Енергії з поля постійного магніту

Споживання з підключеним навантаженням 126,8 мА.

Не знаю, що й думати. Споживання знизилося на 0,3%. Сам генератор без тега споживає 18,5 мА. Можливо, навантаження побічно через зміну розподілу магнітного поля вплинула на індуктивність модуляторів. Хоча, якщо порівняти осцилограми струму через модулятор в холостому режимі і з навантаженням (наприклад, при листанню туди-сюди в ACDSee), то можна помітити слабкий завал верхівки піку при роботі з навантаженням. Збільшення ж індуктивності призвело б до зменшення ширини піку. Хоча все це дуже примарно.

Поставлено мету: отримати максимальний вихід на те що є. У минулому експерименті уперся в межа частоти, на якій забезпечувалася оптимальна тривалість імпульсу при максимально можливому рівні заповнення імпульсу

45% (шпаруватість мінімальна). Так що необхідно було зменшити індуктивність модуляторні обмотки (раніше були з'єднані дві послідовно), проте в цьому випадку доведеться збільшити струм. Так що тепер модуляторні котушки підключені окремо до обох виходів генератора, як у 2-му експерименті, однак цього разу вони включені в одному напрямку (як зазначено на принциповій схемі генератора). Осцилограми при цьому змінилися (знімалися щодо загального проводу). Виглядають набагато приємніше :). Крім того, ми тепер маємо дві обмотки, які працюють по черзі. Значить при тій же максимальній тривалості імпульсу ми можемо подвоїти частоту (для даної схеми).

Вибраний певний режим роботи генератора по максимальної яскравості лампи на виході. Отже, як зазвичай, відразу перейдемо до малюнків.

Верхній промінь - ток модулятора. Нижній зліва - напруга на одному з модуляторів, праворуч - керуючий
імпульс цього ж каналу з виходу TL494.

Тут зліва явно бачимо підвищення напруги на обмотці модулятора в період роботи другого (другий напівперіод, логічний "0" на правій осциллограмме). Викиди при відключенні модулятора в 60 вольт обмежуються діодами, що входять до складу польових ключів.

Верхній промінь - ток модулятора. Нижній зліва - напруга виходу з навантаженням, праворуч - напруга виходу
на холостому ходу.

Навантаження - все та ж лампа 6,3 В, 0,22 А. І знову повторюється картина зі споживанням.

Ефект в наявності. Що ми зможемо від цього отримати - час покаже. На що слід звернути увагу? Перше, збільшити кількість витків колектора, можливо, додавши ще пару кілець, а краще б підібрати оптимальні розміри муздрамтеатру. Хто б зайнявся розрахунками? ;) Можливо, має сенс збільшити магнітну проникність магнітоаровода. Це повинно збільшити різницю напруженостей магнітного поля всередині і зовні котушки. Одночасно знизити б індуктивність модулятора. Думалося також, що потрібні зазори між кільцем і магнітом, щоб, скажімо так, було місце для згинання магнітних ліній при зміні властивостей середовища - магнітної проникності. Однак на практиці це призводить тільки до спаду напруги на виході. На даний момент зазори визначаються 3 шарами ізоляційної стрічки і товщиною модуляторні обмотки, на око це максимум по 1,5 мм з кожного боку.

Попередні експерименти проводилися на роботі. Приніс блок управління і "трансформатор" додому. Такий же набір магнітів у мене давно валявся і вдома. Зібрав. З подивом виявив, що можу підняти ще частоту. Мабуть мої "домашні" магніти були трохи сильніше, внаслідок чого індуктивність модуляторів знизилася. Радіатори вже грілися сильніше, проте струм споживання схеми склав 0,56 А і 0,55 А без навантаження і з навантаженням відповідно, при тому ж харчуванні 15 В. Можливо, мав місце наскрізний струм через ключі. В даній схемі на високій частоті таке не виключено. На вихід підключив галогенну лампочку на 2,5 В, 0,3 А. У навантаженні отримав 1,3 В, 200 мА. Разом вхід 8,25 Вт, вихід 0,26 Вт - ККД 3,15%. Але зауважте, знову ж без очікуваного традиційного впливу на джерело!

Зібрано новий перетворювач (версія 1.2) на кільці з більшою проникністю - М10000НМ, розміри ті ж: O40хO25х11 мм. На жаль, кільце було тільки одне. Щоб вмістити більше витків на колекторної обмотки, провід узятий тонший. Разом: колектор 160 витків проводом O 0,3 і так само два модулятора по 235 витків, так само проводом O 0,3. А так же знайдений новий блок живлення аж до 100 В і струмом до 1,2 А. Напруга живлення теж може зіграти роль, оскільки воно забезпечує швидкість наростання струму через модулятор, а той, у свою чергу, швидкість зміни магнітного потоку, що безпосередньо пов'язано з амплітудою вихідного напруги.

Поки нічим виміряти індуктивності і відобразити картинки. Тому без надмірностей викладу голі цифри. Було проведено кілька вимірів при різних напругах живлення і режимах роботи генератора. Нижче наведені деякі з них.

без виходу в повне насичення

Вхід: 20 В x 0,3 А = 6 Вт
Вихід: 9 В x 24 мА = 0,216 Вт
ККД: 3,6%

Вхід: 10 В x 0,6 А = 6 Вт
Вихід: 9 В x 24 мА = 0,216 Вт
ККД: 3,6%

Вхід: 15 В x 0,5 А = 7,5 Вт
Вихід: 11 В x 29 мА = 0,32 Вт
ККД: 4,2%

з повним насиченням

Вхід: 15 В x 1,2 А = 18 Вт
Вихід: 16 В x 35 мА = 0,56 Вт
ККД: 3,1%

Виявилося, що в режимі повного насичення, йде спад ККД, оскільки різко зростає струм модулятора. Оптимального режиму роботи (по ККД) вдалося досягти при напрузі живлення 15 В. Впливи навантаження на джерело живлення не виявлено. Для наведеного 3-го прикладу з ККД 4,2, ток схеми з підключеною з навантаженням повинен збільшуватися приблизно на 20 мА, але підвищення так само не зафіксовано.

Прибрана частина витків модулятора з метою підвищення частоти і зменшення зазорів між кільцем і магнітом. Тепер маємо дві обмотки модулятора по 118 витків, намотаних в один шар. Колектор залишений без змін - 160 витків. Крім того, виміряні електричні характеристики нового перетворювача.