На симпозиуме имени Тесла в 1996 году Дональд Смит в первый раз рассказал немного об этом генераторе. Эта модель отличается от прочих тем, что работает на промышленной частоте 60 герц. Заметную тяжесть ей придают трансформатор весом более 20 кг, а также высоковольтные конденсаторы.

Фото генератора.

Питание подается от аккумулятора с напряжением 12 вольт емкостью 7 Ампер-часов на автомобильный инвертор номинальной мощностью 240 Ватт, который преобразует постоянное напряжение в 120 вольт переменного напряжения с частотой 60 Герц. К инвертору подключен специальный диммер, который регулирует уровень напряжения, подаваемого на вход высоковольтного трансформатора для неоновых вывесок. Трансформатор номинальной мощностью 450 ВА поднимает напряжение до 15000 вольт. В то же время, выходное напряжение этого трансформатора может быть снижено, благодаря регулятору (диммеру) на входе. Выходная обмотка трансформатора имеет центральный вывод, который должен быть надежно заземлен. Высоковольтные выводы подключены к выпрямительным диодам, рассчитанным на 200А каждый по схеме двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Диоды установлены на радиаторы. Через диоды заряжаются конденсаторы.

Трансформатор

 

н

Аналогичный трансформатор для неоновых вывесок с выходной обмоткой 2х7500 вольт.

Трансформаторы, подобные тому, который Дональд применил в этой установке, используются для питания неоновых вывесок, где необходимо высокое напряжение. Особенность конкретно этого трансформатора в том, что его вторичная обмотка высокого напряжения имеет центральный отвод для защитного заземления. Высоковольтные выводы расположены на больших изоляторах по разным сторонам корпуса. При использовании с неоновыми лампами, применяется переменное напряжение в 15000 вольт, однако, в своей установке Дональд Смит подключает трансформатор к схеме двухполупериодного выпрямителя со средней точкой, где в каждый полупериод работает лишь одна половина обмотки. Так напряжение снижается примерно в 2 раза и составляет примерно 7500 вольт.

Диоды

 

Силовые диоды для монтажа на охладитель.

 

Силовые диоды для низкочастотных цепей, способные работать с высоким значением силы тока, выпускаются в специальных корпусах для монтажа на охладитель. Примером таких корпусов могут служить: DO-203AB (DO-5), DO-205AA (DO-8). Подобные диоды использованы в этой установке.

Фото генератора со стороны силовых диодов на радиаторах.

 

Конденсаторы

 

Конденсаторы, выпускаемые фирмой Westinghouse

 

В качестве выходных конденсаторов здесь применены силовые самовосстанавливающиеся конденсаторы для цепей трехфазного переменного тока. Эти конденсаторы произведены фирмой Westinghouse в Финляндии. Они применяются для компенсации реактивной мощности. Каждый такой конденсатор представляет сборку из трех, соединенных в треугольник конденсаторов. Как можно видеть, контактные выводы закрыты в специальной изолированной части с крышкой. Эта часть может быть снята, что и предпринял Дональд Смит для соединения двух таких конденсаторов в батарею. Между выводами расположены разрядные резисторы. Конденсаторы этого типоразмера выпускаются с различными значениями реактивной мощности вплоть до 15Квар. На фото устройства Смита видны таблички с техническими данными примененных конденсаторов, обрезанные сверху, но сами технические данные на фото не читаются.

Конденсаторы, примененные в генераторе Дональдом Смитом.

Известно, что максимальное пиковое напряжение для диэлектрика этих конденсаторов составляет 15 Киловольт, они могут работать нормально под напряжением до 5 Киловольт, и рассчитаны на номинальное рабочее напряжение при компенсации в 480 вольт. Технология изготовления этих конденсаторов допускает восстановление диэлектрика в случае его пробоя. Допустим, система работает при напряжении 5000 вольт и токе в 6 ампер (30КВА).

Конденсатор на 5Квар.

Емкость между выводами у стандартного конденсатора DRI-VAR на 5Квар:

C = Q/2*pi*f*U² = 5000/(6,28*60*480*480) = 57,59 мкф

Пульсация напряжения при токе в 6А на двух таких конденсаторах за 1/240 секунды,

то есть за четверть периода при 60герц составит:

I = C(Δ U) /Δ t отсюда Δ U = I* Δ t /C = (6*1/240) /0,00011518 = 217 вольт. (4,34% от 5000в)

Для конденсаторов на 10Квар:

C = Q/2*pi*f*U² = 10000/(6,28*60*480*480) = 115,18 мкф

Δ U = I* Δ t /C = (6*1/240) /0,00023036 = 108,52 вольта. (2,17% от 5000в)

Для 15Квар:

С = 173 мкф , Δ U = 72,25 в. (1,4% от 5000в)

 

Заземление

 

Большое значение имеет заземление, которое обеспечивает устройству нужный режим работы. По словам Смита, именно земля является источником большого количества электрической энергии, которую и преобразуют это и другие его устройства.