Utilizarea eficientă a surselor de energie electrică statică depinde într-o mare măsură de dispozitivul de transformare a acestei energii într-o specie adecvată pentru utilizare și acumulare.
Sunt cunoscute diferite soluții tehnice de convertizoare de electricitate statică.
Un dezavantaj al acestor tehnici de transformare prin transformator este incapacitatea de a converti direct de tensiune DC, dimensiunea mare și greutatea aparatului și complexitatea raportului de reducere de înaltă tensiune menținând în același timp o eficiență acceptabilă. Aceste modele de convertoare nu sunt suficient de eficiente, deoarece pot converti o mică parte din energia electrică statică.
Există soluții tehnice de transmitere a puterii, în care puterea de curent alternativ este convertit la o putere de înaltă tensiune sarcini electrice, atunci energia este transmisă prin rețea, iar la locul de consum de energie este transformată în joasă tensiune AC sau DC putere. În aceste decizii, atenția principală este atrasă de problema de conversie de tensiune joasă în înaltă tensiune și sunt utilizate transformări inverse, în special, a apelat la dispozitive semiconductoare.
Dezavantajul acestui dispozitiv este necesitatea comutatoarelor de înaltă tensiune și a unui dispozitiv pentru controlul acestora.
Este cunoscută de asemenea brevetul RU 2255406 „Metodă și aparat pentru transmiterea energiei electrice“, în care transmiterea energiei electrice se realizează prin trecerea vibrațiilor de rezonanță de înaltă frecvență în lanțul constând dintr-un generator de înaltă frecvență și două transformatoare Tesla, intensificrii și regresivă. Din înfășurarea transformatorului de energie Tesla pas pe o singură linie de înaltă tensiune este transferat la transformator coborâtor Tesla. În continuare, nivelul de lichidare a deducției transformator de curent Tesla tensiune este trecut la intrările unui redresor pod și în continuare la sarcina. In prezenta invenție a realizat un aparat convențional de transmisie a puterii pentru o distanță nu dispozitiv de conversie a energiei din energia electricității statice în AC și DC.
Astfel, sarcina de a crea un dispozitiv de conversie a energiei statice, care ar avea o eficiență suficient de ridicată, rămâne una reală, era simplă și avea dimensiuni acceptabile.
Aparatul de conversie a energiei cuprinde o sursă de electricitate statică conectată în serie electricitate statică, un eclator și un transformator coborâtor, înfășurarea transformatorului în paralel primar, conectat la creșterea, primul vas este conectat și ieșirea transformatorului de înfășurare secundară printr-o a doua capacitate conectat la sarcină. Frecvența primului circuit de rezonanță formată prin înfășurarea transformatorului primar și conectat în paralel cu bobina prima capacitate este aproximativ egală cu frecvența de rezonanță a circuitului secundar format prin înfășurarea secundară și conectate în serie la înfășurarea de-al doilea vas secundar.
În acest aparat pentru conversia de înaltă tensiune la joasă folosind transformator rezonant, adică un primar transformator și înfășurări secundare ale care sunt completate de recipiente electrice, astfel încât formează circuitul LC rezonant reglat la aceeași frecvență. Varianta unui astfel de transformator este cunoscută sub denumirea de "transformator Tesla" și este, de regulă, folosită pentru creșterea tensiunii la valori foarte mari. În prezenta invenție, transformatorul este utilizat într-un mod invers, adică pentru a reduce tensiunile foarte mari la tensiuni mici. Pentru a se potrivi rezistența de intrare a dispozitivului cu o rezistență internă foarte mare a surselor de energie electrostatică, circuitul de intrare este realizat într-o schemă de rezonanță LC paralelă. În acest caz, rezistența de intrare la frecvența de rezonanță este foarte mare. Pentru a converti orice sursă de tensiune, circuitul de intrare este conectat la sursa prin eclator, scânteie furnizează circuitului periodic probă, și, prin urmare, un impuls, adică un curent de bandă largă consumate de sursă. În acest caz, în circuitul circuitului LC de intrare, după fiecare defect de scânteie, se dezvoltă oscilațiile amortizate ale frecvenței rezonante. Ca rezultat al fenomenului de rezonanță, curentul în înfășurarea primară a transformatorului rezonant se înmulțește. Datorită fenomenului de inducție reciprocă, aceasta induce un curent în înfășurarea transformatorului în timpurile N mai mare decât în curent primar secundar unde N - coeficient de transformare, care depinde de raportul dintre numărul de rotații de lichidare. Circuitul de ieșire este realizat în conformitate cu schema de rezonanță LC în serie, sarcina acestuia fiind conectată în mod constant la circuitul său. Ca rezultat al rezonanței curenților, curentul crește din nou în el. Ca urmare a acestei creșteri în trei trepte a curentului și a scăderii corespunzătoare a tensiunii la ieșirea dispozitivului, un curent considerabil este generat la o tensiune scăzută.
Utilizarea transformatorului Tesla pentru dispozitivul de conversie a energiei electrice de statică în energie de joasă tensiune a curentului alternativ sau direct nu este cunoscută. Un astfel de transformator descendent este utilizat în RU2255406 în dispozitivul de transmisie a puterii, dar acolo funcționează într-un singur circuit cu un transformator de step-up. Prin urmare, în dispozitivul conform brevetului, nu este vorba de conversia electricității statice, ci de transmiterea puterii reactive prin intermediul liniilor electrice. De aceea, acest dispozitiv nu are un decalaj de scânteie, care este necesar pentru crearea unui curent pulsat, în bandă largă.
Într-un caz particular, transformatorul de step-down poate fi proiectat ca un transformator de înaltă tensiune fără un miez, care funcționează la frecvențe relativ înalte. Acest lucru permite reducerea mărimii și greutății transformatorului și eliminarea pierderilor de energie din miez.
În unele exemple de realizare a dispozitivului, prima capacitate poate fi capacitatea primară de înfășurare a transformatorului primar.
Ca sarcină, poate fi utilizat un redresor conectat în serie și un condensator, de exemplu un supercapacitor. Pentru a limita curentul în circuitul de joasă tensiune, un limitator de tensiune poate fi conectat după redresorul menționat.
În funcție de scopul pentru care sursele primare de electricitate statică folosind acest dispozitiv, acesta poate conține o scânteie fixă de tensiune de descărcare decalaj, sau eclator cu tensiunea de descărcare reglabilă.
În cazul în care dispozitivul este utilizat într-un mediu în care un dispozitiv de stocare a energiei electrice statică funcționează într-un mediu în care energia variază în timp și nu este constantă prin lege, un decalaj scânteie din capacitatea de încărcare poate fi aranjată pentru a reglementa tensiunea de descărcare. În acest caz, se obțin condiții mai bune pentru utilizarea energiei, cu o eficiență mai mare. Astfel, parametrii spărgătorului de scântei trebuie să fie în concordanță cu parametrii unității. Pentru a controla caracteristicile dispozitivului de eclator poate fi introdus suplimentar eclator de control al tensiunii de descărcare a circuitului cuprinzând circuitele de măsurare a tensiunii sursei de electricitate statică.
Invenția este explicată prin desene.
Figura 1 prezintă o diagramă electrică a unui aparat cu o sarcină proiectată pentru curent alternativ.
Figura 2 prezintă o diagramă electrică a unui dispozitiv cu redresoare, un regulator de tensiune și o sarcină proiectată pentru curent continuu.
Figura 3 prezintă o diagramă bloc pentru controlul tensiunii de descărcare a unui spărt.
Dispozitiv pentru conversia electricității statice
Aparatul de conversie a energiei de electricitate statică (1) cuprinde o sursă 1 de electricitate statică, un eclator 10 și transformatorul coborâtor 3. În paralel, o înfășurare primară a transformatorului conectat la primul container 2. Frecvența primului circuit de rezonanță formată prin înfășurarea transformatorului 3 primar și conectat în paralel cu bobina primului container 2 este aproximativ egal cu frecvența de rezonanță a celui de-al doilea circuit format de înfășurarea secundară și este conectat serial la înfășurarea secundară de către a doua capacitate 4. Ieșire d 3 a transformatorului de înfășurare secundară prin al doilea rezervor 4 este conectat la sarcină 5. Sarcina 5 poate fi orice sarcină, care funcționează cu curent alternativ.
circuitul electric al dispozitivului cu redresoare, un regulator de tensiune și o sarcină proiectată pentru curent continuu.
Figura 2 este o diagramă schematică a unui aparat pentru generarea puterii DC. Aparatul 1 cuprinde o sursă de electricitate statică, un eclator 10 și transformatorul pas în jos 3. În paralel, o înfășurare primară a transformatorului conectat la primul container 2. Ieșirea transformatorului 3 prin al doilea container 4 secundar este conectat la un redresor 6, care este conectat la acumulatorul, condensatorul 8 într-un caz special supercapacitori. Dale load 5 poate fi conectat prin comutatorul 9.
o diagramă bloc pentru controlul tensiunii de descărcare a unui gol.
Acest circuit, ca și circuitul din figura 1, poate fi utilizat atât în dispozitive cu putere redusă, cât și în dispozitive cu putere suficient de mare.
Transformatorul 3 este utilizat pentru a reduce tensiunile foarte mari la valori în unități, zeci volt.Dlya la dimensiunile și greutatea convertorului ar fi acceptabil, precum și pentru a evita pierderile în miez, un transformator rezonant este realizată în mod tipic coreless și care lucrează pe frecvențe relativ ridicate (de obicei zeci și sute de kilohertzi). Ca o deschizătură de scânteie, se poate utiliza un descărcător cu vid și / sau cu gaz, iar în cel mai simplu caz o distanță de scânteie între electrozii.
Dispozitivul poate converti energia de electricitate statică cu o tensiune constantă sau variabilă de mare (mii - sute de mii de volți) la curenți slabi (microamps la sute de microamperi) în energie cu o tensiune relativ scăzută (câteva zeci de volți) la curenți relativ mari (zeci de Milli - amperi ).
Dispozitivul de conversie a electricității statice funcționează după cum urmează
Spațiul de scânteie 10 este conectat la sursa de energie electrică statică 1 (fig. Când se atinge tensiunea de descărcare în sus, curentul este descărcat, iar oscilațiile de curent și de tensiune apar cu un spectru larg. Cu toate acestea, la vibrații cu frecvențe situate în apropierea frecvenței unui circuit de rezonanță de intrare constând în înfășurarea transformatorului 2 și un condensator 3, o impedanță circuit complet este mare, având ca rezultat predominant curentului de circuit de oscilație și rezonanță circuitul de tensiune de frecvență de intrare. Transformatorul 3 transformă aceste vibrații în circuitul secundar al curentului la oscilații ridicate de tensiune la amplitudini mici.
Circuitul de control al tensiunii de evacuare a eclator, circuitul de măsurare 11 include o tensiune statică sursa de energie electrică și circuitul de tensiune de control efectiv 12 eclator de evacuare. La schimbarea sursei 1 parametri statici, în special, o scădere bruscă a ratei sale de creștere a circuitului de măsurare a tensiunii dă o comandă pentru a scădea tensiunea de descărcare sus, de exemplu, prin trecerea de la unul la descărcătorul de supratensiune cu o tensiune de descărcare redusă. În acest circuit frecvența de rezonanță în sine poate varia, de exemplu, schimbarea capacitanta condensatoarelor 2 și 4. Astfel, aparatul poate menține parametrii optimi de conversie a energiei a modificărilor de electricitate statică în funcție de parametrii sursei 1.
Dispozitivul propus poate fi utilizat într-o gamă largă de dispozitive pentru utilizarea electricității statice, atât industriale, cât și industriale.
Revendicarea invenției
1. Un dispozitiv de conversie a energiei de electricitate statică, care cuprinde o sursă de serie conectată de electricitate statică, un eclator și un transformator coborâtor, înfășurarea transformatorului în paralel primar, conectat la creșterea, primul vas este conectat și ieșirea transformatorului secundar de înfășurare printr-o a doua capacitate conectată la sarcină, în care frecvența de rezonanță a primului circuit format prin înfășurarea transformatorului primar și conectat în paralel cu bobina de prima capacitate Est egală cu frecvența de al doilea circuit de rezonanță formată prin înfășurarea secundară și conectate în serie la înfășurarea de-al doilea vas, în care eclator este adaptată să descarce reglarea tensiunii și circuitul de comandă de tensiune secundar cuprinde un decalaj de descărcare prin scânteie cuprinzând circuitele de măsurare a tensiunii sursei de electricitate statică.
2. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că transformatorul descendent menționat este proiectat ca un transformator de înaltă tensiune fără un miez.
3. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul recipient menționat este o capacitate a înfășurării primare a transformatorului.
4. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că sarcina este un redresor conectat în serie și un condensator, de exemplu un supercapacitor.
5. Dispozitiv conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că, după redresorul menționat, un limitator de tensiune este conectat.
Fișierul de fișiere / inc / cackle_template.php nu a fost găsit.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: