拉马斯瓦米电力变压器
本帖最后由 能量海 于 2017-8-8 02:59 编辑
第三章:静脉冲系统
拉马斯瓦米电力变压器
最近，印度的N·拉马斯瓦米（N.Ramaswami）先生完成了一台使用交流市电作为输入、且在目前具有600伏以上输出的变压器的设计。他热望免费分享信息，以使所有人都可以复制他的构造，由此，下面是细节。
总体布局是由数个绕在一个单一磁芯上的线圈组成，原型中的磁芯是通过在一个直径约为60毫米至100毫米之间的标准的塑料管内插入许多约6毫米直径的铁条构成的：
这个芯是用一大捆不绝缘的铁条做成的，而从一端看，这个管子看起来是这样的：
铁和钢有很大的差异，因为在经受过磁场后，移去磁场，钢则保持磁化，而铁不会。通常，铁件互相隔离，以防止“涡流”电流在各个铁件之间流动，但在这种情况下，有必要让铁条不隔离，因为性能已被证明用不隔离的铁条得到了改善。
线圈的绕制和定位方式非常重要。导线用的是4平方毫米的截面积，并用简单的配置，有八个线圈。这些线圈当中的两个是“四丝绕法”，这意味着它们是用四根隔离的导线，并排，以第一根导线的末端连接到第二根线的起始端，而第二根线的末端连接到第三根导线的始端，第三根导线的末端连接到第四根导线的始端。这种风格的线圈由尼古拉·特斯拉获得了专利，对于一个简单的螺旋形线圈具有非常不同的特点，因为特斯拉的配置在线圈里相邻的线匝之间有着大得多的电压差。在线路图中，线圈的始端通常和句点标记，以使连接方式清晰。一个四丝绕法的线圈可以画成这样：
所有这种结构的线圈都是向同一个方向绕制的，而其中两个为四丝绕法绕制。
开始，次级（输出）绕组的第一部分绕在芯的相对端上，如：
这里，第一初级绕组的第一部分显示为“S1”，而它是85到90匝的单层。第二初级绕组的第一层有着相同的匝数，显示为“S2”。图中的“N”和“S”表明电流流过绕组时产生的磁极。不过，你要意识到，由于输入为50赫兹的交流电，这些极性每秒翻转百余次。实际上，所示的两个绕组加上尚未显示的其它三个，构成了一个单一连续的次级绕组，即使在它们连接之前绕制，看起来也是五个独立的线圈。
当完成这两个最初的层，一个四丝绕法的线圈绕在它们每一个的顶部上，这里以“P1”和“P2”为标识：怎样完成这种绕组非常重要，且对变压器的性能具有重大影响。从左边看时，“P1”绕组在左端开始，而线匝顺时针绕制。通常，绕组用4芯电缆，并通过连接线1的末端到线2的始端、然后线2的末端到线3的始端、然后线3的末端到线4的始端来完成互相连接。这样做的简单的方法是绕组在完成时，在剪切前留一节4芯电缆。多出来的长应稍长于绕组的宽。然后剥离外蒙皮，留出一节芯线作为连接点:
标记为“A” 的线端将被连接到市电电源的火线侧，而标记为“B”的线端将被连接到市电电源的零线侧。这些连接是不是任意的，需要完全按规定进行。这个4芯电缆绕组是初级的“P1”部分：
这种初级绕组的“P2”部分是以相同的风格创建的，但实际上是相当不同的。它从芯的远端开始绕制，并向内向芯的中间进展。此时，从左手端看时，绕组的线匝是逆时针方向。以这种方式绕制初级是绝对必要的，并且连接到提供输入功率的市电（或电池供电的逆变器）时要小心。两个“A”线都可以连接到市电火线，而两个“B”线都可以连接到市电零线。确保这些连接是正确的，因为这是在设计中的性能的关键因素。
接着，这些双线并绕绕组把前两个次级绕组的最后一层绕在它们上面。这里它们标记为“S3”和“S4”：
接着，芯中央被卷制成与次级绕组“S5”的最后部分的深度相配。这是个单线圈，用一根线连续绕制，底部层从左到右绕，而接下来的一层绕在第一层的上面，由右至左卷绕，而第三层绕在第二顶的上面，由左向右绕：
次级连接安排如下所示。软铁芯用一些铁条构成，它占据了整个结构的长度，完全填充了中间部分，穿过一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端被附加的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管：
次级被连起来，如下所示。软铁芯由一些穿过整个构件的铁条构成，它们完全填充了中央的一节——贯穿了一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端用另外的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管。
次级被连起来，如下所示。软铁芯由一些穿过整个构件的铁条构成，它们完全填充了中央的一节——贯穿了一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端用另外的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管。
次级绕组的输出量得约为630伏，因此一个有着3∶1比率的降压变压器，在较大的电流下需要降低输出至220伏，因为220伏更方便些，有大量的现有设备是使用这种电压的。世界上有一部分（美国）是用110伏的，输出变压器约为6:1，得到大约110伏的交流输出。
由于红色的四丝绕法的线圈在电路图上显示时看起来非常像一个普通的螺旋线圈，做点解释民不要紧。四丝绕法线圈所有的线匝都是同向的，恰好与任何普通螺旋线圈一样。另外，电流流经四线绕法的线圈也均为同向，正如在普通的螺旋线圈里一样。最大的区别是导线的物理配置。普通的螺旋线圈，相邻匝之间的电压差很小，但四丝绕法线圈，线圈的每对相邻匝之间有一个较大的电压差。总的来说，造成线圈的电气特性的重要区别的是相邻匝之间的这个巨大的电压差。
初级绕组的互连非常简单，就像这样：
这种把初级（220伏输入）绕组完全包裹在次级绕组内的施工方法是为了从初级绕组获得最大的感应。这是一个相当不寻常的线圈配置，有着相当不错的性能。实际结构的横截面看起来就像这样：
这里展示了（红色）初级绕组是怎样完全被（蓝色的）次级绕组包裹的。红色输入线跨接220伏的市电，并汲取到7安培的电流。蓝色输出线有着大约600伏的输出电压。
于是用一层极薄的塑料、或用一层管道胶带封装全部绕组。然后，另外绕一个线圈从次极线圈捡拾能量。这个附加的绕组有自己的高速过的匝数，以产生由红色的初级线圈的输入使用的220伏。最后的线圈匝数少，看起来大致像这样：
这个配置可添加附加的初级和次级。这种配置的结果，除了中间的次级绕组，仅用在初级绕组里。这种布置还用了多模块装置的所有相反极（除了第一极和最后极）。所有其它电磁铁之间的吸力全部用于次级。这种配置的结果在置于次级的吸力区里电压和安培数都增加了，且能得到大量的电压和电流。我们的测试配置中，当提供220伏和7安培的输入时，用一个仅有两个初级和一个次级组成的单模块，我们得到大约630伏和20安培。下面所示的是一个个优选的、更强大的配置：
和
该系统可以最初从市电启动——通过一个“压接”开关，使电路工作，并在小于十分之一秒提供一个输入。如果用变压器的地方没有市电电源，则可用汽车电池和一个有着“纯正弦波”规格的、额定2,000瓦的直流逆变器启动电路。也许并没有很充分的理由，为什么启动逆变器不应该是一台更便宜的“模擬正弦波”装置。
警告：该电路能在低频产生600伏和大电流，如果运行时你触摸它，这会杀了你。不要尝试构建这个电路，除非你已经有过在高电压下工作的经历。该文档在任何情况下都是不能被当成是一种实际建造这种电路的鼓励，而这里所呈现的只是作为提供信息和教育的目的。
有志于开发这个电路图的人，在这个论坛讨论其进展：
第三章:静脉冲系统
拉马斯瓦米电力变压器
最近，印度的N·拉马斯瓦米（N.Ramaswami）先生完成了一台使用交流市电作为输入、且在目前具有600伏以上输出的变压器的设计。他热望免费分享信息，以使所有人都可以复制他的构造，由此，下面是细节。
总体布局是由数个绕在一个单一磁芯上的线圈组成，原型中的磁芯是通过在一个直径约为60毫米至100毫米之间的标准的塑料管内插入许多约6毫米直径的铁条构成的：
这个芯是用一大捆不绝缘的铁条做成的，而从一端看，这个管子看起来是这样的：
铁和钢有很大的差异，因为在经受过磁场后，移去磁场，钢则保持磁化，而铁不会。通常，铁件互相隔离，以防止“涡流”电流在各个铁件之间流动，但在这种情况下，有必要让铁条不隔离，因为性能已被证明用不隔离的铁条得到了改善。
线圈的绕制和定位方式非常重要。导线用的是4平方毫米的截面积，并用简单的配置，有八个线圈。这些线圈当中的两个是“四丝绕法”，这意味着它们是用四根隔离的导线，并排，以第一根导线的末端连接到第二根线的起始端，而第二根线的末端连接到第三根导线的始端，第三根导线的末端连接到第四根导线的始端。这种风格的线圈由尼古拉·特斯拉获得了专利，对于一个简单的螺旋形线圈具有非常不同的特点，因为特斯拉的配置在线圈里相邻的线匝之间有着大得多的电压差。在线路图中，线圈的始端通常和句点标记，以使连接方式清晰。一个四丝绕法的线圈可以画成这样：
所有这种结构的线圈都是向同一个方向绕制的，而其中两个为四丝绕法绕制。
开始，次级（输出）绕组的第一部分绕在芯的相对端上，如：
这里，第一初级绕组的第一部分显示为“S1”，而它是85到90匝的单层。第二初级绕组的第一层有着相同的匝数，显示为“S2”。图中的“N”和“S”表明电流流过绕组时产生的磁极。不过，你要意识到，由于输入为50赫兹的交流电，这些极性每秒翻转百余次。实际上，所示的两个绕组加上尚未显示的其它三个，构成了一个单一连续的次级绕组，即使在它们连接之前绕制，看起来也是五个独立的线圈。
当完成这两个最初的层，一个四丝绕法的线圈绕在它们每一个的顶部上，这里以“P1”和“P2”为标识：怎样完成这种绕组非常重要，且对变压器的性能具有重大影响。从左边看时，“P1”绕组在左端开始，而线匝顺时针绕制。通常，绕组用4芯电缆，并通过连接线1的末端到线2的始端、然后线2的末端到线3的始端、然后线3的末端到线4的始端来完成互相连接。这样做的简单的方法是绕组在完成时，在剪切前留一节4芯电缆。多出来的长应稍长于绕组的宽。然后剥离外蒙皮，留出一节芯线作为连接点:
标记为“A” 的线端将被连接到市电电源的火线侧，而标记为“B”的线端将被连接到市电电源的零线侧。这些连接是不是任意的，需要完全按规定进行。这个4芯电缆绕组是初级的“P1”部分：
这种初级绕组的“P2”部分是以相同的风格创建的，但实际上是相当不同的。它从芯的远端开始绕制，并向内向芯的中间进展。此时，从左手端看时，绕组的线匝是逆时针方向。以这种方式绕制初级是绝对必要的，并且连接到提供输入功率的市电（或电池供电的逆变器）时要小心。两个“A”线都可以连接到市电火线，而两个“B”线都可以连接到市电零线。确保这些连接是正确的，因为这是在设计中的性能的关键因素。
接着，这些双线并绕绕组把前两个次级绕组的最后一层绕在它们上面。这里它们标记为“S3”和“S4”：
接着，芯中央被卷制成与次级绕组“S5”的最后部分的深度相配。这是个单线圈，用一根线连续绕制，底部层从左到右绕，而接下来的一层绕在第一层的上面，由右至左卷绕，而第三层绕在第二顶的上面，由左向右绕：
次级连接安排如下所示。软铁芯用一些铁条构成，它占据了整个结构的长度，完全填充了中间部分，穿过一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端被附加的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管：
次级被连起来，如下所示。软铁芯由一些穿过整个构件的铁条构成，它们完全填充了中央的一节——贯穿了一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端用另外的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管。
次级被连起来，如下所示。软铁芯由一些穿过整个构件的铁条构成，它们完全填充了中央的一节——贯穿了一个2.5英寸（65毫米）直径的塑料管，12英寸（305毫米）长，两端用另外的软铁条包围，以在每一端填充4英寸（100毫米）直径的塑料管。
次级绕组的输出量得约为630伏，因此一个有着3∶1比率的降压变压器，在较大的电流下需要降低输出至220伏，因为220伏更方便些，有大量的现有设备是使用这种电压的。世界上有一部分（美国）是用110伏的，输出变压器约为6:1，得到大约110伏的交流输出。
由于红色的四丝绕法的线圈在电路图上显示时看起来非常像一个普通的螺旋线圈，做点解释民不要紧。四丝绕法线圈所有的线匝都是同向的，恰好与任何普通螺旋线圈一样。另外，电流流经四线绕法的线圈也均为同向，正如在普通的螺旋线圈里一样。最大的区别是导线的物理配置。普通的螺旋线圈，相邻匝之间的电压差很小，但四丝绕法线圈，线圈的每对相邻匝之间有一个较大的电压差。总的来说，造成线圈的电气特性的重要区别的是相邻匝之间的这个巨大的电压差。
初级绕组的互连非常简单，就像这样：
这种把初级（220伏输入）绕组完全包裹在次级绕组内的施工方法是为了从初级绕组获得最大的感应。这是一个相当不寻常的线圈配置，有着相当不错的性能。实际结构的横截面看起来就像这样：
这里展示了（红色）初级绕组是怎样完全被（蓝色的）次级绕组包裹的。红色输入线跨接220伏的市电，并汲取到7安培的电流。蓝色输出线有着大约600伏的输出电压。
于是用一层极薄的塑料、或用一层管道胶带封装全部绕组。然后，另外绕一个线圈从次极线圈捡拾能量。这个附加的绕组有自己的高速过的匝数，以产生由红色的初级线圈的输入使用的220伏。最后的线圈匝数少，看起来大致像这样：
这个配置可添加附加的初级和次级。这种配置的结果，除了中间的次级绕组，仅用在初级绕组里。这种布置还用了多模块装置的所有相反极（除了第一极和最后极）。所有其它电磁铁之间的吸力全部用于次级。这种配置的结果在置于次级的吸力区里电压和安培数都增加了，且能得到大量的电压和电流。我们的测试配置中，当提供220伏和7安培的输入时，用一个仅有两个初级和一个次级组成的单模块，我们得到大约630伏和20安培。下面所示的是一个个优选的、更强大的配置：
和
该系统可以最初从市电启动——通过一个“压接”开关，使电路工作，并在小于十分之一秒提供一个输入。如果用变压器的地方没有市电电源，则可用汽车电池和一个有着“纯正弦波”规格的、额定2,000瓦的直流逆变器启动电路。也许并没有很充分的理由，为什么启动逆变器不应该是一台更便宜的“模擬正弦波”装置。
警告：该电路能在低频产生600伏和大电流，如果运行时你触摸它，这会杀了你。不要尝试构建这个电路，除非你已经有过在高电压下工作的经历。该文档在任何情况下都是不能被当成是一种实际建造这种电路的鼓励，而这里所呈现的只是作为提供信息和教育的目的。
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