图.10 的电路图是电源直接连接到负载以提供其功率给负载。这里,由于Ro 的值大大高于Rg的值,电源的内部电阻Rg被忽略。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-27 13:13:00
如表 1中所述,在电路中的Qs 在串联谐振中维持在6.56,提供到负载的有效功率有着10K欧姆的负载电阻Ro , 如表 3 所述,在k = 0.742 时是24.2倍功率,在k = 1时是31.58倍功率,相比于负载直接连接到电源。这意味着负载由放大了的功率提供,Qs2倍于常规功率提供方式。
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作者:kitgain 回复日期:2011-4-27 15:17:00
mark it, seem important
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作者:美丽的吸引 回复日期:2011-4-27 21:58:00
今天翻译的内容好像有点像传输线理论?
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:10:00
以下是一种应用并联谐振放大和使用源功率电路的、根据实验结果的详细说明。
家庭电力是以这样一种方式提供的,即6600伏被传输到离一个家庭最近的变压器,然后由变压器降压到单相220伏去供给家庭,以使家用电器可以使用它。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:11:00
图.11 是家庭里的传输电力到负载的一个等效电路图。电路设计成这样一种方式,即负载电阻为1欧姆,而电路需要的因子Qp 是8.58。这里,电源的内部电阻被忽略。
这里,变压器的初级电压是6,600 伏,而次级电压是220伏。此外,当变压器的耦合系数 k 假定为 1 时,匝数比 n 是 30( 也就是说,V1 / V2 或6,600 / 220)。同样,家庭里的负载电阻也假定为1欧姆。
这里,为了应用220伏到负载,图.11显示的变压器次级侧上的电抗必须以这样的方式选择,即负载电阻的1%,即0.0105欧姆。因为初级侧 的电抗X1 和次级侧上的电抗X2 均与匝数比的平方成正比, XL1 = n2 x XL2 ,也就是 302 x (0.0105) 或 9.44 欧姆。这里,由于反射阻抗 Z21 是 -(sM)2 / Z22 或 0.1 - j0.01 欧姆,因而它很难在初级侧对电路产生影响。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:14:00
所以,一个初级侧的并联谐振电路,为了放大功率,被应用于使用并联谐振的功率放大电路,如图.12中所示,由此传输放大了的谐振功率到次级侧。
这里,当初级侧上的线圈的电阻RL1是1欧姆时,线圈Qp的性能因数是8.58(即,XL1 / Reff 也就是9.44 欧姆/1.1 欧姆)。遵守条件 Reff =RL1 + R21。同样,并联谐振的电阻R1 是81欧姆(Reff x Q2 或 1.1 欧姆 x (8.58)2)。这里,电源的内部电阻被忽略。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:15:00
图.13 电源的一个等效电路图,改自图.12,因为电压源替换为电流源。
如图.13中所示,谐振电流为81.5安培(因为 V1 / R1 是 6,600 伏 / 81 欧姆)。初级电抗X1允许一个699安培的环流,相当于 Io (81.5 安培) 倍 Qp ,流入其间。 6,600 伏被施加到初级电抗的导线上,在这些条件下,并联谐振功率P1R 为4,613.4 千瓦(V1 x Qp x Io 则是 6,600 伏 x 699 安培)。
然而,在图.11的等效电路里,当线圈电阻被RL1忽略,在初级电抗XL1 里流动的电流I1是699安培(V1 / XL1 = 6,600 伏 / 9.44 欧姆,所以,功率 P1 施加到初级电抗XL1 为 4,613.4 千瓦,因为 V1 x I1 = 6,600 伏 x 699 安培)。
因此,在并联谐振中的4,613.4千瓦的并联谐振功率P1R 是同一的,在数量上,对4,613.4 千瓦的功率P1,而不是在谐振上,并通过变压器传输到负载。从电源的角度来看,它必须产生4,613.4 千瓦的功率P1,而不是共振。然而,由于源功率Pg 在并联共振中,如图.13的等效电路所示,是0.54千瓦(因为 V1 x Io 为 6,600 伏 x 0.0815 安培),谐振中的电源能产生P1 倍 1/Qs.。因此,从发电机的角度来看,其输出似乎增加了。另一方面,这样的效果,可用同样的方式在一个串联谐振电路中获得。
本发明能够比常规方法节省更多的负载消耗的功率。
下面基于实验结果的说明从理论上建议如何使本发明可以应用在家用电器上而节省功率消耗。
一台典型的家用电器用变压器把电压从220伏降到所需电压,然后保持已降电压为交流或转换为直流,再提供必要的功率给负载,例如,一台需要6伏和0.3安培的电源的仪器。
这里,负载的等效电阻是20 欧姆 (V2 / I2 = 6 伏 / 0.3 安培)。为了应用99% 的电压到负载 (Ro),XL2 取0.2欧姆。这里,匝数比 n 为 36.7 (V1 /V2 = 220 伏s / 6 伏),而初级电抗XL1 是 269 欧姆 (n2 x XL2 = 36.72 x 0.2 欧姆)。
同样,当选择反射阻抗Z21 和初级线圈(L1)电阻RL1,结果 Z21 = -(sM)2 / Z22 = 2.7 - j0.027 欧姆 而 RL1 = 40 欧姆,反射阻抗Z21 难以影响线圈。变压器的这样的一种等效电路在图.14里做了说明,其电源的内部电阻被忽略。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:17:00
在图.14里, 为了施加6伏到20欧姆的负载(Ro),初级电流I1 约需 818 毫安 (即,I1 = V1 / XL1 = 220 伏 / 269 欧姆,约为 818 毫安),假定忽略初级线圈的电阻RL1 。
因此,功率通过负载(Ro)的实际消耗是由220 伏的初级电压和变压器初级侧的818毫安的电流决定的,如图.14所示。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 8:20:00
图.15 显示的等效电路改自图.14的电路。因为电压源为电流源所替换。图.15的电路设置为在并联谐振中运行。
在图.15中,电源的内部电阻被忽略。在使用并联谐振的等效电路里,性能因子 Qp 的获得为Qp = XL1 / (RL1 + R21) = 269 欧姆 / (40 + 27) 欧姆,其约为 6.3。 同样,初级电路电阻 R1 的获得为R1 = (RL1 + R21) x Qp2 即 42.7 x 6.3 其约为 1,694.7 欧姆。
因此,初级电流I1 是与谐振电流Io 同一的,并由Io = V1 / R1 或 220 伏 / 1,694.7 欧姆给出,其约为129.8 毫安。这样,在初级电抗XL1里流动的电流Iq 计算为 Iq =Qp x Io 即 6.3 x 129.8 毫安或约818 毫安。
这样,在耦合系数 k 为 1 和匝数比 n 为36.7的条件下,电压V2和电流I2 获得为 V2 = V1 / n 或 220 伏 / 36.7 其约为6 伏,而 I2 = n x IQ 或 36.7 x 818 毫安,其约为 30 安培,各自地,在变压器的次级侧传输到负载。 如此,负载可由电压V2和电流I2 操作,用作负载的常规的电压和电流。
然而,由于负载的功率消耗是由变压器初级侧的功率感应引起的,通过电压和电流在初级侧的使用导致负载的实际消耗。所以,当显示在图.14的等效电路的谐振不被使用时,初级电流 I1 近似于 818 毫安而电流Io ,流动在图.15中显示的并联谐振中的初级侧,近似于129.8 毫安。由于电路输入同样的220伏,它会降低功率,当并联谐振时提供给负载,以一个因子的约6.3倍于运行在无谐振模式的功率提供载。也就是说,当在并联谐振运行时,与无谐振模式下运行相比,电路可以降低功耗Qp 倍。
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作者:能量海 回复日期:2011-4-28 14:41:00
工业实用性
如上所述,根据本发明的电路可以传输放大了的功率到负载,与传统电路相比,它只是用
了一台电动发电机和一个变压器传输电功率到负载。为此,本发明的电路配置以这样一种方式:谐振(串联或并联谐振)在电源侧形成,而用于传输功率到负载日变压器电路,被设计为便于反射阻抗可以用一个值设置来维持谐振。由此,放大了的谐振功率传输到负载。也就是,根据本发明的电路不传输通过一台电动发电机生成的、作为主要功率源的功率到负载,而是传输放大了的谐振功率到负载。
在根据本发明的电路中,电源 (一台电动发电机,等等) 被视为谐振功率生产的一个辅助电路。传输到负载的功率是由串联或并联电路放大了的,因而提供放大了的谐振功率给负载,与常规电路比较,常规电路是以一台电动发电机产生功率并直接伺给负载。所以,本发明的电路显示可以关注运行负载所需的功率消耗。
使用本发明通过一个变压器去传输谐振功率给负载,而且可以设置为即可用串联可用并联谐振电路。所以,本发明可有效地应用于工业能源应用,同时满足能量守恒定律。
虽然本发明实施例的首选已做了用途说明的披露,那些熟悉该领域的人将体会到各种修改、补充和替代是可能的,而无需背离本发明的范围和精神,正如所附的声明。 声明
1. 一个传输放大了的谐振功率到负载的电路,组成:一个电源以产生和供应电压或电流;一个功率放大器以用电压或电流产生放大了的谐振功率;和一个功率传输单元以用一台放大器传输放大了的谐振功率到负载。
2. 该电路根据声明 1,其中的电源是一个交流电压源,交流电流源,直流电压源和直流电流源。
3. 该电路根据声明 1,其中的功率放大器包括:一个变压器的初级电感器,和一个串联或并联连接到初级电感器的电容器,其中放大了的谐振功率是储存在初级电感器内。
4. 该电路根据声明 1,其中在变压器初级侧上的反射阻抗有一个相对小值使功率放大器可以维持谐振,其中反射阻抗(Z2)的反射电阻(R21)小于传输谐振功率的变压器初级侧的等效感抗(XL1), 而反射电抗(X21)小于变压器初级侧的等效感抗(XL1)的0.5。
5. 该电路根据声明 1,其中通过应用并联谐振放大功率,并传输放大了的功率到负载,以使负载消耗的功率得以降低。
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作者:kitgain 回复日期:2011-4-29 11:13:00
再次非常感谢能量海的辛勤工作。 我的想法是,
1,鉴于更大范围的传播此文,我在www.wikisemi.com/bbs/read.php?tid=45933转发,并作了适当编辑。
2,英文名,建议不必翻译成中文,汉语有先天的优势,可以杂合英文人名、专有名词,而不必刻意去音译。这有助于适当外语水平的读者可以通过准确搜索该文提到的外国发明者,或
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