Sie sind endlich angekommen, einfach so, Sie haben es nicht gehört - ein Wechselrichter ohne Transistoren und sogar ohne doppelte symmetrische Transformatorwicklungen!
Wechselrichter waren wie Gleichspannungsumwandlungsgeräte nicht enthalten, sondern wurden einfach in das moderne Leben integriert. Zum Beispiel kann Solarenergie nicht ohne sie auskommen, Autofahrer ohne Wechselrichter können nicht mehr für 220 V fernsehen und so weiter.
Ich möchte Sie daran erinnern, dass ein Wechselrichter ein Gerät ist, das eine niedrige (oder hohe) Spannung (hauptsächlich konstant) in eine hohe (oder niedrige, hauptsächlich variable) Spannung umwandelt, dh dieses Gerät ist in der Regel eine Umwandlung einer konstanten Spannung in eine andere mit minimalem Leistungsverlust.
Wandler mit nur Wechselspannung werden Transformatoren genannt. Wenn Sie sich viele Rechnungsschemata ansehen, sehen Sie, dass jeder Transistoren hat. Darüber hinaus sind die Transistoren vorwiegend die teuersten mit Feldeffekt, die Angst vor übermäßigen Entladungen, statischer Elektrizität und Kurzschlüssen haben. Sie müssen immer noch mit einer speziellen wärmeleitenden Paste (oder einem Klebstoff) verschmiert werden, und es sollte kein kleiner Kühler oder Lüfter darauf platziert werden.
Und es ist immer noch mühsam - eine doppelte symmetrische Wicklung auf einem Transformator dumm und stressig zu zerlegen und in entgegengesetzte Richtungen zu wickeln.
Was ist das Funktionsprinzip eines Wechselrichters ohne Transistor und was habe ich mir hier ausgedacht?
Beginnen wir mit den Klassikern:
Denken Sie daran, dass es die Spannung im Wechselrichter erhöht, ja - im Transformator. Der Transformator kann jedoch nur mit Wechselstrom arbeiten, da im Wechselrichter nur Wechselstrom umgewandelt wird.
Und um diesen Wechselstrom zu erhalten, werden Transistorgeneratoren verwendet, die hauptsächlich niederfrequent sind.
Hier ist es wahr, mit einem "aber" - es ist nicht notwendig, Wechselstrom zu verwenden, Sie können auch einen konstanten, aber intermittierenden Strom transformieren (gepulster Stromtyp: "ja - nein - ja"):
Um zu verstehen, wie ein konstanter, aber intermittierender Strom mit einem Transformator funktioniert, schließen Sie die Primärwicklung des Transformators (bei weniger Windungen) an die Batterie (12 V) und die Sekundärwicklung (bei mehr Windungen) an das Voltmeter an.
Wenn wir nun die Stromversorgung manuell mit einem Draht unterbrechen, beobachten wir das Auftreten einer Hochspannung an der Sekundärwicklung (wo es mehr Windungen gibt), die durch ein Voltmeter fixiert wird.
Interessanterweise ist die Hochspannung am Ausgang der Sekundärwicklung des Transformators ebenfalls konstant (eine sehr kleine Änderung der Polarität), aber intermittierend (das "Plus" und "Minus" am Ausgang ändern sich nicht, aber es gibt eine konstante Spannung mit Unterbrechung, die durch die Häufigkeit der manuellen Unterbrechung des Kontakts eingestellt wird):
Natürlich ist es nicht der Fall, den Akku in den Händen zu halten und die Kontakte ständig zu unterbrechen. Alles sollte automatisch sein. Hier müssen Sie wahrscheinlich zu Transistoren zurückkehren, aber nein.
Ein Relais fungiert als Schalter, aber das Relais ist nicht gewöhnlich, aber sehr gewöhnlich, obwohl die Qualität hoch sein sollte.
Relais sind unterschiedlich:
Tatsache ist, dass jedes Relais einen Eisenstab, eine Wicklung und Kontakte enthält, die schließen oder öffnen, je nachdem, ob am Relais Spannung anliegt.
Wenn am Relais keine Spannung anliegt, schließt ein Kontakt (z. B. "Nein"). Wenn die Spannung eingeschaltet wird, ändert sich der Kontakt (z. B. auf "Ja").
Reaktionsgeschwindigkeit des Relaiskontakts hängt von vielen Faktoren ab:
- Stromstärke an der Spule (Spulenwiderstand);
- Spannungswerte;
- Druckverhältnis der Feder;
- den Spalt zwischen dem Eisenkern des Relais und der Oberfläche des beweglichen Kontakts;
- Kontaktarmlänge (je kürzer der Arm, desto höher die Reaktionsgeschwindigkeit des Relais);
- die Entmagnetisierungsrate des Kerns bei Stromausfall;
- die Dichte des Mediums, in dem sich der bewegliche Teil des Relais befindet (z. B. gibt es im Vakuum keine Luftreibung);
- Temperatur usw.
Informationen über die Einflussfaktoren auf die Ansprechgeschwindigkeit des Relais und dessen Regelung, die für den nächsten Schritt erforderlich sind.
Zerlegen des Relaisbetriebsschemas im "kontinuierlichen Schaltmodus":
Mit diesem Anschluss des Relais "bricht es buchstäblich Spulen ab", dies kann nicht nur gesehen, sondern auch gehört werden. Warum dies geschieht, ist oben teilweise beschrieben.
Kurz gesagt, der Punkt hier ist die Relaisfeder. Wenn Spannung an das Relais angelegt wird, funktioniert es, wodurch sein Stromkreis geöffnet wird. Die Feder bringt den Kontakt zurück an seinen Platz und der Zyklus wird wieder fortgesetzt. Abhängig vom Qualitätsfaktor der Feder (aber nicht nur der Feder) können für 1 s 100 oder mehr Verschlüsse und Öffnungen vorhanden sein.
Ich habe diese Relaisfunktion während meiner Experimente fast zufällig bemerkt.
Dementsprechend erhalten wir durch Hinzufügen eines Transformators zur Schaltung einen Generator und einen Spannungsinverter:
Wir übertragen die Schaltung auf die experimentelle Ebene, dafür benötigen Sie:
Werkzeuge und Geräte:
- ein Multimeter (wir messen die Spannung, es ist besser, ein Zeigervoltmeter zu verwenden, da digitale manchmal keine intermittierende Spannung aufzeichnen können);
- Batterie (12 V);
- Lötkolben;
- Relais (für 12 V);
- Transformator (von 12 bis 220 V, 10 W);
- Lampe (220 V, 1 W);
- Kopfhörer (bei 50 Ohm).
Verbrauchsmaterialien:
- Drähte;
- "Krokodile" (4 Stk.);
- löten;
- Kolophonium.
Stufe 1.
Wir verbinden das Relais gemäß dem Schema mit der Batterie, wir hören sofort das Relais:
Stufe 2.
Wir schließen den Transformator an das Relais an und fixieren die Hochspannung am Ausgang (manchmal ist es besser, ein Zeigervoltmeter zu verwenden):
Stufe 3.
Am Ausgang des Transformators installieren wir eine Lampe für 220 V, geringe Leistung, sie leuchtet (und leuchtet nicht bei 12 V):
Stufe 4.
Wenn Sie einen Kopfhörer anstelle einer Lampe anschließen (es funktioniert mit oder ohne Transformator), wird von dort ein Ton ausgegeben, so etwas wie eine Sirene:
Die Schaltung funktioniert also und erzeugt ein angenehmes Summen. Im Gegensatz zu einem Transistorinverter enthält meine Relaisinverterschaltung weniger Teile. Ich habe den Wirkungsgrad nicht gemessen, also ungefähr 65% (unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads des Transformators).
Im nächsten Artikel - eine Fortsetzung davon - werde ich praktischere, fortschrittlichere und leistungsfähigere Wechselrichterschaltungen ohne Transistoren betrachten.
Video: