2019 április 23 - kedd

2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

J. L. Naudin is épített egy M.E.G. készüléket, s igen jó hatásfokot ért el. Mivel Naudin nem mellékelt sok szöveget a képekhez, ezért inkább én fűztem megjegyzéseket hozzájuk.

Mint azt Naudin leszögezte, az itt látható képek a saját mérési eredményeit tükrözik, nem Thomas Bearden-ét. A most ismertetésre kerülő készülék már a harmadik verzió. Az előző két verzióban Naudin nem tudott 0,96-0,97-nél jobb hatásfokot elérni, s a bemeneti és kimeneti áram és feszültséggörbék se voltak pontosan olyanok, mint a M.E.G. szabadalomban látható görbék. Ezért ezekkel a kísérletekkel itt nem is foglalkozunk.

Először ismerkedjünk meg az elektronikával. A kapcsolási rajzot az 1. ábrán láthatod.

meg31dg 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

1. ábra. A kapcsolási rajz (Naudin 3. verziója)

A bemeneti tekercsek (L1 és L2) menetszáma 100, a vezetékek átmérője 0,5 mm (AWG 24). A kimeneti tekercsek (L3 és L4) menetszáma 1500, a vezetékek átmérője 0,457 mm (AWG 26).

Az áramkör lelke egy TL494CN impulzusszélesség modulátor IC. A kapcsolás azért ilyen egyszerű, mert ez az IC magában foglal egy állítható frekvenciájú oszcillátort és egy flip-flopot, valamint kimeneti jelerősítőket. Az IC kimeneti jeleit egy-egy BUZ11 jelű FET erősíti fel a bemeneti tekercsek számára.

Az áramkör egy 25 V-os tápfeszültségről üzemel, ez határozza meg a bemeneti tekercsekre jutó maximális feszültség értékét is.

A kapcsolási rajzból kitűnik, hogy itt Naudin a kimeneti teljesítmény egy részét nem vezette vissza a bemenetre, mivel ezzel kapcsolatban bizonyos nehézségek léptek fel. (Erről lejjebb még ejtünk pár szót!)

A vasmag és a tekercsek méretezése a 2. ábrán látható.

meg3cdig 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

2. ábra. A vasmag és a tekercsek méretei

A vasmag szalagos magból készült, melynek típusa MetGlas AMCC-320.

meg_vasmag1 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke meg_vasmag2 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

3. ábra. A szalagos vasmag két különböző nézetben

A MetGlas vasmagról további adatokat itt olvashatsz.

A kész M.E.G. készüléket a 4. ábrán láthatod.

meg3p2 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

4. ábra. A kész M.E.G. készülék

A baloldali dobozban a vezérlő elektronika található, jobboldalon pedig az összerakott és tekercsekkel ellátott vasmag látható. Az előtérben lévő két huzalellenállás biztosítja a kimeneti tekercsek terhelését.

A következő ábrákon a bemeneti és kimeneti jelek alakját vizsgálta Naudin egy Tektronix THS720P típusú oszcilloszkóppal. Az áramot (CH2) mind a bemeneti, mind pedig a kimeneti jelek vizsgálata esetén egy 10 W-os kerámia és nem induktív ellenálláson keresztül mérte.

meg3t3inpb 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

5. ábra. A bemeneti tekercsekre jutó feszültség, áram és teljesítményadatok

Az 5. ábra adatai a következők:

  • A kék vonal (CH1) a bemeneti feszültséget mutatja. Ennek átlagos értéke 28 V körül volt.
  • A sárga vonal (CH2) a bemeneti áramot mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 250 mA körül volt.
  • A piros vonal (MATH) a bemeneti feszültség és áram alapján számolt bemeneti teljesítményt mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 7 W körül volt.

A vízszintes időskálán egy kocka 10 ms-ot jelent.

meg3t3outb 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

6. ábra. A kimeneti tekercsekre jutó feszültség, áram és teljesítményadatok

A 6. ábra adatai a következők:

  • A kék vonal (CH1) a kimeneti feszültséget mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 1000 V körül volt.
  • A sárga vonal (CH2) a kimeneti áramot mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 90 mA körül volt.
  • A piros vonal (MATH) a kimeneti feszültség és áram alapján számolt kimeneti teljesítményt mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 25 W körül volt.

A vízszintes időskálán egy kocka 10 ms-ot jelent.

Érdemes megfigyelni, hogy a kimeneti teljesítményt ábrázoló hullám periódusideje a fele a kimeneti áram és feszültség periódusidejének. Ennek okát az egyik Olvasó, Bence elmagyarázta:

"Amikor először láttam a 6. ábrát, magam is csodálkoztam a teljesítmény frekvenciájának kétszereződésén. El is könyveltem magamban, hogy ott valami nincs rendben. Ez néhány hónapja volt.

Ma jutott eszembe, hogy ha valamit két azonos frekvenciájú periodikus
jel szorzataként számíthatunk, annak periódusideje értelemszerűen fele
lesz a kiindulási jelekének. ( Jelen esetben könnyen belátható, mert az áram és a fesz. fázisban vannak, de ez akkor is igaz, ha fáziseltérés van
közöttük! )

Mellékeltem egy ábrát, (7. ábra) melyen zöld számokkal bejelöltem a nulla tengelyeket és időpontokat:

meg3t3outb%5B1%5D 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

7. ábra. Bence magyarázata a teljesítmény periódusidejének megkétszereződésére

1. időpillanat:

Fesz = 0
Áram = 0
Telj = 0 * 0 = 0

2. időpillanat:

Fesz = +Umax
Áram = +Imax
Telj = (+Umax) * (+Imax) = Umax * Imax = Pmax

3. időpillanat:

Fesz = 0
Áram = 0
Telj = 0 * 0 = 0

4. időpillanat:

Fesz = -Umax
Áram = -Imax
Telj = (-Umax) * (-Imax) = Umax * Imax = Pmax

Látható, hogy mialatt a feszültség illetve az áram 360°ot írt le, a teljesítmény már másodszor ismételte önmagát, vagyis 720°ot tett meg, ami két teljes periódus egy áram illetve feszültség periódus alatt! "

Naudin a kimeneti tekercseken mért feszültség és áram közötti fáziseltérést is megvizsgálta. Erre a célra egy PM3215 2×50 Mhz Philips típusú analóg oszcilloszkópot használt.

meg3tana 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

8. ábra. A kimeneti tekercseken mért feszültség és áram fázisai

A M.E.G. készülék hatásfokának a meghatározására Naudin egy 9 W-os fénycsövet kötött az egyik kimeneti tekercsre terhelésként. Azt láthatod a 9. ábrán.

meg_lampa 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

9. ábra. A M.E.G. készülék egyik kimeneti tekercsének a terhelése egy 9 W-os fénycső

A bemeneti teljesítmény a tápegységből felvett teljesítmény alapján lett meghatározva…

meg_bemen 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

10. ábra. A bemeneti teljesítmény meghatározása

…A kimeneti teljesítmény pedig az oszcilloszkóp adatai alapján.

meg_kimen 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

11. ábra. A kimeneti teljesítmény meghatározása

Naudin a következőket írta a hatásfok számolásával kapcsolatban:

  • A M.E.G. készülék, tehát az elektronika és a tekercsek terhelés nélkül 1,75 W teljesítményt vettek fel a tápegységből.
  • Mikor a 9 W-os fénycsövet az egyik kimeneti tekercsre kapcsolta, akkor a teljesítményfelvétel 3,25 W-ra emelkedett (P = 25 V * 0,13 A = 3,25 W). Ebből következően a lámpára jutó tényleges bemeneti teljesítmény csak 3,25 – 1,75 = 1,5 W volt.
  • A kimenetre kapcsolt lámpa mért átlagos teljesítményfelvétele 6,764 W volt.
  • A készülék hatásfoka tehát h = 6,764 / 3,25 = 2,08!

A M.E.G. szabadalomban a 8. ábrán bemutatott bemeneti feszültség-hatásfok görbén is 2 körüli hatásfokot láthatunk a 25 és 50 V-os feszültségtartományban. A szabadalom azt is említi, hogy a hatásfok a bemeneti feszültség növekedésével javul, sőt, ha a hatásfok görbéjét alaposabban szemügyre vesszük, akkor jól látszik, hogy ez a hatásfok exponenciálisan növekszik a bemeneti feszültség növelésének hatására.

Mindebből nyilvánvaló, hogy a nagyobb bemeneti feszültség alkalmazása a célszerűbb. Ezt mutatja a 11. ábra is.

megTelj 2.4.9.3. Naudin M.E.G. készüléke

11. ábra. Naudin kísérleteinél mért bemeneti és kimeneti teljesítménygörbék a bemeneti feszültség függvényében

Mivel a kimeneti és bemeneti tekercsek menetszámának aránya N = L3 / L1 = 1500 / 100 = 15, ezért a kimeneti feszültség átlagértéke 25 V * 15 = 375 V lenne a hagyományos transzformátoroknál. Ezzel szemben itt csak 255,3 V-os átlagfeszültséget kaptunk. A kimeneti áramnak viszont 0,13 A / 15 = 0,0087 A = 8,7 mA-nak kellene lennie, Naudin viszont 27,23 mA-t kapott (lásd a 11. ábrát).

A Naudin által alkalmazott frekvenciát az oszcilloszkópos képek alapján is kiszámolhatjuk, ahol a bemeneti és kimeneti áramok periódusideje kb. T = 42 ms, ebből a frekvencia: f = 1 / T = 1 / 0,000042 = 23809,5 Hz, tehát az alkalmazott frekvencia valahol 23 és 24 kHz körül volt. Az első két kísérletében Naudin jóval kisebb frekvenciákat használt, de azokkal nem járt eredménnyel. Ehhez a magasabb frekvenciához viszont már megfelelő anyagból készült vasmag szükséges. Mint feljebb már említettük, Naudin MetGlas AMCC-320 típusú vasmagot használt.

A kísérletek leírását Naudin a következő megjegyzésekkel zárta:

  • "A kimeneti jeleket oszcilloszkóppal mértem és különböző egyéb módszerrel is leellenőriztem (analóg és digitális szkópokkal és multiméterekkel), de ettől függetlenül még előfordulhatnak mérési pontatlanságok.
  • A kimeneti feszültség és az áram azonos fázisban vannak (lásd a 8. ábrát).
  • A fenti mérésekhez hasonló eredményekhez csak akkor juthatunk, ha a terhelő ellenállás (100 kW-os, nem induktív, 5 W-os szénellenállás) "előkezelt".
  • Az alkalmazott frekvencia 20 kHz-volt, a kimeneti feszültség csúcstól-csúcsig mért amplitúdója pedig több, mint 1000 V.
  • A kapcsoló impulzus négyszög alakú, 50 %-os kitöltési tényezővel.
  • A két bemeneti tekercset váltakozva kell bekapcsolni.
  • Ferrit mágnest használtam és közben azt figyeltem meg, hogy mikor a mágnest behelyeztem a helyére és a bemeneti tekercsek fluxusai keresztirányú kaput alkottak, akkor a kimeneti jel jelentősen felerősödött.
  • Az RLoad terhelő-ellenállás gyorsan felmelegedett a M.E.G. bekapcsolása után.
  • A legtöbb esetben a mért "látszólagos" teljesítmény a valóságban nagyobb volt, mivel az un. Joule hatás következtében a teljesítmény legnagyobb része elektromágnesesség formájában lett kisugározva.
  • Egy elektromos Teslamérővel 16 kHz-nél 2,8 miliTeslát mértem az RLoad közvetlen közelében.
  • Egy elektromos térerősségmérővel 1250 V/m-t mértem 50 cm-re az RLoad-tól.
  • A Gammaszámláló nem észlelt g-sugarakat.
  • Légy óvatos, mikor a M.E.G. közelében dolgozol, mivel az erős elektromágneses sugárzással rendelkezik."

Naudin készülékének angol nyelvű leírását itt találod.

Néhány jó tanács a M.E.G. építőknek Jon Flickinger-től:

"Ez az információ mindazoknak szól, akik már foglalkoznak a M.E.G. építésével vagy tervezik, hogy megépítenek egy ilyen készüléket. Az itt következő tanácsok a sok-sok órai kísérlet során leszűrt eredményeimet tartalmazzák.

Időpocsékolás akármilyen lineáris terhelő ellenállás segítségével mérni a M.E.G. teljesítményét, ha a többletenergiát akarod meghatározni. A kimeneti terhelésnek nem reaktív és nem lineáris terhelésnek kell lennie. Ennek az ellenállásnak növekednie kell a feszültség növekedésével, a teljesítményét pedig a kimeneti feszültség és áram alapján számolhatjuk ki. Ha közönséges ellenállással terheled le a M.E.G. készülékedet, azt fogod tapasztalni, hogy a hullámforma nem egyezik meg sem a Bearden, sem a Naudin által bemutatott hullámformákkal! Csak nem lineáris terhelés és helyesen "behangolt" M.E.G. esetén fogsz látni egy közel szinusz alakú félhullámot a bemeneti tekercseknél. (Erről a következő oldalon még szó lesz.)

Nem lineáris terhelés és helyesen "behangolt" M.E.G. készülék, valamint megfelelő mérőműszerek esetén tudsz mérni 1-nél jobb hatásfokot. Úgy tűnik, hogy a kimeneti tekercsekben először kialakul a feszültség, s csak utána kezd átfolyni az áram a terhelésen.

Ez megegyezik Tom Bearden ezen eszközzel kapcsolatos nyilvános kijelentésével. A probléma most már csak az, hogy ezt a plusz teljesítményt hogyan lehetne valamilyen hasznos munkára fordítani. Nekem úgy tűnik, hogy a M.E.G. alacsonyabb szekunder-feszültséggel is működhet, s ha a terhelés helyesen van megtervezve, még akkor is 1-nél jobb hatásfokot tudnánk elérni. Erre kell fókuszálnia mindenkinek, aki ezzel a projekttel foglalkozik.

Javaslatok:

  1. Amit meg kellene próbálni, az egy közönséges nem-lineáris, különböző feszültségekre kalibrált MOV (Metal Oxid Varistor) vagy "tranziens absorber"-ek (átmeneti elnyelők). Én Panasonic ZNR10K621U-kat használtam, amikkel a hatásfok a tekercsek menetszámának és a tápfeszültségnek a függvényében 1,75 és 5 között változott.
  2. Használj olyan FET-et, ami a BUZ11-nél magasabb Vds feszültséget is elvisel. Egy csak 50 V-os Vds feszültséget elviselő eszközben a primer tekercsek kikapcsoláskor keletkező impulzus lavinahatást okoz, ami a FET túlzott felmelegedését eredményezi. Használj olyan FET-et, melynek Vds feszültsége meghaladja a 200 V-ot és 4 A-t.
  3. A tápegység legyen állandó áramot biztosító áramgenerátor, mely rövidzár-védelemmel is el van látva.
  4. Nem tudom eléggé kihangsúlyozni a kimeneti tekercsekben jelentkező magas feszültséggel kapcsolatos biztonsági szempontokat. Kezeld elővigyázatosan a nagyfeszültséget!! Győződj meg arról, hogy a kimeneti tekercsre kapcsolódó mérőeszközeid képesek elviselni a fellépő nagyfeszültséget.
  5. SOHA NE KAPCSOLD BE A TÁPFESZÜLTSÉGET, HA A M.E.G. KIMENETÉHEZ NINCS TERHELÉS KAPCSOLVA, MIVEL A NYÍLT ÁRAMKÖR FESZÜLTSÉGEI AKÁR HALÁLOS KIMENETELŰ ÁRAMÜTÉST IS OKOZHATNAK!"

Ezeket a jó tanácsokat angol nyelven itt találod.

A következő oldalon a terhelő ellenállás "előkezeléséről" olvashatsz.

Hozzászólok!

A weblap további használatával Ön beleegyezik a sütik használatába. További információ

A süti beállítások ennél a honlapnál engedélyezett a legjobb felhasználói élmény érdekében. Amennyiben a beállítás változtatása nélkül kerül sor a honlap használatára, vagy az "Elfogadás" gombra történik kattintás, azzal a felhasználó elfogadja a sütik használatát.

Bezárás