К ЗЕМЛЕ С ЛЮБОВЬЮ И ЗНАНИЕМ

2-ЧАСТОТНЫЙ TPU, ОСНОВАННЫЙ НА СТОЛКНОВЕНИИ вращающихся магнитных полей (2 freq-MAGCLASHTPU)

Ver. 1.2 - 04-18-2007

by ronotte

Этот «однокольцевой» TPU состоитиз:

1. Внутренней кольцеобразной основы.
2. Внутренней коллекторной катушки.
3. Четырёх управляющих катушек.
4. Внешней коллекторной катушки.

Внутренняя кольцеобразная основа

Внутренняя кольцеобразная основа служит в качестве стабильной платформы, на и вокруг которой будут расположены все катушки. В этом случае, для ускорения производства, я воспользовался 5мм. compensatedwood (фанерой?), но, разумеется, Вы можете использовать пластик или даже лучше: лист растянутого полиуретана (expandedpolyurethanesheet) (обычно используется для теплоизоляции стен), потому что он «мягкий» и поможет поглотить вибрации внутреннего коллектора. Вот картинка этой деревянной основы.

Основакатушки

Чтобы выпилить её из листа, я воспользовался лобзиком и наклеенным поверх листом с разметкой.

Размеры:

• Внутренний диаметр 18.0 см.

• Внешний диаметр 23.0 см.

• Ширина 2.5 см.

• Толщина 5 мм.

Внутренняя коллекторная катушка

Внутренняя коллекторная катушка в этой версии сделана из 3-х витков 5 параллельных литцендратов*, каждый литнцендрат состоит из 40 медных жил диаметром 0,05 мм. Какнаследующемрисунке.Итого у меня получилось 40 * 5 = 200 выводов (leads).

Этот литцендрат должен быть положен на основу и расположен вблизи центра. Я просто приклеил его к дереву, чтобы закрепить.

В качестве альтернативы, я думаю, Вы можете использовать стандартный одножильный провод сечением 1 мм…. В конце концов, можете проложить 2-4 провода параллельно… или попробовать как-нибудь ещё.

Примечание: что касается количества витков, я использовал 3, но, вероятно, одного будет достаточно.

Управляющие катушки

Управляющиекатушкибифилярные (двухпроводные).Всего 4 катушки, каждая по 90 градусов, как обычно для установки вращающегося магнитного поля, согласно патенту 390721. Эти катушки, по соображениям основы, будут плоского типа, т.к. их ширина больше толщины. Вот картинка этих проводных CC, ясно показывающая, что я имел в виду.

Бифилярные CC

Видно, что имеется зазор около 1.5 см. между катушками (неоднородность ширины дерева – следствие моих ошибок в изготовлении основы).

Каждая катушка намотана стандартным одножильным проводом сечением 1 мм. со стандартной «CE» изоляцией. У каждой катушки – 21 бифилярный виток.

Также видно два вывода спараллеленого литцендрата (с красными штырьками Faston).

Я советую заранее отрезать 8 проводов длиной чуть больше метра прежде, чем начать наматывание, чтобы количество витков у катушек было одинаково. Использование различных цветов также поможет (позже) различать вывода.

Выходной коллектор

Катушка выходного коллектора также бифилярного типа. Я использовал такой же провод, как и для CC. Нужнопокрытьвсюдоступнуюповерхность.

Выходнойколлектор

На картинке коллектор имеет пробелы, но я перемотал его, покрыв всю поверхность.

Общие соображения по сборке

Как Вы видите, этот TPU очень простой, и его просто собрать. Весит он также меньше 100 граммов.

Я настоятельно рекомендую использовать деревянную основу (например, из того же материала, из которого вы сделали основу катушки) для установки самого TPU и расположения всей электроники или как минимум – необходимых двух силовых MOSFET’ов*.

Вот то, что я имею в виду. Это черновой пример, но сейчас я заинтересован в том, чтобы сделать это быстро.

TPU с полностью подключенными проводами

Эта схема делится на 4 секции:

1. Секция входа (input section).

2. Секция управления (driver section),

3. Секция катушек (coil section).

4. Секция выхода (output section).

Особое внимание должно быть уделено установке общей обратной земли (commonreturnground). Этообязательно.Я использовал большой блок клемм, чтобы свести вместе все +VDC и все вывода земли (установите этот блок клемм внутри или на сам TPU).

Опять-таки ОБЯЗАТЕЛЬНО установить между двумя этими точками полиэстровый конденсатор на 10 микрофарад / 100В (10 microF/100Vpolyestercapacitor). Если Вы этого не сделаете, Вы увидите, что на всё Ваше оборудование, начиная с БП, будет воздействовать возвращаемое излучение/токи (у меня БП запитывался от TPU!!!!!). Я потратил уйму времени на то, чтобы освободиться от этого эффекта!!

СЕКЦИЯВХОДА

Цель входной секции (слева снизу на чертеже) – предоставить интерфейс к генератору прямоугольного сигнала и подходящим образом выдавать синхронизированные прямоугольные волны (первой и второй гармоник). Эта задача легко решается с помощью КМОП-мультивибратора (CMOSflip-flop (FF)).

Проблема в том, что, как я обнаружил, мой Wavetek 145 не может полностью запитать (drive) IRF7307, и сам FF (мультивибратор?) на полной скорости (до 2 МГц), и я был вынужден запитывать (drive) IRF7307 скоростным транзистором (highspeedswitchingtransistor) 2N914. Разумеется, можете использовать, что у Вас есть, возможно, 2N2222 или подобный тоже подойдёт (недостающее(?) значение сопротивления коллектора – 220 Ом (thecollectorresistancevaluemissingis 220 ohm)). Еслинужно, ядамбольшеинформации.

СЕКЦИЯУПРАВЛЕНИЯ MOSFET’АМИ (MOSFET DRIVER SECTION)

После множества тестов я решил использовать стандартный предлагаемый (конструктором) интерфейс IRF7307. Это эффективно обеспечивает хорошее решение, чтобы полностью запитать (drive) силовой (power) MOSFET, корректно заряжая его входную ёмкость. Тем не менее, я видел, что форма сигнала на затворе POWER-MOSFET’а во время работы на полной скорости далека от идеальной!!! Мимолетные всплески столь высоки, что неизбежно отражаются в любом мыслимом режиме на затворе (это основной повод использовать IRF7307, т.к. он предоставляет (имеет?) очень низкий импеданс (impedancepath) и таким образом минимизирует другие воздействия).

Здесь я вижу основу для дальнейшего улучшения. Так что Вы можете попробовать другие решения providing to have a scope with at least 100 MHz bandwidth.

Затвор POWERMOSFET’а при полной нагрузке

Как Вы видите, здесь полно наложений шума, возникающего от действия высокоскоростной коммутации больших токов. По моему мнению, часть его (шума) приходит с земли (и т.о. может быть оптимизировано), часть – от эффекта Миллера (очень сложно компенсировать), часть – от электростатических взаимодействий с расположенными поблизости схемами.

Несмотря на всё это, MOSFET’ы, как Вы видели, коммутируют нормально!!!!!

На данный момент трудно сказать, есть ли место для усовершенствований....

На фото – используемый тестовый стенд.

Подробности тут: скачать схему генератора

Видеозапись грузинского грузинского изобретателя Капанадзе собравшего генератор Теслы (сначала по-грузински говорят, где-то с середины по-русски)