Отправлено 22 Апрель 2005 - 19:18
Есть некоторые мысли по поводу Мельниченковской коробочки и его ноу-хау в целом. До конца проверить всё не получается (не успеваю), но кое что есть. А так как намечаются выходные, то пока выкладываю это как версию.
В одной из Мельниченковских заявок есть одна, в которой он предлагает подключать последовательно с первичной обмоткой трансформатора дроссель. Причём, дроссель имеет индуктивность, в несколько раз большую чем индуктивность первичной обмотки трансформатора. Нагрузка подключена на вторичную обмотку трансформатора.
Так вот, я как то высказался против того, что индуктивность дросселя должна быть большой и, даже, привёл "доказательство".
Нет, тот вариант, то же, подходит, но как отдельный вариант. Его смысл был в другом.
Теперь я соглашаюсь с тем, что индуктивность дросселя может быть больше индуктивности трансформатора. И нужно это, как раз, для того, что бы получить реактивную, потреблемую от источника, мощность при активной мощности в нагрузке. Судите сами.
Если к источнику переменного напряжения подключить одну индуктивность, то напряжение и ток источника будут сдвинуты по фазе на 90 градусов. В цепи будет течь ток, но потребляемая мощность будет чисто реактивная. Стоит включить последовательно с индуктивностью активную нагрузку, как сдвиг по фазе уменьшится, и в потребляемой от источника мощности появится активная составляющая. Но при малой величине сопротивления нагрузки фазы сдвинутся незначительно.
Мельниченко предлагает последовательно с нагруженным трансформатором включить большую индуктивность. В результате, получится то же - практически реактивное потребление при активной нагрузке. Ведь, основное сопротивление цепи будет определяться большой индуктивностью дросселя. Правда, при этом упадёт напряжение на трансфоматоре и нагрузке. Но, ведь, трансформатор можно выполнить повышающим.
В общем, вариант Мельниченковской идеи, думаю, заключается в следующем (схему я уже обрисовал).
Напряжение сети проходит через дроссель на первичку трансформатора. При этом напряжение уменьшиться. Ставим параллельно первичке конденсатор и загоняем первичку в резонанс. Вторичка повышающая - до напряжения, равного напряжению сети. При увеличении напряжения, пропорционально уменьшается ток. Но первичка в резонансе а трансформатор рассчитываем так, что бы даже нагруженный трансформатор имел добротность, численно равную коэффициенту трансформации трансформатора.
Получается следующий баланс.
Ток источника имеет некоторую величину, определяемую индуктивностями дросселя и трансформатора. Но в первичке трансформатора ток больше благодаря резонансу (пропорционально добротности). После трансформации, напряжение на вторичке стало таким же как у источника, но ток уменьшился. То есть, запас тока трансформатора, полученный благодаря добротности, расходовали на получение повышенного напряжения. Но он стал равен току источника. В результате, напряжение и ток на нагрузке численно равны напяжению и току источника. При этом, на нагрузке выделяется акивная мощность, а от источника потребляется рективная, так как фазы напряжения и тока источника сдвинуты почти на 90 градусов.
Конечно, это в идеале, так как тот же дроссель имеет активное сопротивление, которое не даёт возможности получить сдвиг ровно 90 градусов даже на нём одном. Но, тем не менее, сдвиг может быть существенным.
С утра пробовал это смоделировать и был на грани отчаяния, так как ничего не получалось... пока не уменьшил связь между первичкой и вторичкой трансформатора. И всё пошло! На вскидку не получалось вычислить номиналы (не давали), по этому брал, приблизительно.
К стати, в Мельниченковской заявке указан и конденсатор, включаемый последовательно с дросселем. Он компенсирует реативное сопротивление цепи, в результате, ток первички и выходное напряжение увеличиваются.
Но если трансформатор с хорошей связью между обмотками, то пропадает сдвиг по фазе в цепи источника.
В итоге, получается следующая схема.
Первичка трансформатора, дроссель и конденсатор включены последовательно, и подключены к источнику. Параллельно первичке включен ещё один конденсатор. Но, в принципе, его можно подключить и параллельно вторичке. Нагрузка вешается на вторичную обмотку.
Конденсатор, подключенный параллельно трансформатору загоняет его в параллельный резонанс. А конденсатор, включенный последовательно с дросселем, обеспечивает последовательный резонанс в цепи источника. Оба резонанса не мешают друг другу, так как разделены дросселем.
При этом, главным условием является слабая связь между обмотками трансформатора. Уже при коэффициенте связи 0.8 фазы напряжения и тока источника были сдвинуты, практически, на 90 градусов. И этот угол можно менять, меняя связь между обмотками. Так что, есть возможность выставить сдвиг точно 90 градусов, и скомпенсировать активные сопротивления как в перичной, так и во вторичной цепи.
Интересно, что конструкция Ф-трансформатора имеет слабую связь по определению... Интересно, будет всё это попробовать в реале.
Правда, я не успел пока всё проверить. И получилось так, что моделирование проводилось при напряжении источника 22 вольта. В расчёте на то, что потом будет подано 220 и через дроссель. На трансформаторе станет снова 22, вторичка увеличит его до 220 при расчётной добротности 10 единиц.
Но я столкнулся с тем, что ничего не выходит, если связь между обмотками трансформатора хорошая. А когда уменьшил её (от фонаря) до 0.8, то получилось, что на входе и выходе по 22 вольта, на нагрузке активная мощность, а в цепи источника сдвиг по фазе (да же на глаз видно) 90 градусов.
В общем, нужно ещё проверять.
Самое интересное то, что прога, работающая по принятым физическим канонам, даже не матюкнулась, выдавая результат. :-) Так что, есть надежда, что это работает. По крайней мере, теоретически.