Z kategorie:  ...Teslův transformátor

Loni na jarním Teslathoně na Moravě jsem představil svůj SGTC Teslův transformátor napájený transformátorem pro neonovou reklamu a spínaný statickým trubkovým jiskřištěm. Stále toužím pro zvětšení délky výbojů, které momentálně dosahují až metr. Za tím účelem jsem sháněl synchronní motor pro zhotovení rotačního jiskřiště, avšak bezvýsledně. Synchronní motory se vyskytovaly třeba v gramofonech na vinyly, ale ty motorky měly příliš malé otáčky a výkon. Až koncem minulého týdne jsem úplně náhodou na netu narazil na skvělé stránky anglického kolegy(Originál v angličtině je ZDE) a hlavně na jeho geniální přestavbu klasického asynchronního motoru na synchronní. Dnes se přestavba konečně podařila a já Vám popíši podrobnosti.

Úprava asynchronního rotoru na synchronní.

Pro úspěšnou výrobu synchronního rotačního jiskřiště Teslova transformátoru - SRSG(Synchronous Rotary Spark Gap) potřebujete buď synchronní motor, nebo klasický indukční(asynchronní) s upraveným rotorem - rotor s výčnělky - přesněji řečeno s ploškami(Nevím jak to přeložit - v originále to je Salient Pole Motor).

Rotor synchronního motoru, či Salient Pole motoru se otáčí úplně stejnou rychlostí, jako otáčivé magnetické pole vytvářené na vnitřním obvodu statoru. Rychlost točivého pole je dána frekvencí napájecí sítě a počtem pólů motoru. Méně pólů - více otáček a naopak.

U asynchronního motoru (Neboli indukčního motoru) se rotor vždy otáčí pomaleji než točivé magnetické pole. Jedná se o tzv. Skluz a ten se pohybuje v rozmezí 2% - 6% a je závislý na zatížení hřídele.

Následuje trocha teorie:

Přestavba motoru - fotky:

Jestliže synchronní, nebo Salient Pole motor běží, sleduje sinusový průběh střídavého napětí napájecí sítě. Jestliže je napájecí napětí na vrcholu, je to obzvláště příznivý bod pro zapálení výboje v jiskřišti, neboť je v tuto chvíli rezonanční kondenzátor Teslova transformátoru také nabitý na maximum. Synchronní motor tak zajišťuje zapálení jiskřiště vždy v maximu sinusového průběhu. Ve skutečnosti to je však závislé na přesné poloze rotujících pólů vůči hřídeli motoru. Počet pólů může být dva, čtyři, nebo více - zvyšuje se počet přerušení jiskřiště za sekundu - tzv BPS(Breaks Per Second).

Přestavba motoru - fotky:

Běžný induční motor se otáčí pomaleji oproti točivému magnetickému poli o skluz a hřídel tak nesleduje sinusový průběh napájecího napětí. Sice dochází k sepnutí jiskřiště pokaždé v přesné poloze vůči hřídeli, ale může se stát, že je rezonanční kondenzátor v tu chvíli nabit pouze na polovinu maximálního napětí a dokonce se může sepnutí jiskřiště uskutečnit v momentě průběhu střídavého napětí nulou. Výsledkem jsou značně nestabilní a krátké výboje na sekundáru Teslova transformátoru. Asynchronní motor tak může být použit až při hodně vysokém počtu přerušování - BPS - až nad 400BPS. Komplexní a podrobnou analýzu rotačního jiskřiště uvádí na svých anglických stránkách Richie Burnett.

Schéma úpravy motoru:

Nyní přikročíme k praktické úpravě rotoru asynchronního motoru - výrobě Salient Pole Motoru. Aby se čtyřpólový motor(Jeho asynchronní otáčky činí 1440ot/min) choval synchronně, je nutné na jeho rotoru vyfrézovat čtyři plošky po devadesáti stupních, každá ploška má šířku 25% průměru rotoru. Já upravoval dvojpólový motor, který původně točil 2770ot/min. Motor disponuje výkonem 60W a je jednofázový s pomocnou rozběhovou fází, zapojenou přes rozběhový kondenzátor. Na rotoru takového motoru je nutné vyfrézovat dvě plošky vzájemně posunuté o 180 stupňů - tedy proti sobě. Každá ploška má šířku činící 40% průměru rotoru. V mém případě má rotor průměr 37mm, takže vypočtená šířka plošky vychází nějakých 15mm. Šikovný kolega soustružník neměl po nějaké chvíli práce na frézce co dělat. Odvedl, jako vždy bezvadnou práci, za což mu před světem dík :-) Po této úpravě by se měl motor chovat synchronně - tedy dvojpólový motor by měl točit rovných 3000ot/min a čtyřpólový 1500ot/min. Hned jsem to testoval digitálním otáčkoměrem a display ukázal rovných 2999ot/min. Buď jede síť maličko pod 50Hz, nebo to je chyba přístroje. Každopádně se dílo podařilo a celkem jednoduše mám vyrobený synchronní motor.

Ještě pár poznámek k úpravě - na původních webových stránkách autor doporučuje uvedené percentuální hodnoty striktně dodržet, jinak se při nedostatečném zploštění rotoru motor nebude chovat synchronně. V druhém případě když to přeženete, motor ztratí točivý moment a vinutí se bude nadměrně hřát - je jednoznačně připraven pro cestu do šrotu.

Vložil: LTX   Dne: 03.03.2010   Čas: 20:23:46