Tweet
Tối ưu hóa cuộn Tesla (phần 2) Cuộn Tesla cộng hưởng đơn SSTC(single resonance Tesla coil)
Theo kinh nghiệm của người đi trước ai muốn thử làm cuộn Tesla hiện đại theo công nghệ bán dẫn nên làm theo kiểu này đầu tiên vì nó đơn giản và dể làm nhất.
Nó đơn giản vì chỉ cần cộng hưởng ở mạch thứ cấp. Với L2 cho sẩn thì với bất kỳ giá trị nào của C2 nó cũng cộng hưởng theo tần số tương ứng theo công thức f2=1/2π√L2C2 vì thế 99% là nó sẽ chạy nhưng nó có chạy ở trạng thái tố ưu chưa? lại là chuyện khác. Thực nghiệm cho thấy với vô số các giá trị của C2 thì chỉ có giá trị nào cho tần số cộng hưởng có1/4 bước sóng bằng với độ dài của cuộn dây thứ cấp ( tổng chiều dài dây đồng tráng men dùng để quấn cuộn thứ cấp). Chính Sir Nikola Teslađã tìm ra đặc tính này.
Về phần thực hành thì mạch driver cho cuôn sơ cấp tối thiểu phải là mạch bán cầu H chạy với nguồn 140VDC ( +_70VDC) và dùng mosfet IRF 260 mới tạo được tia lủa dài 10cm.
Cuộn Tesla tôi làm nhái theo mẩu của Gao Guangyan “ người Singapore đã thực hiện 17 cuộn Tesla” đó là dùng lõi ống nước Ø90 quấn 920 vòng dây đống tráng men cở 16/100mm phần quấn dây dài 16,7cm và tụ điện hình xuyến (Toroid) có đướng kính trong 8cm đường kính ngoài 20cm (ảnh 1 mô hình; ảnh 2kết quả chạy Java TC)
Trong bãng kết quả chạy Java TC cần lưu ý các dử liệu: chiều dài dây cuộn thứ cấp 857,3 feet =262m
Tần số cộng hưởng 273Khz.
Thử làm bài toán “cộng hưởng tối ưu” trên số liệu lý thuyết
¼ bước sóng =300.000.000/273.000*1/4=1099/4=274.75m
So với chiều dài dây đã quấn 262m. Đây là sự tương thích lý tưởng vì còn phải thực nghiệm và điểu chỉnh thêm.
Thử nghiệm bước 2 với điện áp nguồn 320VDC ( bước đấu 140VDC không có gì đáng nói)
Sóng vuông tại 2 đầu cuộn sơ cấp 320Vp-p mặc dù kích thước vật lý của cuộn thứ cấp khá lý tưởng mà độ tia lủa vẫn chưa đạt như mong muốn tôi vừa loay hoai căn chỉnh vùa tìm hiểu thêm thông tin trên mạng, đây chính là lý do tôi phát hiện ra điều mà Sir Tesla đã phát hiện trước mình 127 năm chiều dải dây quấn phải bằng 1/4λ ( bước sóng tần số dao động tối ưu) Steve Ward giới thiệu cuộn SSTC của mình từ 2003 và là người tiên phong trong lãnh vực này Ông ta đã phát triển từ cuộn tesla dao đông đơn sang dao động kép phát huy uy lực của cuộn Tesla DRSSTC mạnh hơn SRSSCT hàng mấy chục lần Nhưng hình như Ông ta không dùng yếu tố ¼ độ dài sóng mà chỉ áp dụng thưc nghiệm và căn chỉnh để tối ưu hóa cuộn Tesla mà vẫn thành công rực rở.
Mấy tuần nay tôi tìm kiếm vị trí tần số cộng hưởng tối ưu nó biểu hiện ở hình ảnh sóng tại cuộn thứ cấp thấy được qua đầu dò ocilloscpe gắn dây đất và 1 đoạn ngắn vài cm đặt cách cuộn dây 1 khoảng an toàn trường hợp tôi đặt trên bàn cạnh chân cuộn dây vài tấc đả thu được sóng lên tới mấy trăm volt ( do không có tải) đó là những chùm sóng có biện độ giống như hình 3
Thứ sóng mà tôi thu được có hình dạng lý tưởng ở 100µS đầu tiên nhưng sau đó là sóng có biên độ nhỏ và đều đều nhàm chán. Mất đến hàng tuần đến nay sau khi làm bộ ngắt hiện đại hơn IC 555 mà dùng vi xử lý để sóng ra có thể bào chế dài ngắn hửu hiện hơn tôi đã tìm ra được hình ảnh cần tìm, hình 4 là cộng hưởng chưa tối ưu hóa ( mổi chùm sóng dài 200 µS ngắt quảng 600 µS duty khoản 25%)
Ta thấy chùm sóng anh cả đầu tiên rất lý tưởng nhưng sau đó thì nhỏ dần.Tôi ưu tư mãi về chuyện này ví tôi đã thấy vấn đề từ hang tuần trước từ tối hôm qua đến sang nay tôi mới ngộ ra nguyên nhân tại sau các đứa em không lớn bằng đưa đầu tiên. Đó là chỉ chùm sóng đầu tiên có tần số dao động gần với tần số dao động tối ưu nhát các đứa em có tần số dao động lệch xa hơn vì lý do khi tia lủa chưa phóng ra vùng không gian bao quanh Toroid có ít điện tử tự do, sau khi tia lủa bắn ra phát đầu tiên vùng không gian quanh Toiroid chứa đầy electron và ion tự do điều này điều nảy làm tần số dạo động của cuộn Tesla thấp hơn cả chục % so với khi chưa phóng phát đầu và làm lệch tần số về sau.
Cách giải quyết là cho cuộn Tesla dao động cao hơn tần số dao động tối ưu hàng chục % để sau đó các thằng em có cơ hội lớn hơn anh của mình. Sau khi làm ngắn lại mũi xả điện để tăng tần số dao động (discharge point) đến hết cở, tôi thu được hình 5
Kết quả có sự khác biệt là đứa em lớn đã bằng thằng anh, tia lửa phóng ra mạnh hơn, dài hơn nhưng chua phài là tối ưu, chỉ khi nào các đứa em phải lớn hơn thằng anh mới là lý tưởng.(Tần số lệch trước cao hơn và giảm xuống và đúng về sau)
Điều rất đáng đề nhấn mạnh ở đây là vấn đề tôi đối mặt ở trên rất nhiều người gặp phải và tài liệu chính thống cũng đề cập rất nhiều nhưng cách hiểu của họ đó là sự tìm kiếm tần số tối ưu hóa trong mối tương quan giủa 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp. Thật ra chỉ 1 mình cuộn thứ cấp đã chứa đụng nhu cầu tìm kiêm tần số cộng hưởng tối ưu riêng, sau đó cuôn sơ cấp buộc phải chạy ở tần số theo cuộn thứ cấp. Giáo sư Bart Anderson tai đai học Sydney tác giả của phần mêm Java TC cực hay mà ai làm cuộn Tesla cũng nên biết cũng chua thấy đá động đến vấn đề này.
Lời giải này đòi hỏi tôi sẽ phải tháo cái tụ Toroid ra và gọt cho nhỏ đi 1 chút để tăng tần số dao động ban đầu lên.
Hình 7 tia lủa chỉ đạt 18cm “chưa thể hài long”
Các hính 4;5;6;7 thu được khi cuộn dây hoạt động ở chế độ sông suất tức thời >1Kw nhưng công suất bình quân chỉ 20 chục watt là đã phát được tia lủa 15cm rồi nhưng tia lủa này mãnh với tiếng rít chói tai .Khi cho duty dài hơn đạt công suất vài trăm watt sẽ cho chùm tia lủa dày hơn sáng hơn và tiếng rít trầm hơn dù không đổi tần số.
Khi hoàn tất việc tố ưu hóa cuộn Tesla này tôi sẽ chụp ảnh và quay phim tia lủa và up lên sau.
Nó đơn giản vì chỉ cần cộng hưởng ở mạch thứ cấp. Với L2 cho sẩn thì với bất kỳ giá trị nào của C2 nó cũng cộng hưởng theo tần số tương ứng theo công thức f2=1/2π√L2C2 vì thế 99% là nó sẽ chạy nhưng nó có chạy ở trạng thái tố ưu chưa? lại là chuyện khác. Thực nghiệm cho thấy với vô số các giá trị của C2 thì chỉ có giá trị nào cho tần số cộng hưởng có1/4 bước sóng bằng với độ dài của cuộn dây thứ cấp ( tổng chiều dài dây đồng tráng men dùng để quấn cuộn thứ cấp). Chính Sir Nikola Teslađã tìm ra đặc tính này.
Về phần thực hành thì mạch driver cho cuôn sơ cấp tối thiểu phải là mạch bán cầu H chạy với nguồn 140VDC ( +_70VDC) và dùng mosfet IRF 260 mới tạo được tia lủa dài 10cm.
Cuộn Tesla tôi làm nhái theo mẩu của Gao Guangyan “ người Singapore đã thực hiện 17 cuộn Tesla” đó là dùng lõi ống nước Ø90 quấn 920 vòng dây đống tráng men cở 16/100mm phần quấn dây dài 16,7cm và tụ điện hình xuyến (Toroid) có đướng kính trong 8cm đường kính ngoài 20cm (ảnh 1 mô hình; ảnh 2kết quả chạy Java TC)
Trong bãng kết quả chạy Java TC cần lưu ý các dử liệu: chiều dài dây cuộn thứ cấp 857,3 feet =262m
Tần số cộng hưởng 273Khz.
Thử làm bài toán “cộng hưởng tối ưu” trên số liệu lý thuyết
¼ bước sóng =300.000.000/273.000*1/4=1099/4=274.75m
So với chiều dài dây đã quấn 262m. Đây là sự tương thích lý tưởng vì còn phải thực nghiệm và điểu chỉnh thêm.
Thử nghiệm bước 2 với điện áp nguồn 320VDC ( bước đấu 140VDC không có gì đáng nói)
Sóng vuông tại 2 đầu cuộn sơ cấp 320Vp-p mặc dù kích thước vật lý của cuộn thứ cấp khá lý tưởng mà độ tia lủa vẫn chưa đạt như mong muốn tôi vừa loay hoai căn chỉnh vùa tìm hiểu thêm thông tin trên mạng, đây chính là lý do tôi phát hiện ra điều mà Sir Tesla đã phát hiện trước mình 127 năm chiều dải dây quấn phải bằng 1/4λ ( bước sóng tần số dao động tối ưu) Steve Ward giới thiệu cuộn SSTC của mình từ 2003 và là người tiên phong trong lãnh vực này Ông ta đã phát triển từ cuộn tesla dao đông đơn sang dao động kép phát huy uy lực của cuộn Tesla DRSSTC mạnh hơn SRSSCT hàng mấy chục lần Nhưng hình như Ông ta không dùng yếu tố ¼ độ dài sóng mà chỉ áp dụng thưc nghiệm và căn chỉnh để tối ưu hóa cuộn Tesla mà vẫn thành công rực rở.
Mấy tuần nay tôi tìm kiếm vị trí tần số cộng hưởng tối ưu nó biểu hiện ở hình ảnh sóng tại cuộn thứ cấp thấy được qua đầu dò ocilloscpe gắn dây đất và 1 đoạn ngắn vài cm đặt cách cuộn dây 1 khoảng an toàn trường hợp tôi đặt trên bàn cạnh chân cuộn dây vài tấc đả thu được sóng lên tới mấy trăm volt ( do không có tải) đó là những chùm sóng có biện độ giống như hình 3
Thứ sóng mà tôi thu được có hình dạng lý tưởng ở 100µS đầu tiên nhưng sau đó là sóng có biên độ nhỏ và đều đều nhàm chán. Mất đến hàng tuần đến nay sau khi làm bộ ngắt hiện đại hơn IC 555 mà dùng vi xử lý để sóng ra có thể bào chế dài ngắn hửu hiện hơn tôi đã tìm ra được hình ảnh cần tìm, hình 4 là cộng hưởng chưa tối ưu hóa ( mổi chùm sóng dài 200 µS ngắt quảng 600 µS duty khoản 25%)
Ta thấy chùm sóng anh cả đầu tiên rất lý tưởng nhưng sau đó thì nhỏ dần.Tôi ưu tư mãi về chuyện này ví tôi đã thấy vấn đề từ hang tuần trước từ tối hôm qua đến sang nay tôi mới ngộ ra nguyên nhân tại sau các đứa em không lớn bằng đưa đầu tiên. Đó là chỉ chùm sóng đầu tiên có tần số dao động gần với tần số dao động tối ưu nhát các đứa em có tần số dao động lệch xa hơn vì lý do khi tia lủa chưa phóng ra vùng không gian bao quanh Toroid có ít điện tử tự do, sau khi tia lủa bắn ra phát đầu tiên vùng không gian quanh Toiroid chứa đầy electron và ion tự do điều này điều nảy làm tần số dạo động của cuộn Tesla thấp hơn cả chục % so với khi chưa phóng phát đầu và làm lệch tần số về sau.
Cách giải quyết là cho cuộn Tesla dao động cao hơn tần số dao động tối ưu hàng chục % để sau đó các thằng em có cơ hội lớn hơn anh của mình. Sau khi làm ngắn lại mũi xả điện để tăng tần số dao động (discharge point) đến hết cở, tôi thu được hình 5
Kết quả có sự khác biệt là đứa em lớn đã bằng thằng anh, tia lửa phóng ra mạnh hơn, dài hơn nhưng chua phài là tối ưu, chỉ khi nào các đứa em phải lớn hơn thằng anh mới là lý tưởng.(Tần số lệch trước cao hơn và giảm xuống và đúng về sau)
Điều rất đáng đề nhấn mạnh ở đây là vấn đề tôi đối mặt ở trên rất nhiều người gặp phải và tài liệu chính thống cũng đề cập rất nhiều nhưng cách hiểu của họ đó là sự tìm kiếm tần số tối ưu hóa trong mối tương quan giủa 2 cuộn sơ cấp và thứ cấp. Thật ra chỉ 1 mình cuộn thứ cấp đã chứa đụng nhu cầu tìm kiêm tần số cộng hưởng tối ưu riêng, sau đó cuôn sơ cấp buộc phải chạy ở tần số theo cuộn thứ cấp. Giáo sư Bart Anderson tai đai học Sydney tác giả của phần mêm Java TC cực hay mà ai làm cuộn Tesla cũng nên biết cũng chua thấy đá động đến vấn đề này.
Lời giải này đòi hỏi tôi sẽ phải tháo cái tụ Toroid ra và gọt cho nhỏ đi 1 chút để tăng tần số dao động ban đầu lên.
Hình 7 tia lủa chỉ đạt 18cm “chưa thể hài long”
Các hính 4;5;6;7 thu được khi cuộn dây hoạt động ở chế độ sông suất tức thời >1Kw nhưng công suất bình quân chỉ 20 chục watt là đã phát được tia lủa 15cm rồi nhưng tia lủa này mãnh với tiếng rít chói tai .Khi cho duty dài hơn đạt công suất vài trăm watt sẽ cho chùm tia lủa dày hơn sáng hơn và tiếng rít trầm hơn dù không đổi tần số.
Khi hoàn tất việc tố ưu hóa cuộn Tesla này tôi sẽ chụp ảnh và quay phim tia lủa và up lên sau.
Attached Files
Comment