает.

Принципиальная схема

На схеме ниже показаны основные компоненты системы катушки Тесла. Фильтр Терри показан в упрощенном виде на этой диаграмме. Вход в цепь - 220 В AV при 50 Гц, что является стандартной британской сетью. Сначала он подается непосредственно на фильтр RFI, а затем поступает на большой 10A Variac (T3). Эта переменная позволяет изменять входное напряжение на NST (T4) от 0 до 270 В.

К заземлению сети подсоединяется только фильтр радиопомех. Махровый фильтр, NST и вторичная катушка подключены к ВЧ земле. ВЧ-заземление создается путем вдавливания большого железного стержня с медным покрытием в землю рядом с катушкой.

C T R T , M T , R1 и R2 являются частями махрового фильтра, описанного ранее. В дополнение к этому фильтру используется защитный искровой разрядник (G1), который срабатывает при слишком высоком напряжении.

Основные электроды поворотного разрядника ар.показан как G1 и подключается к конденсатору основного резервуара (C3) и первичной обмотке.

На этой схеме показано, как двигатель подключен к вариатору для электронного управления фазой. Это действительно значительно упрощает работу катушки. Небольшой вариак (T1) передает мощность синхронному двигателю. Индуктивность вариатора в сочетании с емкостью С1 позволяет немного регулировать фазу синхронного двигателя. Необходимо повернуть вариак на максимум, чтобы запустить двигатель и дать ему возможность синхронизироваться с частотой сети.Затем его можно повернуть назад примерно на 1/4 оборота, чтобы отрегулировать фазу примерно на 25 градусов, прежде чем двигатель потеряет блокировку.

Эксперименты

На видео ниже показана наша первая попытка запустить ракету из верхней части катушки Тесла во время ее работы. Видео не отличное, мы немного испугались!

Для пуска ракеты требовался дистанционный спусковой крючок для воспламенения взрывателя. Это было сделано с помощью самодельного переключателя с пневматическим приводом, который подключает батарею 12 В к резистору 10 Ом.Резистор быстро нагревается и воспламеняет взрыватель ракеты. Батарея, переключатель и резистор должны находиться в пределах сферы максимальной нагрузки, поскольку они будут защищены от высокочастотного и высокого напряжения. Авиакомпания проходит вниз по внутренней стороне вторичного к большому шприцу рядом с блоком управления. При нажатии на шприц включается переключатель, и ракета запускается.

Пока что у нас была только одна попытка, так как мы можем сделать это только в хорошую погоду. Сфотографировать ракету, взлетающую на большой скорости, довольно сложно.Нам нужно будет проделать этот эксперимент несколько раз, чтобы получить несколько снимков бога. На фото выше большая труба, облицованная фольгой, в которой находится ракета. Вы можете видеть, как запускается ракета, в разных местах горит пламя. Чтобы не повредить катушку, нам нужно будет сделать это еще раз.

.

Самодельный генератор импульсов мощности DIY

Универсальный генератор импульсов мощности, способный управлять катушками Тесла и другими катушками большой мощности. Это устройство основано на проекте Homemade Tesla Coil и использует улучшенную версию схемы драйвера катушки зажигания для генерации высокого напряжения.

Это устройство может генерировать сильноточные импульсы переменной частоты и ширины. В этом устройстве в качестве основного источника сигнала используется генератор прямоугольной волны, показанный в разделе «DIY-устройства», но к нему также можно подключить любой другой источник сигнала.Входной сигнал усиливается с помощью массива из девяти мощных транзисторов 2N3055 (T2), которые способны переключать огромные количества мощности.

ВНИМАНИЕ: В этом проекте используется высокое напряжение!

Переключатель позволяет подавать питание на внешние катушки для низковольтных приложений, или внутренние катушки зажигания могут получать питание для зарядки большого высоковольтного конденсатора импульсного разряда.

Схема низкого напряжения в этом устройстве похожа на драйвер самодельной катушки Тесла, но с некоторыми важными отличиями.Сильноточные импульсы от свинцово-кислотных аккумуляторов делают генератор сигналов нестабильным в оригинальной конструкции. В новой версии используется полностью независимый источник сигнала с собственной батареей, чтобы минимизировать помехи. Также имеется дополнительная буферная схема для защиты транзисторов 2N3055 от скачков напряжения, вызванных индуктивной отдачей от катушек автоматического зажигания.

Вся силовая электроника размещена в алюминиевом корпусе с панельными индикаторами, портами ввода-вывода и переключателями.Схема генератора сигналов размещена в независимом блоке с собственной батареей 9 В. Он может быть подключен к основному блоку с помощью экранированного кабеля, что позволяет управлять им с безопасного расстояния.

Высокое напряжение на выходе катушек зажигания выпрямляется с помощью некоторых больших высоковольтных диодов (D2), разработанных для рентгеновских аппаратов. Выпрямленный выход подключен к большому конденсатору (C1) для сглаживания выхода постоянного тока. Из сглаживающего конденсатора в цепь зарядки были добавлены катушка индуктивности (L1) и дополнительный диод «de-Q-ing» (D3), чтобы блокировать попадание сигнала переменного тока от первичной катушки TC на сглаживающий конденсатор.Они также помогают защитить выпрямитель от коротких замыканий, дуговых токов и возможных обратных ЭДС или переходных процессов.

SW1 Переключатель низкого напряжения
SW2 Lz
TR1 Четыре параллельные катушки зажигания
RC1 Пиковый фильтр
T1 BFY 51 Транзистор (предусилитель)
T2 2n3055 (девять параллельно)
D1 Диод большой мощности
D2 Выпрямитель высокого напряжения
D3 Диод de-Q-ing
C1 Высоковольтный сглаживающий конденсатор
C2 Импульсный разрядный конденсатор
L1 Самодельный индуктор
SG1 Регулируемый искровой разрядник
Здесь используются разъемы стандартного бананового типа.Они не предназначены для использования под высоким напряжением и поэтому будут пропускать небольшую энергию из-за ионизации воздуха поблизости.

Основная высоковольтная передняя панель на коробке имеет гнезда для выхода постоянного тока высокого напряжения, внутренний конденсатор импульсного разряда высокого напряжения и внутренний искровой разрядник. Это позволяет конфигурировать цепи высокого напряжения различными способами без необходимости повторного подключения каких-либо внутренних компонентов.

Изображение справа показывает, как панель подключена для управления катушкой Тесла.Искровой разрядник можно отрегулировать с помощью ручки на боковой стороне корпуса. В зависимости от резонансной частоты управляемого ТС может потребоваться регулировка емкости. Это можно сделать, просто добавив несколько конденсаторов параллельно или используя отдельный.

На этом изображении показаны соединенные между собой выходы катушек зажигания. Катушки зажигания подключены параллельно, чтобы обеспечить более высокий выходной ток.

Все высоковольтные кабели внутри коробки помещены внутри гибких пластиковых трубок для дополнительной изоляции.Здесь вы можете видеть, что низковольтные соединения катушек зажигания также закрыты трубками для дополнительной защиты.

Корпус заземляется путем подключения толстого провода к длинному металлическому штырю, вбитому в землю. Все заземляющие соединения для внутренних цепей также подключены к корпусу.

Подключение корпуса к заземляющему штырю необходимо при использовании устройства для привода катушек Тесла. Это связано с тем, что катушка Тесла (TC) будет генерировать радиочастотные (RF) токи, которые в противном случае присутствовали бы во всей цепи.Без хорошего радиочастотного заземления вы, вероятно, получите небольшие толчки от элементов управления при работе с катушкой Тесла.

Внутренний регулируемый искровой разрядник

Этот новый искровой разрядник сделан с использованием трех сферических электродов в диэлектрическом корпусе с высоким К. Двойной кожух искрового промежутка снижает общий шум и позволяет легировать воздушный поток другими газами. Анод и катод расположены дальше, чем может произойти скачок напряжения, а третья сфера может перемещаться в зазор и выходить из него через длинный стержень из стекловолокна.Это позволяет плавно регулировать искровой промежуток в любом месте между коротким замыканием и разрывом цепи, пока он активен.

Для улучшения прохождения воздуха через искровой промежуток установлена ​​пара бесщеточных вентиляторов 12 В постоянного тока. Это не улучшает закалку, но снижает коррозию электрода из-за накопления озона в корпусе разрядника. Дополнительный фильтрующий конденсатор был добавлен к разъемам вентиляторов, поскольку этот тип чувствителен к скачкам напряжения

Элементы управления

Схема управления, используемая для генерации управляющего сигнала, сделана с использованием схемы на основе 555.Эту схему можно найти на странице DIY Devices, она называется «Генератор сигналов с контролем ширины импульса». Эта схема размещена внутри небольшой переносной коробки с батареей 9 В. Его можно подключить к генератору импульсов мощности с помощью штекера на конце кабеля от устройства. Вы можете купить расширенную версию этого источника сигнала здесь.

Различные катушки зажигания или трансформаторы будут иметь разные резонансные частоты. Использование этой схемы позволяет настраивать катушки зажигания и управлять их резонансной частотой.

Внешние трансформаторы, катушки или соленоиды также могут работать с любой желаемой частотой в пределах диапазона таймера 555. Возможность широтно-импульсной модуляции схемы управления используется для управления уровнем мощности трансформаторов и других катушек. Эта функция также позволяет запитать большие или малые двигатели постоянного тока с переменной скоростью от 0% до 100%. Их также можно настроить на их резонансную частоту.

Это устройство подходит для множества экспериментов и отлично подходит для любого исследователя, экспериментирующего с импульсной мощностью или резонансными приложениями.Вы можете увидеть эксперименты, которые мы провели с катушками Тесла с использованием этого устройства на странице экспериментов с катушками Тесла.

.

Может ли портативный генератор заряжать Tesla? Что вам нужно знать


Может ли портативный генератор заряжать Tesla?

Ответ - да ... но есть ряд предостережений.

В этом посте я расскажу вам все, что вам нужно знать об использовании генератора для зарядки Tesla.

Многие портативные генераторы не работают с , и есть несколько вещей, которые вам обязательно нужно знать, прежде чем использовать генератор в этой уникальной ситуации.

На первый взгляд идея использовать генератор для зарядки Tesla звучит нелепо. В конце концов, смысл владения электромобилем, таким как Tesla, заключается в том, что вы не хотите использовать бензин, верно?

Почему тогда вам было бы интересно использовать газовый генератор в качестве источника заряда?

Подумайте, зачем вам вообще нужен генератор.

Переносной генератор пригодится в качестве резервного источника питания на случай отключения электроэнергии.

Это также полезный инструмент в ситуациях, когда под рукой нет источника питания. Обе эти причины будут так же актуальны для зарядки вашего Tesla.

Если отключится электричество, вам, вероятно, все равно придется передвигаться. Если вы путешествуете в отдаленном районе или в кемпинге вне сети, вам все равно нужно будет вернуться домой. Генератор не должен быть первым выбором для зарядки вашей Tesla, но определенно есть ситуации, когда вы можете захотеть его использовать.

Официальные инструкции Tesla по зарядке запрещают использовать портативный генератор.

Тем не менее, это может быть безопасным и эффективным вариантом в случае возникновения чрезвычайной ситуации (если вы знаете, что делаете).

Портативные генераторы в качестве резервного источника питания для зарядки Tesla

Не все портативные генераторы подходят для зарядки Tesla. Следует учитывать несколько важных моментов.

Генератор обязательно должен иметь чистый синусоидальный выход. Это означает, что ваш генератор должен быть инвертором.

Система зарядки Tesla может определить, когда выходной сигнал не является чистой синусоидой, и она не позволит вам зарядить .

Это важно, поскольку скачок напряжения может вызвать повреждение.

Tesla встроила полезную функцию безопасности, не позволяя заряжаться, если питание не стабильно.

Теоретически все инверторы будут предлагать чистый синусоидальный сигнал, но на самом деле это не всегда так.

Некоторые инверторы имеют модифицированную синусоидальную волну, часто прямоугольную или модифицированную прямоугольную волну. Ваш Tesla воспримет это как грязную или нестабильную энергию и не позволит вам заряжаться.

Вам нужен только чистый синусоидальный выход.

Как правило, недорогие силовые инверторы будут иметь модифицированную синусоиду, а не чистую.

Если вы хотите лучше понять различные типы синусоидальных волн, ознакомьтесь с этим техническим описанием от Champion.

Переносные генераторы с синусоидальным выходом

Некоторыми примерами инверторных генераторов, которые действительно имеют чисто синусоидальный выход, являются модели Champion 9200W / 11500W, Generac iQ2000 и Honda EU2200i и EU7000iAT1.

Продажа Honda EU2200i, сверхтихий портативный 120-вольтный инверторный генератор мощностью 2200 Вт
  • Эта популярная модель может работать с широким спектром бытовой техники, что делает ее идеальной для портативного использования дома, в кемпинге, на стройплощадке и т. Д.Надежная мощность теперь у вас под рукой с инвертированными генераторами Honda.
  • Так тихо, соседи скажут вам спасибо. EU2200i работает в диапазоне от 48 до 57 дБА, что меньше шума, чем при обычном разговоре. Это делает его идеальным для кемпинга, дополнительной мощности для жилых автофургонов и любой другой деятельности, требующей бесшумной работы.
  • Добавьте второй EU2200i для дополнительной мощности. Две идентичные модели можно подключать параллельно с помощью дополнительного кабеля или шнура для получения мощности до 4400 Вт или приложений, требующих много времени.

Еще одна важная вещь, которую нужно знать при выяснении того, будет ли работать конкретный генератор, - это то, что Tesla хочет, чтобы генератор был заземлен.

Во многих случаях рама генератора служит достаточным заземляющим элементом.

Считается, что модели Champion и Generac правильно заземлены на Tesla.

В других случаях, однако, система зарядки Tesla определит, что генератор не имеет истинного заземления и не будет заряжаться.

Для генераторов Honda это точно так.Чтобы исправить это, вам понадобится специальный переходник, который соединяет землю и нейтраль с помощью резистора.

Вы также можете просто использовать медный провод для соединения земли и плавающей нейтрали.

Для некоторых генераторов вам нужно действительно заземлить генератор, воткнув металлический стержень в землю и подключив его.

Вы также захотите использовать генератор, который предлагает приличную мощность, обычно не менее 1500 Вт .

Небольшой генератор с минимальной мощностью не уедет далеко.

Как зарядить Tesla портативным генератором

После того, как вы определили, что ваш генератор имеет надлежащее заземление и является инвертором, который предлагает чистую и стабильную энергию чистой синусоидальной волны, вам нужно точно знать, как заряжать ваш генератор. Тесла с ним.

Самое главное, всегда начинайте с минимально возможной ставки; затем медленно увеличивайте до 28-30 ампер.

Это упростит работу двигателя вашего генератора и предотвратит перегрузку.

Teslas по умолчанию будет пытаться потреблять 40A / 240 В или 10 000 Вт из розетки NEMA 14-50, поэтому важно уменьшить силу тока перед попыткой подключить генератор.

А как насчет других электромобилей?

Teslas - не единственные электромобили, которые можно заряжать от портативного генератора в аварийной ситуации.

Другие электромобили, например, Chevy Volt и Nissan Leaf, в крайнем случае также могут заряжаться от газового генератора.

Те же предостережения относительно чистой энергии синусоидального инвертора, возможной потребности в заземлении и регулировки силы тока по-прежнему применяются .

Другие заметки

Зарядка Tesla или другого электромобиля с помощью портативного генератора займет много времени.

Конечно, когда вы заряжаете в аварийной ситуации, вы, вероятно, не хотите или не нуждаетесь в полной зарядке автомобиля.

С генератором мощностью 4000 Вт для полной зарядки автомобиля потребуется более 24 часов.

Еще потребуется несколько баллонов с бензином.

В большинстве случаев у вас должна быть возможность зарядить автомобиль достаточно, чтобы, по крайней мере, за несколько часов и на одном баке бензина получить надлежащее питание, а не за весь день.

С Generac iQ2000 вы должны быть в состоянии получить мощность 12-18 миль на галлон бензина, как демонстрирует KmanAuto на видео ниже.

.

Смотрите также