KROMP. Сетевые фильтры питания и не только

Здравствуй дорогой читатель, не важно кто ты, эксперт или простой обыватель, если тебе интересна тема hi fi аудио, в той или ной степени я постараюсь найти общий язык и изложить доступным способом свой опыт и идеи касающиеся темы фильтрации сетевого питания. Не полемики ради, лишь желание поделиться чем-то полезным. Спасибо.

Проблематика электропитания приборов

Все мы уже знаем, либо слышали не раз о важности качества питания hi fi техники. Безусловно, качеству питания аудио усилителей, проигрывателей, цифровых источников и т.д. всегда уделялось весомая роль при разработке. Ведь что такое звук из колонок? Собственно, это электрический сигнал, преобразованный в механическую энергию (колебания), в свою очередь этот сигнал, на выходе вашего усилителя/источника, рождается из электрического тока (энергии) системы питания. Будь то сеть переменного тока, блок питания или аккумуляторы, эта электроэнергия, попадая внутрь прибора и является первичным сырьем для производства звука или изображения на выходе. Подобно качеству воды при производстве пива.

Однако путь электрической энергии очень замысловатый, множество страданий и метаморфоз происходят с электрическим током внутри приборов (и я уже молчу про высокочастотные методы модуляции сигнала). Вот допустим, возьмем классический усилитель звука – сначала на входе питания мы понижаем сетевое напряжение через трансформатор, затем выпрямляем его и стабилизируем, затем подаем на полупроводниковые приборы, которые создают из постоянного тока сигнал переменной формы. При этом сигнал, как правило, еще очень слабый и нам вновь нужны каскады полупроводниковых усилителей чтобы больше раскачать наш переменный сигнал и т.п. Таким образом, вся электроника внутри работает на системе питания, которая предопределяет нюансы звучания. Поэтому, если внутри усилителя/источника существуют проблемы с системой питания – результат сразу же бросается в наши уши.

Как всё начиналось

Будучи студентом, имея собственную систему hi fi начального уровня, у меня, как и у многих эстетов звукового дела, время от времени появлялось стремление ее улучшать, изменять и дорабатывать. Во всех тонкостях я старался разобраться самостоятельно, благо образование инженера и желание в этом помогали. В 2013 году у меня появились первые идеи собственного фильтра питания, усилителя, колонок и ЦАПа – линейки аппаратов чтобы полностью создать концепцию своего звука, близкого мне по душе. Так родилась концепция авторского бренда KROMP.
лого

Можно спросить себя – зачем усложнять жизнь и придумывать что-то новое, если существует уже тонны разнообразной техники, но с другой стороны – выбрать подходящий аппарат или связку аппаратов, это тоже как путешествие в бесконечность, можно плавать не останавливаясь. Однако от идеи создавать свои усилители и ЦАПы я отказался в дальнейшем (некоторые прототипы всё же были сделаны), остановившись только на фильтрах питания и акустических системах, так как посчитал что каждому нужно заниматься своим делом. Существует огромное количество талантливых разработчиков и хороших схем, которые трудно перепрыгнуть. Всё-таки надо беречь своё время и силы.
В 2015-2017 годах я экспериментировал с акустикой, создавая различные проекты как домашнего, так и сценического исполнений. Спросите почему сценическое? Одно время я плотно работал со сценическим профессиональным оборудованием, в частности ремонтировал его. И знаете – мне порой было искренне жаль, что подача и концепция звука на сцене сильно отличалась от такового в комнате аудиофила. Приятный тонкий вокал или хороший мягкий бас на сцене — это большая редкость. Вместо этого – скрип голосовых связок и анаболический бас от профессиональных сабвуферов. А ведь так хочется качественный звук, хотя бы на небольшой сцене, которую слушают пускай даже 30 человек. Мне приносит это больше удовлетворения, чем работа над инсталляцией для одного-двух слушателей.

Проект KROMP KROKER HOME (2016) – двухполосная полочная система с щелевым фазоинвертором, включающая в себя многослойный массивный корпус и концепцию минимального межосевого расстояния. В погоне за взрослым звуком и достойным внешним видом была проработана моя первая домашняя акустическая система. Слегка тёмная подача звука с быстрой серединой. Динамики Visaton. 60Вт RMS.
К сожалению, не удалось найти фото самой акустики, остались лишь проекты. Также существует модель KROKER STUDIO с упрощенным внешним видом и более ровной АЧХ.

Проект KROMP TERRORDOME 12” (2018) – трёхполосная пассивная сценическая система в деревянном корпусе с полноценным фильтром. Два фазоинвертора, мощный 12” басовик с резиновым подвесом, 80Вт средник и две большие купольные пищалки – чтобы соответствовать мощности. Получился довольно мягкий четкий звук на средней громкости, который сразу вызывал уважение. Однако имея невысокую чувствительность, система немного проигрывала фирменным собратьям по максимальным уровням громкости. Было собрано несколько комплектов, в основном для частных банкетных залов и мини кинотеатров. Динамики – какие-то версии Alphard, какие-то версии Beyma. 300Вт RMS.

Пару лет я был оторван от темы большого аудио и полностью переключился на портатив. Занимался модом hi fi плееров, писал статьи и разрабатывал несложные усилители для наушников. Тогда меня затянул процесс перебирания различных завязок портативных наушников и плееров, эксперименты с операционными усилителями и дискретными схемами. Словом, это как еще один мир внутри hi fi вселенной.
https://drive.google.com/file/d/1zUJeYXqNRRw0PPjCV0lhNH1BODl8ayBJ/view
FIIO X5 Ultimate MOD rev.03

Принцип разработки

Перед тем как начать разработку какого-либо устройства, я, как правило, никогда не тороплюсь. Скорее даже мне больше присущ элемент ленивого анализа и мысленного полёта. Я читаю и разбираюсь сначала во всех известных методах и компонентах, затем пытаюсь анализировать их целесообразность применения и приступаю к эксперименту. Это повторяется вновь и вновь, иногда откатываясь к исходным позициям, если новая модель оказывалась хуже предыдущей, что конечно огорчало меня, но не останавливало. Шаг за шагом я проложил маленькую шаткую дорожку в своей научной вселенной, которая потихоньку ведет меня к лучшим результатам. Я убедился, что даже самые каменные теории иногда дают трещину и расстраивают своим результатом на практике, и наоборот самые неожиданные эксперименты порой оказываются лишь результатом моих ярких вымыслов и с помощью теории я нахожу новые объяснения.

Что же первостепенно? Анализ проблем в электросети дает стратегию на построение конструкции и схематики фильтра. Синфазные и дифференциальные помехи, электромагнитные наводки, перенапряжения и т.д. – все эти проблемы уже имеют сформированные пути решения. Комбинация и баланс этих решений и составляет основную часть разработки.

Существуют два принципиальных подхода в инженерии:

  • Расширенный просчет, после подтверждение практикой и корректировка результата
  • И наоборот, вначале голимая практика и опыт применения, а затем проверка расчетами

На своем пути я применяю оба подхода в зависимости от ситуации: где-то нарабатываю экспериментально – разбираю/разламываю комплектующие и материалы, испытываю на прочность, нагрев, изучаю состав и конструкцию; где-то произвожу сначала несколько этапов простых расчетов, а затем уже покупаю комплектующие и делаю эксперимент.

Если нужно применять предохранители – я читаю и изучаю предохранители. Покупаю, разбираю, нагреваю, замеряю скорость срабатывания и переходные сопротивления. Если хочу использовать конденсаторы – я читаю про все виды конденсаторов, их конструкции и свойства. Покупаю, разбираю, разматываю, нагреваю, пробиваю высоким напряжением, замеряю токи утечки, графики импульсной энергии dI/dt. И так касаемо каждого элемента моего фильтра питания – каждый был разобран и расчленен перед тем как поспасть в схему.

Каждый раз из груды кирпичей я пытаюсь выбирать самый крепкий. Я стараюсь применять принцип избыточности во всем. Это выражается в расчетах сечения проводников, расчетах толщины диэлектрика, зазорах, номиналах компонентов и т.д. На данный момент я разработал с десяток моделей фильтров питания и с два десятка ревизий схем. Каждый раз оставаясь неудовлетворенным тем или иным аспектом я пробую новые схемы и идеи.

При разработке нужно всегда проверять результат экспериментом. Смоделировав импульсную характеристику фильтра, прогнав ее через модель питания транзистора – мы не всегда получим аналогичный результат при живом прослушивании. Поэтому прослушивание является самым последним и важным экзаменом вашего творения. Как показывает практика, человек – это самый капризный и чувствительный прибор одновременно. Он может чутко различать разницу в узком диапазоне частот, в то время, не ощущать другие изменения. Это зависит от того насколько узко человек сфокусировался на определенной задаче. Здесь также имеет место и психосоматика, что также учитывается при анализе результатов прослушивания.

Фильтры питания KROMP

Когда я только столкнулся с задачей фильтрации напряжения для меня она выглядела довольно банально как для инженера, потому как схемы и принципы были уже давно изложены и казались простыми. Первый свой аппарат я разработал в виде трехуровневого LC-фильтра с одной розеткой (на фото KROMP rev. B01).


KROMP rev. B01 (2013)

Первый опыт и сразу в бой – нарисовал длинную схему фильтрации, дабы создать длинный путь для помехи, а номиналы компонентов и сечения проводников наоборот выбрал в аккурат номиналам, исходя из денежной экономики. Всё довольно просто и банально, ну и как многие уже могут догадаться эффект от такого фильтра был не самый удачный. Тогда еще я не воспринимал всех страданий аудиофилов.
Я посчитал нужным разобраться в чем же дело, и более подробно изучить тему. Тем более, что я уже читал некоторые книги и статьи по фильтрам питания/фильтрам НЧ. Перелопатив бумажные материалы и изучив конструкции с четыре десятка фильтров, меня настолько удивил и взволновал неоднозначный подход многих производителей, что я приступил к собственным экспериментам. Будучи инженером по проектированию быстродействующих выключателей, я в первую очередь экспериментировал с перенапряжением и токовой защитой. При этом, работая с конечным качеством звучания, я уделял внимание компонентам фильтра и принципу избыточности. Так я разбил задачу на два главных направления – комплексная защита оборудования и фильтрация питания нацеленная на hi fi аппаратуру.
Вскоре получился второй аппарат (на фото KROMP rev. A03), где я уменьшил длину фильтрации до одного LC звена, заложил коэффициент запаса 1,5+ по электрическим параметрам и использовал автоматический выключатель вопреки предохранителям. Аппарат был довольно маленьким и неказистым, так как я собирал и фантазировал с дизайном из того что было под рукой. Однако в этот раз результат влияния на звук меня уже порадовал, и я решил, что необходимо двигаться дальше.


KROMP rev. A03 (2014)

Данные вариации схем и модели я собирал в течение года. В основном, участвуя в создании домашних инсталляций, я предлагал свои простые фильтры, схематику которых я неплохо отточил. Результатом стал более взрослый фильтр-протектор KROMP FP-104 (rev. B10), который содержал более комплексную защиту и неплохой уровень фильтрации. Именно в этой версии я выработал концепцию, которая применяется до сих пор. Здесь я стал применять собственные катушки индуктивности и два звена LC-фильтра. Было собрано около 6 шт.


Первая версия KROMP FP-104 (rev. B10) (2015)

После серии довольно бюджетных фильтров, появилось желание сделать что-то хоть немного посимпатичнее. Так появилась первая экспортная модель KROMP FP-105 (rev. B14) полностью заводского исполнения. Корпуса, ножки и платы были заказаны на маленьком китайском заводе. Вновь применялись две линии питания и две розетки, также выработался основной набор функций фильтров KROMP. Здесь мне окончательно полюбилась тема тумблеров в качестве панельных замыкателей, ну и аналоговый вольтметр, без него уже совсем неинтересно. Было собрано всего 2шт, один фильтр используется на студии звукозаписи, второй был успешно продан на ebay.


KROMP FP-105 (rev. B14) (2018)

Потихоньку, потихоньку – пришла концепция взрослого устройства с новым дизайном. Концепция фильтра представляла собой ловушку для «потусторонней нечисти» из сети (KROMP FP-106 GHOSTBUSTER). Полностью фрезерованный алюминиевый корпус. На лицевой панели я разместил уже знакомый круглый вольтметр, который я подсветил мягкой ламповой подсветкой, и тумблеры по бокам. Момент включения прибора – коммутация большого контактора с характерным щелчком, показывающий как бы всю серьезность аппарата. Полная документация согласно ЕСКД от электрических схем до сборочных единиц.
Довольно тяжелые 2020, 2021 годы затормозили творческий процесс, поэтому я с трудом осилил 4шт. к сборке, два из которых были проданы на ebay.


KROMP FP-106 GHOSTBUSTER (rev. B15/B16) (2019/2021)

Потусторонние миры

На самом деле тема электропитания намного глубже, чем ее видят многие любители и инженеры. Проблематика усыпана многими нестыковками и устаревшими шаблонами. Здесь я попробую прояснить, что же я имею ввиду. В науке существуют области неизученного, причем научное сообщество это особо не скрывает. Природа электричества и электромагнитных полей в полной мере не понятна человечеству на данный момент. Профессор МЭИ кафедры «Электромеханика» Игорь Копылов говорил примерно следующее – мы умеем проектировать и конструировать сложные электромагнитные системы и машины, однако мы не знаем достоверно что такое ток и как он образуется. Сегодня мы не можем дать чёткого понятия что такое электрическая энергия.

Академик Зельдович Я.Б. писал: «При взрыве урана и плутония используется меньше 0,1% энергии вещества – дерзайте и добивайтесь десятков процентов…»

Это говорит от том, что сегодня теории об элементарных частицах, полях и волнах – не являются полноценными, и также разрознены между собой. С помощью классической и квантовой физики мы не можем ответить на многие фундаментальные вопросы. Физика во многих случаях объясняется только лишь математикой, а не самой физикой как оно и должно быть. В школе вам конечно же объяснят, что такое ток и как он протекает, и какие формулы нужно применять, однако умные дядьки в реальности понимают, что этих объяснений порой недостаточно.

Одно время я тесно общался с учеными и энтузиастами по изучению новых научных теорий. Говоря о значимости электромагнитных полей хочется сразу же вспомнить эффект Бифельда-Брауна, который, забегая вперед, до сих пор не имеет полностью доказанной трактовки. Есть варианты объяснений, содержащие такие понятия как «ионный ветер» или «крайне несимметричный конденсатор», однако полного объяснения процесса они не дают. Нет четкого понимания откуда возникает полная энергия для работы, какие же такие поля воздействуют, почему так быстро объект может менять положение и т.п.

Еще один интересный эффект из области физики – эффект Джанибекова. Железных объяснений и полного понимания данного эффекта на данный момент также не существует. Будучи процессом из области механики и динамики, здесь также не обходиться без теорий из области полей, которые каким-то образом могут влиять на физику объекта. Есть предположения и теории основанные на понятиях «вектор напряженности» и «вихревые токи гравипотенциалов». Однако если мы начинаем рассматривать процесс с точки зрения классического закона сохранения энергии, здесь также возникают весомые вопросы. Существуют куча формул, а математических интерпретаций этого эффекта, но мы по-прежнему не знаем всех видов энергий, которые могут действовать на объект, поэтому базовый принцип процесса не раскрыт.

Процесс передачи и возникновения электроэнергии до конца не изучен, и те методы питания, которые мы используем при разработке приборов не является полностью эффективными. Проблема передачи сигнала и энергии в hi fi аппаратуре остается пограничной линией между аудиофилами и инженерами.

О, этот дивный ток!

Как вы уже понимаете, процессы в электричестве довольно сложные и загадочные. Как ни странно, мы работаем лишь с током и напряжением, когда говорим о сигнале в проводнике, пренебрегая какими-либо полями и элементарными частицами. Ведь эти параметры мы умеем измерять, воспроизводить и оперируем ими как основа!

А что же с параметрами проводников? Индуктивность, проводимость, емкость – есть не только у твердых тел. Это все существует и у атмосферы и других сложных систем. То есть нельзя рассматривать движение электричества только лишь по проводникам. Весь мир является единым целым, единым океаном из потока электричества и динамических зарядов. Весь мир – это единый проводник с разными областями проводимости, по которому не останавливаясь истекают потоки. Неравномерность электрической проводимости как раз и выражается в форме разных твердых тел, газов и жидкостей.

Такая теория электрического мира существует уже давно, например, кандидат наук Рыбников Ю.С излагал, что твёрдые тела, атмосфера, вода, огонь, ток и т.д. – это всё есть заряды, сформированные в структуры определенным образом. А процессы механического трения и старения – это всё процессы электрического обмена. Также академик в области космонавтики Шабетник В.Д. излагал схожую концепцию в книге «Фрактальная физика»:

«Фундаментом мироздания является электрический заряд, а масса – продукт образования его носителями (электронами, кварками, протонами и т. д.) геометрических форм всех физических объектов.»

Немного от философии к практике. Ток не течет лишь по кратчайшему пути, как нас учат в школе. Конечно основной поток формируется именно так, но существуют небольшие нюансы. При неидеальных условиях проводимости, что мы характеризуем как «высокое сопротивление» или «индуктивность», ток распадается и формирует слои в основном потоке, образует завихрения и различные пути утечки с разной скоростью динамики. Ток способен протекать в любом доступном ему направлении, особенно это проявляется на высокой частоте. Да, основной поток электричества мы умеем контролировать и измерять, в идеальных условиях.


Рисунок 1 - Тепловая картина протекания тока. Как мы видим в местах худшей проводимости, области проводника начинают выделять тепло. Эти места как раз и можно идентифицировать как места торможения и разворота тока.

Однако возьмем высокочастотный ток (к примеру, 200 килогерц) по проводнику и электрической схеме, и здесь его поведение и направление мы не всегда можем предугадать. Начинают работать колебательные переходные процессы и скин-эффекты. Высокая частота использует эффективнее маленькие габариты индукторов и способна нести в себе больше энергии. Но увеличив частоту до гигагерц мы вообще не сможем передать ток по твердому проводнику дальше чем на сантиметры, получив банальный нагрев проводника, зато можно транслировать такой сигнал через поле. Чем больше частота тока, тем всё больше стремление энергии оторваться от твёрдого проводника в другую среду, как бы всё больше приоткрывая путь для перехода между разными мирами. Это тот момент, когда природа электричества совершает переход из одного состояния в другое, чем выше частота, тем больше взаимодействие.

Так что же делать с питанием

Борьба с проблемами электропитания в потребительских приборах, как правило, использует методы 100 летней давности, которые морально устарели. Сейчас попытаюсь объяснить. Практически все потребительские приборы работают от сетевого напряжения переменного тока, но при этом все они в дальнейшем преобразовывают его в невысокое напряжение постоянного тока. Собственно, и работу с качеством питания эффективнее и проще производить уже в этом месте – на вторичной стороне питания. Однако до сих пор мы работаем с подавлением помех и фильтрацией именно сетевого напряжения. В этом и заключается устаревший подход. На данный момент все фильтры питания работают в рамках этого подхода. С одной стороны – это уменьшает эффективность самой фильтрации и, иногда, ухудшает качество звучания hi fi аппаратуры. С другой стороны – это порой единственное действенное решение для пользователя, без необходимости лезть в свой аппарат и переделывать его.

Все методы и аппараты по улучшению питания можно разбить на 4 типа:

  • LC фильтры (фильтры НЧ)
  • фильтры на основе магнитного резонанса (электронный парамагнитный резонанс)
  • регенераторы питания (они же источники питания с двойным преобразованием AC-DC-AC)
  • машины-генераторы, в том числе двигатель-генераторы

LC фильтры

И так LC фильтр - это классический Г-образный фильтр НЧ, его несложно изучить и собрать. С ростом частоты индуктивность увеличивает сопротивляемость цепи последовательно, а емкость – наоборот улучшает проводимость на землю. Таким образом фильтр эффективно гасит паразитные напряжения высокой частоты. Куда деваются эти паразитные шумы? Происходит рассеяние сигнала высокой (нежелаемой) частоты в тепловую энергию, либо перенаправление его в другую сторону от аппарата по пути меньшего сопротивления. Данный метод в той или иной степени можно спрогнозировать и просчитать результат.

А что же с минусами? Индуктивность и емкость – это составляющие, которые влияют на реактивность цепи, тем самым смещая по углу характеристики du/dt и di/dt, что в следствии ухудшает импульсную характеристику системы питания (при её неизбыточности), так как ток, не успевая за напряжением, либо ограничивает потребление энергии, либо вносит временной сдвиг импульса. Если взять для примера только усилительный тракт, то действительно ухудшенная импульсная характеристика di/dt даёт меньшее насыщение перехода и меньшую отдачу на пиках.

С другой стороны переходные процессы и пики могут быть насыщены паразитными шумами, которые появляются прямо из сети, проходят через транзисторы (или другие полупроводниковые приборы) и вылетают на динамики. Лишний шум в питании, даже если его не слышно, всё равно косвенно влияет на поведение транзисторных каскадов, ухудшая пропускную способность, эффективность и внося искажения в остальной тракт. Здесь как раз LC-фильтр проявляет себя с лучшей стороны.

Для оценки импульсных свойств фильтра я использую эксперименты с созданием искрения и воспламенения газа. В специальный объём я помещаю электроды и заполняю воспламеняющейся газовой смесью. Через LC-фильтр я пропускаю низкое напряжение, и смотрю на яркость искры и скорость горения газа через высокоскоростную видеосъёмку.

Нужен баланс между глубиной фильтра, размерами индуктора и конденсатора, а также материалами диэлектрика.
https://drive.google.com/file/d/1SveMrz0SG6S2Oz1aCdaOFDDp_8DsAvfn/view
Эксперимент со скоростью горения

Фильтры на основе магнитного резонанса

Внимание! Тема (электро)магнитного резонанса содержит неизученную природу электричества. Это лишь моя интерпретация процесса!

Фильтры на основе магнитного резонанса (в частности электронного парамагнитного резонанса) работают с окружающим материалом посредством поля и, в следствии, оказывают влияние на электрические заряды в проводнике. В классическом понимании электронный парамагнитный резонанс – это обмен магнитными связями с последующим перестроении электрических структур. Эти структуры называются домены, они могут приобретать свойства намагниченности, которые им передает источник излучения.

При этом, что именно прибывает и убывает всё же достоверно непонятно. Опять же влияние такого фильтра на электропитание либо незначительное, потому что мы не видим приборами каких-либо значимых изменений тока и напряжения в проводниках, либо оно проходит в других плоскостях электрического мира, где мы не фиксируем этот процесс. Мы можем измерять напряженности полей, рисовать направленность напряженностей, измерять частотные характеристики, однако это не дает нам понимания как именно происходит переход от одного вида энергии в другой, мы только регистрируем следствие этих процессов (и то возможно лишь часть процессов).

Из минусов выделяться отсутствие однозначной мат. части – невозможно просчитать или спрогнозировать даже частично. Так же данный фильтр не работает с электрическим сигналом напрямую – вследствие не происходит фильтрация шумов в проводнике.

Одним из представителей таких фильтров является Shunyata Hydra DPC-6. Существуют патенты, принадлежащие этой фирме, однако какой-либо конкретики проливающие свет там не содержится. Также поверхностно тема таких фильтров затронута у товарища @felix. В данном видео я в той или иной степени согласен с автором, хотя не являюсь яростным поклонником его изобретений.

Частный случай LC-фильтра и магниторезонансного фильтра – это разделительный трансформатор. Он одновременно содержит плюсы и минусы обоих методов. Большая индуктивность и магнитопровод трансформатора заставляют его накапливать энергию кратковременно, что к примеру, слегка изменяет характер звучания усилителей по причине незначительного изменения режима работы полупроводниковых приборов. Накопленная энергия облегчает работу полупроводников и обеспечивает чуть более затяжной спад характеристики di/dt в системы питания.

Регенераторы питания

Регенератор по сути представляет собой аппарат с двойным преобразованием AC-DC-AC. Когда сетевое напряжение выпрямляется и затем вновь воссоздаётся путем модуляции полупроводниковых приборов (на высокой частоте). Реальным применением для регенераторов является очень точное измерительное оборудование в лабораториях и медицинских центрах. Из плюсов мы имеем довольно стабильные выходные характеристики и небольшой разброс выходного напряжения.

Минусы конечно тоже есть, и на мой взгляд они существенны для hi fi. К примеру, ток короткого замыкания (она же импульсная составляющая) очень ограничен в виду ограниченной выходной мощности полупроводниковых приборов. Сам по себе такой прибор, к тому же, является источником помех обратно в сеть (они не всегда высокого уровня, однако они есть). В целом процесс проектирования и сборки таких аппаратов, как вы можете догадаться, адски трудоёмок, поэтому стоимость hi fi регенератора самая высокая среди других методов.

В целом я не сторонник данного метода и скептически отношусь к регенераторам. Иными словами, регенератор – это ре-генерирование электрической энергии из плотного шума, с последующим его очищением.

Двигатель-генераторы

Система двигатель-генератор, в теории, самый эффективный вариант по борьбе с плохим электропитанием. Трехфазный двигатель вращается сетевым напряжением, при этом на его вал нагружается трехфазный генератор, который воспроизводит новую форму синуса. Тем самым мы полностью развязываемся от исходной системы питания и генерируем практически чистый синус (в зависимости от конструкции и качества генератора может понадобится немного LC фильтрации на выходе). Хорошая «здоровая» форма синуса и является основным плюсом такой системы. При этом можно решить еще одну проблему – проблему заземления. Можно создать свою систему заземления вокруг генератора. Импульсная характеристика на выходе генератора, при запасе мощности, практически аналогична исходной сети. Как показывает практика генератор от 10кВт показывает хорошие результаты, при этом можно запитать вообще все приборы и освещение.

И конечно самое главное – минусы: большие габариты установки, шум, вибрации, необходимость в плановом обслуживании. По сути, применение системы двигатель-генератор ограничивается отдельным помещением (сараем), либо в подвале частного дома.

В целом мне, как инженеру, этот метод нравится больше всего. Стоимость данной системы меньше чем у регенераторов, при этом значимость и эффект на мой взгляд лучше. На практике только единицы людей согласны применяют такую систему, в первую очередь кончено из-за неудобств, которые я уже описал, а также просто из-за недостаточности знаний.

Outro

Пройдя путь от студента до инженера, я стараюсь отражать жизненный опыт и эмоции через свои изделия. Путь местами был нелегкий, но интересный. За время своей работы я успел побывать в шкуре менеджера по продаже электрооборудования, морщил лоб в качестве инженера по разработке быстродействующих включателей, отдувался за старшего инженера по ремонту аудио-видео оборудования, замерзал инженером САУ ТП на объектах нефте-газовых станций, проводил подрывы будучи старшим инженером-испытателем промышленного и взрывобезопасного оборудования, и даже побывал преподавателем робототехники для детей.

Интересные идеи приходят от интересных людей. По возможности я стараюсь общаться с разными интересными людьми и инженерами, в том числе побывав на зарубежных заводах. Процесс познания и создания иногда является непрерывным аспектом нашей жизни, неважно что вы создаете и познаёте. За свой путь инженера я безвозмездно вложил на разработки своих проектов до 300К деревянных, включая покупку новых приборов, инструмента и материалов. Я понимаю, что это лишь капля для достижения высоких результатов, которых постигают большие коллективы и большое финансирование, однако само желание делать что-то интересное заставляет меня не останавливаться.

Спасибо DASTEREO за туры моих фильтров питания. Вы можете ознакомиться ними ниже по ссылкам.

20 симпатий

Павел, спасибо за то, что поделились!
Особо мне лично импонирует упоминания принципа избыточности, сам многократно убеждался, как это работает в аудио, когда отрицательное воздействие фильтрации на звук с ростом избыточности (например, я использую пром. фильтры 2х80А) исчезает, а плюсы остаются.
В этом же недавно убедился, используя РТ.
Ну и в целом очень симпатичен Ваш подход объединения практики и философии в конкретном продукте, редкость в наше время диванных теоретиков.

4 симпатии