Внутренняя кольцеобразная основа

ВВЕДЕНИЕ

Этот «однокольцевой» TPU состоит из:

 

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. compensated wood (фанерой?), но, разумеется, Вы можете использовать пластик или даже лучше: лист растянутого полиуретана (expanded polyurethane sheet) (обычно используется для теплоизоляции стен), потому что он «мягкий» и поможет поглотить вибрации внутреннего коллектора. Вот картинка этой деревянной основы.

 

Основа катушки

 

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. Как на следующем рисунке. 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

Управляющие катушки бифилярные (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. Нужно покрыть всю доступную поверхность.

 

Выходной коллектор

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.

 

СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ

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 (common return ground). Это обязательно. 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/100V polyester capacitor). 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!!

 

СЕКЦИЯ ВХОДА

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 (CMOS flip-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 (high speed switching transistor) 2N914. Разумеется, можете использовать, что у Вас есть, возможно, 2N2222 или подобный тоже подойдёт (недостающее(?) значение сопротивления коллектора – 220 Ом (the collector resistance value missing is 220 ohm)). Если нужно, я дам больше информации.

СЕКЦИЯ ВЫХОДА

Выходная секция состоит из бифилярной OC(?)-катушки (OC bifilar coil). Катушки подключены в не-индуктивном режиме к MOSFET-коммутатору бОльшей частоты.

 

Примечание:

На данный момент, единственный метод заставить этот TPU выдавать энергию – подключить лампу накаливания или стандартное сопротивление на 50-80 Ом (the only way this TPU does deliver power is to connect a light-bulb or a standard 50-80 ohm resistance).

 

В следующей части я предоставлю документацию о проведённых тестах.

Тестовый стенд

 

Показана упомянутая выше схема в работе на выбранной «особой точке» (sweet point), т.е. нижний осциллятор установлен на 1.4 МГц, а верхний – на 0.7 МГц (прямоугольные волны).

 

Верхний БП – для запитывания электроники поставки (for driving electronics supply), установлен на +6VDC @ 0.01A. Он питает только IRF7307, CD4027 (мультивибратор (flip-flop)), транзистор 2N915.

 

Нижний БП питает только силовые MOSFET’ы и в этой рабочей точке (1.4 и 0.7 МГц) выдаёт +15VDC @ 0,7-0,8A.

 

Катушка выходного коллектора подключена напрямую к лампе (60Вт/230В). Нить накала лампы ярко-белая …но не на полную мощность.

 

 

Обратите внимание, что жёлтый полиэстровый 10 микроФ конденсатор подключен к большим коричневому и синему выводам прямо на вершине кольца. Электроника драйвера собрана на макете справа.

 

Щуп осциллографа подключен к лампе.

 

Обратите внимание, что на этом фото я не использовал мультивибратор… Поэтому там два внешних осциллятора.

 

Комментарии

Рассматривая форму волн, полученных на нагрузке, меня осенила очевидность их полного соответствия предложенной и хорошо принятой теории о TPU SM.

 

 

 

Выглядит как нарисованная (уровень нуля на 2 см. выше низа экрана, осциллограф установлен на DC-вход); частота большого импульса около 1.4 МГц, амплитуда 250В DC; затухающие колебания около +120В DC на частоте около 5 МГц.

 

Хорошо то, что «сама форма волн» абсолютно чиста, стабильна и повторяется, это состояние проявляется только с упомянутыми выше частотами… Если Вы не настроите их правильно («хорошее окно» шириной всего в несколько герц… так что Вам нужен синтезированный генератор (synthesized generator)...), вы не получите ничего, кроме мусора (trash).

Разумеется, Вам нужно оптимизировать две частоты соответственно Вашей индуктивности. В моём случае, т.к. я хотел увидеть быстрые результаты, я выбрал низкую индуктивность (менее 10 microH на каждой катушке).

 

Вы можете оптимизировать 2 частоты (первая и вторая гармоника) почти что как хотите, снабдив подходящим набором катушек. (Обратите внимание, что после первоначального открытия, я использовал только один осциллятор и мультивибраторный (flip-flop) делитель для получения авто-синхронизированных (auto-synched) волн).

 

Я не вижу связи с диаметром кольца (18 см. внутренняя, 21 см. внешняя граница) т.к. длина волны, соответствующая 1400 КГц, очень далека [от этих значений].

 

Далее следует более детальная картинка в более «доброжелательных» (favourable) условиях, приведшая к: +350VDC пик и 180 VDC для 5-МГц компоненты.

 

 

 

Легко заметить, что форма волны СТАБИЛЬНА и ПОВТОРЯЮЩАЯСЯ.

 

Фактически, здесь мы имеем:

1 – Очень большой всплеск (+350В)

Отрывок-1:

По мере того, как движущееся магнитное поле пересекает провод под 90 градусов, появится привычный (familiar) импульс.

Отрывок-2:

Если поместить медь во вращающееся магнитное поле, случится одно из двух. Медь будет физически тянуться за движущимся магнитным полем, или, если угол пересечения с проводом равен 90 градусов, будет получен поток электричества. Вы получаете кручение (torsion) или EM, а это не одно и то же.

 

2 – За всплеском следуют 5-6 синусоидальных волн частотой 5 МГц.

Отрывок-1

Если растянуть этот импульс на осциллографе, Вы заметите серии синусоидальных волн на частоте NMR*. Возможно, около 6 синусоидальных импульсов на частоте около 5 МГц.

Отрывок -2

Медь будет действовать как магнит на слое Протонов (Proton layer), и она последует за движущимся магнитным полем, прецессионно колеблясь вокруг полюсного выравнивания (precessing around the polar alignment). Эти NMR импульсы открыты в 50-х годах нобелевским лауреатом, а затем внезапно забыты.

Так как Протон будет запаздывать за поворотом магнитного поля (lag the turn of the magnetic field) из-за своей большей массы, мы получаем тянущий (dragging) эффект из этого слоя, который тянет оболочку электрона в отрицательное или тормозящее (dragged) состояние. Индукция запаздывает в период времени (time frame), и rate NMR – фактор, на который она запаздывает.

 

Отрывок-1

Похоже, что TPU поворачивает магнитное поле в атомах меди, используя 90-градусные пульсирующие катушки. Чтобы оно полностью вращалось, нужно подавать синхронизированные импульсы. Магнитное поле будет вращать свои полюса (poles) через петлю коллекторного провода. Когда полюс пересекает провод, тока не будет, а энергия переместится в торсионное поле (torsion field); когда магнитное поле проходит за 90-градусный угол с проводом коллектора, энергия сбросится/выстрелит (shoot) в электрическое поле, и серии очень высоких импульсов «выстрелены» (shot) в провод по мере его пересечения.

TPU вделан в пробковое дерево (cork), чтобы не развалиться на куски от вибрации. Каждый раз, когда магнитное поле проходит между торсионным и электрическим состояниями, оно создаёт небольшой толчок, что приводит к физическому движению проводов.

TPU проявляет момент инерции, или гироскопический эффект, т.к. его Протонный слой (Proton layer) находится во вращательном движении (spinning motion) его магнитных полюсов, это создаёт «принудительную прецессию» ("forced precession").

 

В любом случае, в реальной схеме эффекты, разумеется, подобны, потому что на внешнем коллекторе эффект зарядки (charging) меди всегда присутствует из-за всплесков и сталкивающихся магнитных полей (clashing rot mag fields).

Комментарии

Я пытался получить черновую идею о входящей/выходящей энергии «чёрного ящика» (‘black-box’ input/output power), и для правильной оценки тока на входе «чёрного ящика» я подключил 20Вт резистор на 2.1 Ома последовательно с выводом БП (18В). На следующей картинке (2129) показано напряжение, взятое дифференциально двумя щупами (уровень нуля на середине экрана).

 

Напряжение на датчике 2.1Ом

 

Раз среднее напряжение на резисторе чуть выше +2 VDC, то I = 2/2.1 = 0,95А – выходная (из БП) мощность, подаваемая на кольцо.

 

- P = 18 * 0,95 = 17,1Вт – подаваемая (на кольцо) мощность.

 

Когда я отключил резистор (подключил + снова к БП) и увидел на панели БП, что сила тока 0.85А при 18В, т.е. мощность, подаваемая на кольцо, равна 0,85 * 18 = 15,3Вт, что близко (!?) к значению, измеренному другим путём. Тем не менее, Вы видите, есть разница.

 

Когда я пытался замерить выходную мощность, я измерил холодное сопротивление лампы, оно составило 72,5Ом (да..я знаю, что оно изменится, когда нить раскалится..), затем подключил её к кольцу и замерил ток по стандартной схеме:

 

Токовыми клещами для постоянного тока я замерил около 0,3А, т.е. 0,3*72,5 = 21,75Вт...

 

(подавалось: +15В, 1,1А = 16.5Вт...это если приборы исправны…не изменено кольцом)

 

Будучи не столь счастлив, я сделал то же самое, но с использованием группы параллельных 2Вт резисторов сопротивлением 77 Ом, и сделал те же самые измерения при тех же самых условиях…результат совпал полностью …лишь небольшая разница. Хорошо то, что резистор за несколько секунд стал безумно горячим, и мне пришлось выключить БП. ТАК ЧТО ЭНЕРГИИ ТАМ ПРЕДОСТАТОЧНО.

 

После этого я сделал несколько снимков форм волн на внутреннем коллекторе. Я отключил внутренний коллектор, оставив один конец свободным (неподключенным), а ко второму подключив щуп осциллографа…вот что я увидел.

 

 

Комментарий

Здесь мы видим внутренний коллектор (верхняя кривая) и внешний коллектор (нижняя). Уровень нуля для верхней кривой – на середине экрана (совпадает с низом волны), для нижней – на 1 см. выше низа экрана.

 

Разумеется, оставив один конец неподключенным, вы видите, что напряжение (для внешнего коллектора) ушло за пределы экрана, думаю, до 500VDC. Максимальный пик напряжения на внутреннем коллекторе - около +75VDC.

 

Интригует совпадение одного пика внутреннего коллектора с основным пиком внешнего коллектора (при F2=0.7 МГц), заметьте также, что в этом случае пик на внутреннем коллекторе каким-то образов ухудшается/вырождается (deteriorated).

 

Заметьте также, что 5МГц составляющая (NMR) на внешнем коллекторе резонирует соответственно пикам F1 (F1= 1.4 МГц).

 

На внутреннем коллекторе нет 5МГц компоненты.

 

Для желающих увидеть взаимоотношение между внутренним коллектором и стоками MOSFET’ов, вот оно.

MOSFET

сокр. от metal-oxide-semiconductor field-effect transistor

канальный полевой униполярный МОП-транзистор

 

Выдержка из Википедии:

«Литцендрат (нем. Litzen — пряди и Draht — провод; по-английски пишется “ Litz wire ”) — многожильный провод, каждая жила которого покрыта изолирующим лаком. Применяется для изготовления катушек индуктивности высокой добротности. Высокая добротность катушек индуктивности, намотанных литцендратом, обусловлена более эффективным использованием суммарного сечения составляющих этот провод жил, так как переменный ток в проводнике протекает преимущественно в поверхностном слое (т. н. скин-эффект). Применение литцендрата позволяет уменьшить массогабаритные параметры катушек индуктивности при сохранении или улучшении значений добротности и активного сопротивления.»

 

NMR = Nuclear magnetic resonance =

ЯМР = Ядерный Магнитный Резонанс

 

 

От переводчика:

 

При переводе я старался написать текст как можно ближе к оригиналу, поэтому местами могут встретиться не слишком гладкие, с точки зрения русского языка, фразы – я считаю, это лучше, чем даже малейшая потеря смысла, вложенного в изначальный текст. Местами после некоторых фраз или слов Вы встретите в скобках фрагмент оригинального текста; такое цитирование оригинала служит трём целям: 1) более точно передать смысл (в случае, если читатель владеет английским), 2) избежать возможных неточностей перевода или, наоборот, 3) подтвердить правильность перевода сложной фразы.

 

Связаться со мной можно по адресу: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Этот «однокольцевой» TPU состоит из:

 

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. compensated wood (фанерой?), но, разумеется, Вы можете использовать пластик или даже лучше: лист растянутого полиуретана (expanded polyurethane sheet) (обычно используется для теплоизоляции стен), потому что он «мягкий» и поможет поглотить вибрации внутреннего коллектора. Вот картинка этой деревянной основы.

 

Основа катушки

 

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.