Схема зарядного устройства

Малогабаритное устройство представлено на схеме ниже

Анонс на данное изобретение рекламируется на в новостях на сайте: http://news.uxp.ru

Рекомендуется ознакомиться с данной публикацей и оценить достоинство схемного решения.

Устройство представляет собой импульсный модуль питания без стабилизации в первичной сети на основе блокинг-генератора.

Вторичная цепь выполнена в виде выпрямителя с регулировкой тока заряда.

Ссылка на первоисточник в анонсе указана.

Запускается рассматриваемое зарядное устройство с помощью пусковой кнопки S1.

При перегрузках и коротком замыкании срывается генерация блокинг-генератора и устройство отключается. Устройство потребляет от сети ток не более 2А и сохраняет работоспособность при понижении напряжения сети до 170в.

Характеристики асинхронных генераторов

Основные технические характеристики асинхронных генераторов рассматривать можно для разных типов машин.
Для автономных генераторов с конденсаторным возбуждением можно выделить следующие:
1. Характеристика холостого хода.

2. Внешняя характеристика.
3. Нагрузочная характеристика.
5. Регулировочная характеристика.
6. Частотная характеристика. 

Подробнее это описано в публикации по ссылке ниже:
http://tel-spb.ru/dizel_generator/asinc_teh.php

В статье рассмотрена зависимость  между выходным напряжением, током, частотой и углом сдвига фаз, в зависимости от нагрузки на генератор.

 Характеристика холостого хода, нагрузочные характеристики генератора и вольтамперные характеристики конденсатора при постоянной частоте вращения ротора:

 (ωr = const, f1=var) показаны на рис. 12. 

.

Вольт-амперные характеристики конденсатора соответствуют одной и той же емкости (С = const).

Характеристика холостого хода (без учета остаточной ЭДС) изображена кривой, проходящей через начало координат. Точке ее пересечения М с вольт-амперной характеристикой конденсатора (прямой 0М) соответствует установившийся режим, характеризующийся напряжением U10 и током холостого хода I01

После включения генератора на нагрузку координаты рабочей точки, то есть. точки пересечения магнитной (нагрузочной) характеристики машины и вольт-амперной характеристики конденсатора, изменяются вследствие изменения напряжения и тока холостого хода.

С переходом от режима холостого хода к режиму с номинальной нагрузкой рабочая точка перемещается из положения М на характеристике холостого хода в положение N на нагрузочной характеристике 0NВ. Вольт-амперная характеристика конденсатора поворачивается в направлении против часовой стрелки на угол Δα = α1 - α0, соответствующий приращению реактивного сопротивления конденсатора, обусловленному уменьшением частоты.

Асинхронные генераторы

  Частота тока в асинхронных генераторах

Асинхронные генераторы не требуют в конструкции сложных узлов для организации возбуждения постоянным током или применения дорогостоящих материалов с большим запасом магнитной энергии, поэтому находят широкое применение у пользователей передвижных электроустановок по причине своей простоты и неприхотливости в обслуживании. Используются для питания устройств, не требующих жёсткой привязки к частоте тока.

 В режиме автономного асинхронного генератора частота вращения магнитного поля, определяющая частоту генерируемых колебаний, зависит от частоты вращения ротора и от нагрузки, характеризуемой скольжением. Если нагрузка отсутствует, а включенная емкость и частота вращения ротора остаются постоянными, т.е. C = cоnst и ωr = cоnst, то частоту генерируемых колебаний можно выразить через параметры колебательного контура, который образуется собственной индуктивностью статорной обмотки и емкостью конденсатора.

http://tel-spb.ru/dizel_generator/asinc_1.php

При холостом ходе асинхронного  генератора параметры колебательного контура автоматически настраиваются на частоту, равную электрической частоте вращения ротора.

Техническим достоинством асинхронных генераторов можно признать их устойчивость к перегрузкам и коротким замыканиям.
С некоторой информацией по мобильным генераторным установкам можно ознакомиться на странице Дизель-генераторы

Разность потенциалов

Электрический потенциал и разность потенциалов

Для понимания свойств электрического поля большое значение имеет понятие разности потенциалов, или электрического напряжения. К этому понятию мы приходим, рассматривая работу сил электрического поля.
В электростатическом поле работа перемещения заряда между двумя точками не зависит от формы пути, соединяющего эти точки. При перемещении заряда по замкнутому контуру работа равна нулю.
http://tel-spb.ru/statika/potential.php

  Напряженность электрического поля мы определяли как силу, действующую на единичный заряд; аналогично удобно ввести электрический потенциал (или просто потенциал, если это не вызывает недоразумений) как потенциальную энергию единичного заряда. Электрический потенциал обозначается символом V; итак, если в некоторой точке a точечный заряд q обладает потенциальной энергией U_a, то электрический потенциал в этой точке равен

V_a = U_a /q. 

Реально мы измеряем только изменение потенциальной энергии.Фактически можно измерить лишь разность потенциалов между двумя точками. Если работа электрических сил по перемещению заряда от точки a в точку b есть W_ba (а разность потенциальных энергий соответственно равна этой величине с обратным знаком), то для разности потенциалов можно написать

Теорема Гаусса

Теорема Гаусса

 Теорема Гаусса устанавливает соотношение между потоком напряженности электрического поля через замкнутую поверхность и суммарным зарядом внутри этой поверхности:

http://tel-spb.ru/statika/gauss.php

Поток электрического смещения через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме всех зарядов, расположенных внутри поверхности.

Из формулы  видно, что размерность потока смещения такая же, как и электрического заряда. Поэтому единицей потока смещения, как и заряда, служит кулон. Это - поток через 

замкнутую поверхность, окружающую заряд 1 Кл. Электрическое смещение можно определить как поток смещения через единицу поверхности, нормальной к направлению смещения, или, иначе, как плотность потока смещения. Поэтому единица электрического смещения есть кулон на квадратный метр (Кл/м2). 

 

Поток вектора напряженности электрического поля

Поток напряженности электрического поля

Поток вектора напряженности электрического поля через площадку пропорционален числу силовых линий, пересекающих ее поверхность.

Рассмотрим более общий случай, когда электрическое поле Е неоднородно, а поверхность не плоская (рис. 23.2).Разобьем эту поверхность на п элементов, площади которых обозначим ΔА₁, ΔА₂, ... , ΔА_n. Разбиение должно быть таким, чтобы можно было считать каждый элемент ΔA_i плоским и электрическое поле в пределах элемента однородным. Тогда поток напряженности через всю поверхность будет суммой

где E _i- напряженность поля, отвечающая элементу ΔA_i. В пределе ΔA_i -> 0 сумма переходит в интеграл по всей поверхности, и равенство становится точным:

Ф_E = ∫Е · dА

http://tel-spb.ru/statika/potok.php

Поток вектора напряжённости электрического поля через любую произвольно выбранную замкнутую поверхность пропорционален заключённому внутри этой поверхности электрическому заряду. 

Синхронные генераторы

Генератор – механизм, преобразующий механическую энергию вращения в электрическую.

В синхронном генераторе частота вращения магнитного поля статора равна частоте вращения ротора. Частота вырабатываемого переменного тока определяется частотой вращения ротора и числом пар полюсов из расчёта:

f = pn  

Здесь:

p - число пар полюсов ротора,

n - частота вращения ротора об/сек.

Например, для генератора с одной парой полюсов и частотой вращения 50 об/сек (3000 об/мин), частота тока будет равна 50 Гц.

http://tel-spb.ru/dizel_generator/sinc_g.php

 В бытовых электростанция чаще всего применяют ротор с двумя полюсами. Именно этим объясняется частота вращения двигателя электростанции – 3000 об/мин.

В синхронном генераторе ротор выполнен в виде постоянного магнита или электромагнита.

При помощи внешнего двигателя ротор вращается и магнитное поле вращается вместе с ним, поэтому скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля, отсюда название - синхронный генератор.

При вращении, магнитный поток полюсов пересекает обмотку статора и наводит в ней ЭДС по закону электромагнитной индукции: E = 4,44*f*w*kw*Ф, 

f – частота переменного тока, Гц; w – количество витков;

kw – обмоточный коэффициент;

Ф – магнитный поток.

Так как частота индуктированной ЭДС (напряжения, тока) синхронного генератора: 

f = p*n/60, где:
р – число пар полюсов и n – скорость вращения ротора, об/мин, произведём замену:

E = 4,44*(n*р/60)*w*kw*Ф

Условимся, что выражение 4,44*(р/60)*w*kw  есть некий конструктивный коффициент С,

C = 4.44*(р/60)*w*kw.

Тогда: Е = С*n*Ф.

Таким образом, индуктированная ЭДС Е пропорциональна магнитному потоку машины Ф и скорости вращения ротора n .