» » Инвертор без транзисторов за 5 мин (с 12 на 220 в, плюс сирена как бонус). Теория и эксперимент (часть 1 из 2)

Инвертор без транзисторов за 5 мин (с 12 на 220 в, плюс сирена как бонус). Теория и эксперимент (часть 1 из 2)

Продам эту самоделку или изготовлю на заказ. Напишите мне или оставьте комментарий для обсуждения деталей.


  Дождались наконец-то, именно так, вам не послышалось - инвертор без транзисторов, а еще без двойных, симметричных обмоток трансформатора!

"Как же нам накормить весь народ, когда у нас только одна рыба и одна буханка?" - (библейская история)


Каждую секунду в мире изготавливают 500 000 000 транзисторов (статистика)


  Инверторы, как приборы трансформации постоянного напряжения, нет не вошли, а просто навалились в современную жизнь. Без них не обходится например, солнечная энергетика, автомобилисты без инверторов не смогут лишний раз посмотреть телевизор на 220 в и тд.



  Напомню, инвертор - устройство, которое превращает низкое (или высокое) напряжение (преимущественно постоянное) в высокое (или низкое, преимущественно переменное), то есть это устройство трансформации именно постоянного напряжения в любуе другое, как правило, с минимальными потерями мощности.

  Преобразователи только переменных напряжений называют - трансформаторами. Просматривая много схем инветоров можно заметить, что у всех есть транзисторы. Причем транзисторы преимущественно еще те, самие дорогие, полевые, которые боятся лишних разрядов, статического электричества, коротких замыканий, их еще надо мазать специальной теплопроводящей пастой (или клеем) и ставить на них не маленький радиатор, или вентилятор.





  А та еще морока - разбирать и наматывать на трансформатор двойную симметрическую обмотку в противоположные стороны, тупо - напряжно.
  Какой же принцип работы инвертора без транзистора и что я здесь придумал, а?

Начнем с классики:

  Вспомните, что повышает напряжение в инверторе, да - трансформатор. Но трансформатор может работать только с переменным током, так как только переменный ток трансформируется внутри инвертора.



  А чтобы получить этот переменный ток - именно применяют транзисторные генераторы, преимущественно низкой частоты.
  Здесь правда, с одним "но" - не обязательно использовать переменный ток, трансформировать можно и постоянный, но прерывистым ток (импульсный, ток типа: "есть - нету - есть"):

  Чтобы понять как работает постоянный, но прерывистый ток с трансформатором, подключите первичную обмотку трансформатора (там где меньше витков) к аккумулятору (12 в), а вторичную (там где больше витков) к вольтметру.

Теперь прерывая питания вручную одним проводом, наблюдаем появление высокого напряжения на вторичной обмотке (там где больше витков) ее фиксирует вольтметр.

  Интересно, высокое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора тоже будет постоянным (очень малое изменение полярности), но прерывистое ("плюс" и "минус" на выходе не меняется, а идет постоянное напряжение с прерыванием, что задается частотой ручного прерывания контакта):



  Конечно держать аккумулятор в руках и постоянно прерывать контакты, это не дело. Все должно быть автоматическим. Здесь наверное надо вернуться к транзисторам, а нет.



   В качестве коммутатора у нас будет выступать реле, но реле не обычное, а очень обычное, хотя качество должно быть высоким.
Реле бывают разные:





  Дело в том, что каждое реле содержит железный стержень, обмотку на нем и контакты, которые замыкаются или размыкаются в зависимости от того есть ли напряжение на реле.






  Если на реле нет напряжения, замыкается один контакт (например, "нет"), при включении напряжения контакт меняется (например, на "да").
  Скорость реакции контакта реле зависит от многих факторов:

- величины тока на катушке (сопротивление катушки);
- величины напряжения;
- степень сжатия пружины;
- величины зазора между железным сердечником реле и поверхностью подвижного контакта;
- длины плеча контакта (чем короче плечо, тем больше скорость срабатывания реле);
- скорости розмагничивания сердечника при пропадании напряжения;
- плотности среды, в которой находится подвижная часть реле (например, в вакууме нет трения воздуха);
- температуры и тд.
  
  Сведения о факторах влияния на скорость срабатывания реле и регулирования его, необходимые для следующего шага.
  А именно, разборки схемы работы реле в режиме "непрерывного переключения":



При таком подключении реле, буквально "срывается с катушек" это можно не только увидеть, но и услышать. Почему так происходит, частично описано выше.

  Короче говоря, здесь дело в пружине реле, когда подается напряжение на реле, оно срабатывает, тем самым размыкает свою цепь, пружина возвращает контакт снова на свое место и цикл продолжается сначала. За 1 с в зависимости от добротности пружины (но не только пружины) может быть 100 и более замыканий и размыканий.

  Такую особенность реле я заметил почти случайно во время своих экспериментов.
  Соответственно, добавив в схему трансформатор, получаем генератор и инвертор напряжения:



  Переносим схему в экспериментальную плоскость, для этого нужно:






 Инструменты и приборы:

- мультиметр (меряем напряжение, лучше использовать стрелочный вольтметр, так как цифровые иногда не могут зафиксировать прерывистое напряжение);
- аккумулятор (на 12 в);
- паяльник;
- реле (на 12 в);
- трансформатор (с 12 на 220 в, 10 Вт);
- лампа (220 в, 1 Вт);
- головной телефон (на 50 Ом).





 Расходные материалы:




- провода;
- "крокодилы" (4 шт.);
- припой;
- канифоль.



Этап 1.
  Подключаем реле к аккумулятору по схеме, сразу услышим работу реле:




Этап 2.
  Присоединяем трансформатор к реле и фиксируем высокое напряжение а выходе (здесь иногда лучше использовать стрелочный вольтметр):



Этап 3.
  На выходе трансформатора устанавливаем лампу на 220 в, малой мощности, она светит (а при 12 в не светит):



Этап 4.
  Если вместо лампы подключить головной телефон (работает как с, так и без трансформатора), то оттуда будет выдаваться звук, чем-то похож на сирену:



  Итак, схема работает, выдавая приятное жужжание. В отличие от инвертора на транзисторах, моя схема инвертора на реле содержит меньше деталей. КПД точно не мерил, ну приблизительно 65 % (с учетом КПД трансформатора).

  В следующей статье - продолжение данной, я рассмотрю более практические, усовершенствованные и мощные схемы инвертора без транзисторов.

Видео:
Продам эту самоделку или изготовлю на заказ. Напишите мне или оставьте комментарий для обсуждения деталей.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Оцените самоделку по критериям

10
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
10
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
10
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 10 из 10 (голосов: 1)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
40 комментариев
  1. Хатуль Мадан
    Как игрушка может и пойдёт, а практически это генератор радиопомех, и сколь долго продержатся контакты реле? Подобная схема на специальных вибропреобразователях использовалась в батарейных ламповых схемах, и ресурс у таких преобразователей был очень небольшой.
    1. Иван_Похмельев
      К тому же, не годится для питания устройств с трансформаторным электропитанием.
      1. Новий Стандарт Автор
        "не годится для питания устройств с трансформаторным электропитанием" ...не совсем понял почему...
        Понял квантовую механику - гений
        1. Иван_Похмельев
          На какой частоте работает Ваш преобразователь?
    2. Новий Стандарт Автор
      жизнь контактов рела зависит от качества самого реле ... тугоплавкости сплава (тут лучше платина) применяемого в них (в современных реле сплавы добротнее чем прежде) ... их долговечность можно увеличить поместив контакты в вакуум (или инернтий газ), тогда также и звук пропадет (в вакууме) ...
      Понял квантовую механику - гений
      1. Иван_Похмельев
        Там проблема не столько в самих контактах, сколько в пружинящих частях.
        1. Новий Стандарт Автор
          вы наверное имеете в виду контакт трения плеча переключателя реле ... то решается (подшипниками в крайнем случае)) ... пружина не думаю что скоро выйдет из строя, если добротная ... а чтобы не отбить контакты их тоже надо ставить на пружины (для амортизации) ... ну где-то так вижу это специальное реле ...
          Понял квантовую механику - гений
  2. Иван_Похмельев
    Новий Стандартсвоим умом доходит до повторения достижений техники начала прошлого века и до повторения заблуждений науки позапрошлого и более ранних веков.
  3. Dmitrij
    Маладэц) Воплотил то, о чем я думал. Я такое реле хотел использовать при изготовлении металлоискателя
    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  4. Кудеяр
    Это ни какой то там Биткоинт ...которого и не пощупать не укусить
    Правда ходит на протезах и устала раны штопать.
    1. Dmitrij
      БиткоиН

      ох сейчас щупают зелененькие, кто в него вложился пару лет назад...
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
      1. Pronin
        Те, кто "вложился" в Биткоин по 500 $/1 еще занимались и "вложением" в рекламу и продвижением(заманухой лохов) и тп траты и на "фермы".
        Есть же и другие подешевше (нераскрученные) IOTA, Litecoin, Ethereum и т.п.
        1. Dmitrij
          ага, количество криптовалют перевалило за 1000))
          "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    2. Новий Стандарт Автор
      биткойн оказывается раздули ... как надувного слона ...))
      Понял квантовую механику - гений
  5. Валерий
    Цитата: Иван_Похмельев
    Новий Стандартсвоим умом доходит до повторения достижений техники начала прошлого века и до повторения заблуждений науки позапрошлого и более ранних веков.

    И такое бывает... Я, например, в детстве "изобрёл", что можно секатор закрепить на шесте, сделать ему их шпагата "дистанционное управление", подвесить под ним авоську и снимать яблоки с яблони, не залезая на неё!!! (Чтобы класть на длительное хранение. Тут трясти нельзя - побьютя)). А через какое-то время увидел такое-же в "Юном технике"...
    ..А позже своими размышлениями "изобрёл" (можно и без кавычек) схему маршевых выключателей!!! Очень этим вдохновился... Поехал в город в магазин и спросил у продавца, не бывает ли выключателей не с двумя, а с тремя контактами... Пальцами абъясняя, что мне нужно, чтобы контакт не просто размыкался, а при этом перещёлкивался на другой!!!....
    Каково же было удивление (и, в чём-то, разочарование), когда продавец мне сказал: "Такие бывают. Но они у нас продаются только парами - в наборе для лестниц....Ну... Чтобы снизу включить, а сверху выключить!!"..
    ...Немая сцена!!!
    Блин!!! .... Это же я изобрёл!!!
    А оно, оказывается, уже не только изобретено, но и промышленно выпускается!!!
    И все знали, только мне не говорили!!! ))))))
    Але нови ностра алис!
    1. Новий Стандарт Автор
      Валерий я вам так скажу, узнать, прочитать обо всех изобретения невозможно, конечно можно только тем и заниматься что бороздить интернет в поисках ... "делать мне это или зря стараться" ... потому что кто-то это уже сделал ...
         В истории техники много случаев, когда одновременно изобретение делали независимо друг от друга два или три человека ... тут наверное справедливо говорить о патентовании ... но для кого-то это страшная морока и волокита ... да и за патенты надо платить ...
      Понял квантовую механику - гений
  6. Иван_Похмельев
    Цитата: Валерий
    И все знали, только мне не говорили!!! ))))))

    Вот и я о том же: пацан-то сообразительный, размышляющий, но малообразованный. Вот только сейчас любую информацию получить во много раз проще и быстрее, чем Вам тридцать лет назад. Но это же читать надо, искать, но, видимо, это неинтересно.
  7. Новий Стандарт Автор
    Dmitrij,
    недавно узнал что есть даже крипто - гривна!
      пишут в интернете откуда берутся биткоины - их генерируют компьютерные программы ... их типа невозможно подделать ... Хм ... я если у кого-то много компьютеров и серверов ... значит тот биткойн - миллиардер ...
    Понял квантовую механику - гений
    1. Dmitrij
      биткоин уже не выгодно копать, только новые крипты... Разве что если у тебя компы на альтернативке
      "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
      1. Новий Стандарт Автор
        новую..то вы так тонко намекаете на крипто - гривну ... о блин зачем я то сказал теперь все узнают что Крипто-Гривна самая крутая и перспективная валюта в мире интернета...
        Понял квантовую механику - гений
        1. Dmitrij
          тиха, не пали контору secret
          "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
  8. Новий Стандарт Автор
    Dmitrij,
    подозреваю, что следующим грандиозным достижением в мире будет запуск "интернет 2.0" ...))
    Понял квантовую механику - гений
  9. Pronin
    Dmitrij,
    Уже нагрелись с хохлатской Forex Trend. И как эти мошенники вывели с Webmoney (?)
  10. Кудеяр
    Цитата: Новий Стандарт
    биткойн оказывается раздули ... как надувного слона ...))

    раздули как резиновое изделие номер 2
    Правда ходит на протезах и устала раны штопать.
  11. Новий Стандарт Автор
    Иван_Похмельев,
    частота от 100 Гц ... и ее можно регулировать ... в идеале регулированием можно довести до 50 Гц ...
    Понял квантовую механику - гений
  12. Иван_Похмельев
    Цитата: Новий Стандарт
    и ее можно регулировать

    Как?
    1. Новий Стандарт Автор
      Иван_Похмельев ну вот же я писал...регулируя скорость мы тем самым регулирует частоту, не так ли...
      А о материале пружинящих элементов, думаю не мне вам говорить о сплавах бериллия - которые славятся своей долговечностью ...

      Скорость реакции контакта реле зависит от многих факторов:

      - величины тока на катушке (сопротивление катушки);
      - величины напряжения;
      - степень сжатия пружины;
      - величины зазора между железным сердечником реле и поверхностью подвижного контакта;
      - длины плеча контакта (чем короче плечо, тем больше скорость срабатывания реле);
      - скорости розмагничивания сердечника при пропадании напряжения;
      - плотности среды, в которой находится подвижная часть реле (например, в вакууме нет трения воздуха);
      - температуры и тд.
      Понял квантовую механику - гений
      1. Иван_Похмельев
        У применённых Вами реле HLS8-22F количество циклов под нагрузкой 100.000, без нагрузки 10.000.000. Всё!
  13. Владимир1970
    подобного бреда давненько не читал
    ресурсу подобной направленности неплохо было бы заручиться поддержкой профильных экспертов иначе, его ждет судьба большинства превратившихся в УГ :(

    разбирать статью автор которой не владеет ни терминологией ни основами науки физики - бессмысленно,
    но остальным читателям надо бы принять к сведению ряд несуразностей обесценивающих данный "шедевр"
    1. рисунки не нумерованы, но если взять те, которые содержат трансформатор (6, 16) то несмотря на утверждение автора "трансформатор может работать только с переменным током" нарисованы + и - на клеммах 220В. Однако, на рис 26 (этап 2) показан мультиметр включенный в режим измерения переменного напряжения.
    2. впрочем, автор пытался исправиться "Интересно, высокое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора тоже будет постоянным (очень малое изменение полярности)" - но мультиметр (см. п.1)
    3. на этом фоне говорить, что трансформатор на схемах рисуется выпуклыми частями катушек к сердечнику - значит придираться :)
    4. заявить КПД в 65% (для инвертора неприемлемо) взяв величину на глаз - сильный ход. Но, понимает ли автор, что такое КПД? готов ли он объяснить куда деваются остальные 35% ?
    5. обойдено молчанием "знатока" силовой электроники отсутствие конденсаторов, а ведь есть правило: на 1Вт выходной мощности - 1мкФ. Исходя из этого, данная схема может только запитать светодиодную лампу (самоделку по внешнему виду) с непонятным драйвером (самые простые на гасящем конденсаторе на постоянном токе не работают), автор сними видео с обычной соткой!
    до кучи: автор сними там же как ты наушник в сеть 220В втыкаешь :)
    6. позиционируя сей девайс как замену "розетке" надо не забывать и о таком параметре как "частота сети" - многие устройства рассчитаны на 50 Гц, но здесь опять все не как у людей... впрочем, телевизоры здесь можно "втыкать" без опаски - они просто не включатся.
    Пы.Сы. говорят, да че говорят, у меня магнит на бензобак снижает потребление бензина в 2 раза, но проклятые буржуи держат все это в тайне :(
    если че волшебные магниты у меня есть - продам за недорого, пишите :)
    1. Новий Стандарт Автор
      Владимир1970 отбиваюсь по порядку)) ...
      думаю напрягать всех читателей научными терминами не стоит, я пишу в научно-популярном и даже попсово-юмористическом стиле ... во например)) ( https://usamodelkina.ru/10445-kak-ne-pravilno-obhoditsya-so-svetodiodom-s-rubriki-etogo-luchshe-ne-delat-eto-ne-pravilno-.html ) ... так прикольнее ... точных цифр почти не привожу ... ибо критика просто взорвется .. .
      "Трансформатор - работает с переменным током» - официальное определение: (Трансформа́тор (от лат. transformare — «превращать, преобразовывать») — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты) ...
      Я же провожу эксперимент не с переменным током, а ПОСТОЯННЫМ прерывистым, он переходит по трансформатору не меняя полярность (+ и -) ...поэтому пишу что не только переменный но и прерывистый ток ... где в определении трансформатора такое есть ...?
      О КПД ... напряжение при нагрузке на аккумуляторе умножал на разрывной ток аккумулятора (при нагрузки инвертора) ... потом мерил напряжение и ток на выходе трансформатора (тоже при нагрузке) и перемножал ... мощность на выходе делил на мощность на входе и умножал на 100% ... но это все приблизительно ... я не акцентирую на цифре 65% ...
      Понял квантовую механику - гений
  14. addart
    у каждого реле в паспорте указано количество сработок контактов, как и включателей,кнопок ...да всех механических
    прерывателей и этот срок ограничен. Далее от повышения частоты сработок прочность реле уменьшается. По схеме к тому же выходное напряжение зависит от частоты срабатываний. Одним словом схема рабочая но кратковременная. Не долгожитель(нерентабельно покупать релюшки для того ,чтобы их разбивать каждый месяц.
    1. Иван_Похмельев
      Вы слишком оптимистично оцениваете ресурс. В таком режиме по паспорту гарантирована работа под полной нагрузкой менее получаса, на холостом ходу - двое суток.
  15. Dmitrij
    Новий Стандарт, попробуйте поставить в цепь не реле, а двигатель постоянного тока. У меня сейчас нет такой возможности.
    В двигателе есть три катушки, обычно. За один оборот двигателя у вас будет 3 прерывания цепи. Может я ошибаюсь.
    Двигатели ходя куда дольше релюшек.

    "Марти! Думать нужно в четырех измерениях..."
    1. addart
      с тремя обмотками без трехфазного генератора -движки от постоянного тока с места не сдвинутся.
      1. Nruter
        Тут Вы не правы. Двигатель постоянного тока имеет несколько обмоток и постоянный магнит на статоре. Самый элементарный пример такого двигателя - моторчик привода дворников на автомобиле. Да и стартер сделан по этому же принципу, только вместо постоянных магнитов стоят обмотки возбуждения.
  16. Овод
    О , спасибо , напомнили мне решение одной технической задачи - регулятор на высоковольтный электродвигатель для велосипеда .(вентильные - греют воздух на 60%)
    Для скептиков отписавшихся здесь хочется сказать - ВСЁ НОВОЕ - ЭТО ХОРОШО ЗАБЫТОЕ СТАРОЕ.
    И да механические переключатели всегда использовали и используют
    1- при БОЛЬШИХ токах
    2- при БОЛЬШИХ напряжениях
    Конструкции естественно различные и в отличии от полупроводниковых вентилей имеют НЕ ОГРАНИЧЕННЫЕ перспективы совершенствования.
    Удачи.
    1. Иван_Похмельев
      При больших напряжениях - и просто механические? Что Вы подразумеваете под "большими напряжениями"?
      1. Овод
        Большие - это свыше 1000 Вольт или свыше 100 Ампер....
        Безопасным для человека, на сколько Я помню, считается напряжение меньше 42 Вольт и ниже 0,1 Ампера....
        1. Иван_Похмельев
          0,1 А переменного тока частотой 50 Гц это как раз уже смертельный ток.
          1000 В и 100 А вполне ещё возможна коммутация полупроводниковыми ключами.
          А на действительно больших напряжениях используют не механические переключатели, а различные выключатели с механическими контактами. Это элегазовые, масляные, вакуумные выключатели. Как говорится, почувствуйте разницу!
  17. Korolev
    Как демонстрационное учебное пособие - пойдёт. Учитывая реактивный характер нагрузки и нестабильное напряжение АКБ под нагрузкой и его малую ёмкость, практического применения не вижу.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Насколько я понял, насос подаёт воду наверх, а уж сверху она льётся самотёком? Тогда это не фонтан, а водопад!...
Точно, приспособить то, что есть - талант истинного самодельщика! А то, подавай ЧПУ, 3D - принтер......
чтоб я так жил )) А-то хотел прицеп сделать, всё приготовил, а потом как подумал, сколько гайцам придётся отстёгивать если не зарегистрировать или чтобы оформить и... купил готовый....
Странный какой-то энкодер. Обычно на один оборот приходится гораздо больше щелчков. И вопрос: чтобы поменять пароль или добавить новый, надо перепрошивать приблуду?...
В очередной раз человек, не владеющий материалом, пытается описать неудачное изделие. Для чего? Как пример для подражания оно явно не годится. (( 1. Как уже отмечено потенциометр многооборотный, а...
Все комментарии