Статья:

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ КАЧЕРА БРОВИНА И УВЕЛИЧЕНИЕ ЕГО МОЩНОСТИ

Конференция: XLVII Студенческая международная научно-практическая конференция «Технические и математические науки. Студенческий научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Пантюхин М.В. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ КАЧЕРА БРОВИНА И УВЕЛИЧЕНИЕ ЕГО МОЩНОСТИ // Технические и математические науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. XLVII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 2(47). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_tech/2(47).pdf (дата обращения: 27.02.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ КАЧЕРА БРОВИНА И УВЕЛИЧЕНИЕ ЕГО МОЩНОСТИ

Пантюхин Марк Владимирович
магистрант, Казанский Государственный Энергетический Университет, РФ, г. Казань
Рудаков Александр Иванович
научный руководитель, д-р техн. наук, проф., Казанский Государственный Энергетический Университет, РФ, г. Казань

 

Качер Бровина – это разновидность блокинг-генератора и катушки Н. Теслы, его основным элементом является транзистор, триод или пентод. В зависимости от собираемой схемы качер может выступать в роли генератора электромагнитных колебаний и генератора импульсов и работать в одном из нескольких режимов работы. Самый распространенный режим работы блокинг-генераторов качера Бровина – Автоколебательный. В данном режиме работы открытие активного элемента (транзистора, триода, пентода и тд) происходит без внешнего воздействия, при этом цикл его работы постоянно повторяется.

 

Рисунок 1. Простейшая схема качера Бровина

 

Простейшая схема качера Бровина (Рис. 1) состоит из двух резисторов R1 и R2, двух конденсаторов C1 и C2, двух катушек L1 и L2 и транзистора VT1.

Использование двух резисторов создает делитель напряжения, который регулирует напряжение. Конденсатор C2 служит для накопления заряда с последующим его высвобождением. Конденсатор C1 необходим для частичной фильтрации и стабилизации цепи. Транзистор обеспечивает коллекторно-эмиттерный переход.

Открытие транзистора и работа всей системы основана на лавинных пробоях. При подаче напряжения резисторы создают смещения токов, частично открывая транзистор и заряжая накопительный конденсатор. Величина напряжения, проходящего через резистор и высвободившегося заряда конденсатора не хватает для полного открытия транзистора, но его хватает для частичного отпирания до момента возникновения в катушки цепи запуска индукционных процессов. Возникающие и усиливающиеся индуктивные процессы в катушках способствуют к возникновению ЭДС самоиндукции и образованию лавинных пробоев, которые моментально и полностью открывают активный элемент, тем самым еще сильнее усиливая протекающие процессы в катушках.

 

Рисунок 2. Осциллограмма работы качера Бровина

 

При подносе сильного магнита к устройству на осциллограмме (Рис. 2) стали значительно заметнее шумы, увеличилась амплитуда колебаний импульсов и выходная мощность.

При использовании нескольких конденсаторов необходимо учитывать их роль в работе цепи. Фильтрующий конденсатор необходимо брать пленочный, а накопительный – электролитический. Резистор R1 необходимо подбирать с максимально большим сопротивлением, при котором будет работать система, т.к именно от него зависит величина потребления силы тока. Выбор и установка слишком слабого резистора приведет к его выходу из строя.

Увеличение мощности качера можно осуществить следующими способами: 1. Изменением схемы; 2. Увеличением входного напряжения и повышения номиналов всех элементов цепи; 3. Увеличением показателей добротности; 4. Увеличением коэффициента связи; 5. Использование торов, бифилярных намоток и диполей Тесла.

Для увеличения показателей добротности необходимо увеличить сечение проводов, снизить количество витков и уменьшить сопротивления цепи. Остальные методы повышения добротности должны балансировать с основными т.к все показатели взаимосвязаны. Добротность можно увеличить путем повышения индуктивной связи (увеличением количества витков), но с увеличение витков увеличится межвитковая емкость и упадет частота работы качера, уменьшая его безопасность и тд.

Увеличение коэффициента связи возможно с использованием бифилярной намотки. Данная катушка будет иметь паразитную емкость, из-за которой снизится КПД устройства. Компенсировать падение возможно с увеличением частоты резонанса контуров или снижения расстояния между катушками. Увеличение параметров коэффициента связи эффективно только до переделённого момента. Изменение коэффициента связи в два раза приведет к изменению мощности качера на 20%, в четыре раза на 30%.

 

Список литературы:
1. Рудаков А.И., Пантюхин М.В. Повышение энергоэффективности импульсных генерирующих систем за счет электромагнитного резонанса. III Всерос. науч. – прак. конф., «Проблемы и перспективы развития электроэнергетики и электротехники» / Изд. КГЭУ. – Казань, 2021. – 52 с.
2. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические цепи. Электромагнитное поле / Г.И. Атабеков и др. - М.: Лань, 2016. - 432 c.
3. Стребков, Д.С.  Исследование резонансной системы передачи электрической энергии. / Д.С. Стребков, О.А. Рощин, Л.Ю. Юферев // Ж. Информационные ресурсы России. - 2011. - №3.
4. Тесла, Н.  Статьи. /Н. Тесла // Самара: Издательский дом «Агни», 2008.- 584 с.
5. Регельсон Л.М. Блокинг-генератор. М. – Л., Госэнергоиздат, 1961. – 72 с.