Осцилатор - принцип рада, врсте, примена

Осцилаторни систем се назива осцилатор. То јест, осцилатори су системи у којима се периодично понавља неки променљиви индикатор или неколико индикатора. Иста реч "осцилатор" потиче од латинског "осцилло" - замах.

Осцилатори играју важну улогу у физици и технологији јер се скоро сваки линеарни физички систем може описати као осцилатор. Примери најједноставнијих осцилатора су осцилационо коло и клатно. Електрични осцилатори претварају једносмерну струју у наизменичну и стварају осцилације на потребној фреквенцији помоћу контролног кола.

На примеру осцилаторног кола које се састоји од намотаја индуктивности Л и кондензатора капацитивности Ц, могуће је описати основни процес рада електричног осцилатора. Напуњени кондензатор, одмах након повезивања његових терминала са калемом, почиње да се празни кроз њега, док се енергија електричног поља кондензатора постепено претвара у енергију електромагнетног поља завојнице.

Када је кондензатор потпуно испражњен, сва његова енергија ће отићи у енергију завојнице, онда ће наелектрисање наставити да се креће кроз калем и допуни кондензатор у супротном поларитету него што је било у почетку.

Такође, кондензатор ће поново почети да се празни кроз калем, али у супротном смеру, итд. — сваки период осциловања у колу, процес ће се понављати све док осцилације не нестану услед дисипације енергије на отпору намотаја жице и у диелектрику кондензатора.

На овај или онај начин, осцилаторно коло у овом примеру је најједноставнији осцилатор, јер се у њему периодично мењају следећи индикатори: наелектрисање у кондензатору, разлика потенцијала између плоча кондензатора, јачина електричног поља у кондензатору. диелектрик кондензатора, струја кроз калем и магнетна индукција калема. У овом случају долази до слободних осцилација пригушења.

Да би осцилаторне осцилације постале непригушене, потребно је допунити распршену електричну енергију. Истовремено, да би се одржала константна амплитуда осцилација у колу, потребно је контролисати долазну електричну енергију тако да се амплитуда не смањује испод и не повећава изнад задате вредности. Да би се постигао овај циљ, у коло се уводи повратна спрега.

На овај начин осцилатор постаје појачавачко коло са позитивном повратном спрегом, где се излазни сигнал делимично доводи до активног елемента управљачког кола, услед чега се у колу одржавају континуиране синусоидне осцилације константне амплитуде и фреквенције.Односно, синусоидни осцилатори раде због протока енергије од активних елемената ка пасивним, уз подршку процеса из повратне спреге. Вибрације имају благо променљив облик.

Осцилатори су:

• са позитивним или негативним повратним информацијама;

• са синусоидним, троугластим, тестерастим, правоугаоним таласним обликом; ниске фреквенције, радио фреквенције, високе фреквенције итд.;

• РЦ, ЛЦ — осцилатори, кристални осцилатори (кварц);

• осцилатори константне, променљиве или подесиве фреквенције.

Осцилатор (генератор) Ројер

За претварање константног напона у правоугаоне импулсе или за добијање електромагнетних осцилација за неку другу сврху можете користити Ројер трансформаторски осцилатор или Ројер генератор... Овај уређај укључује пар биполарних транзистора ВТ1 и ВТ2, пар отпорника Р1 и Р2, пар кондензатора Ц1 и Ц2 такође засићено магнетно коло са калемовима — трансформатор Т.

Транзистори раде у кључном режиму, а засићено магнетно коло омогућава позитивну повратну спрегу и, ако је потребно, галвански изолује секундарни намотај од примарне петље.

У почетном тренутку времена, када је напајање укључено, мале колекторске струје почињу да теку кроз транзисторе од извора Уп. Један од транзистора ће се отворити раније (нека ВТ1), а магнетни флукс који прелази намотаје ће се повећати и истовремено ће се повећати ЕМФ индукована у намотајима. ЕМФ у основним намотајима 1 и 4 ће бити такав да ће се отворити транзистор који је први почео да се отвара (ВТ1), а затвориће се транзистор са нижом стартном струјом (ВТ2).

Струја колектора транзистора ВТ1 и магнетни флукс у магнетном колу наставиће да се повећавају до засићења магнетног кола, а у тренутку засићења ЕМФ у намотајима ће се окренути на нулу. Струја колектора ВТ1 ће почети да се смањује, магнетни флукс ће се смањити.

Поларитет ЕМФ индукованог у намотајима ће се обрнути и пошто су основни намотаји симетрични, транзистор ВТ1 почиње да се затвара, а ВТ2 почиње да се отвара.

Струја колектора транзистора ВТ2 ће почети да расте све док се повећање магнетног флукса не заустави (сада у супротном смеру), а када се ЕМФ у намотајима врати на нулу, струја колектора ВТ2 почиње да се смањује, магнетни флукс се смањује, ЕМФ мења поларитет. Транзистор ВТ2 ће се затворити, ВТ1 ће се отворити и процес ће се наставити циклично понављати.

Фреквенција осцилација Ројеровог генератора повезана је са параметрима извора напајања и карактеристикама магнетног кола према следећој формули:

Уп — напон напајања; ω је број завоја сваког намотаја колектора; С је површина попречног пресека магнетног кола у квадратних цм; Бн — индукција засићења језгра.

Пошто ће у процесу засићења магнетног кола ЕМФ у намотајима трансформатора бити константан, онда ће у присуству секундарног намотаја, са оптерећењем повезаним на њега, ЕМФ имати облик правоугаоних импулса. Отпорници у основним круговима транзистора стабилизују рад претварача, а кондензатори помажу у побољшању облика излазног напона.

Роиер осцилатори могу да раде на фреквенцијама од јединица до стотина килохерца, у зависности од магнетних особина језгра у Т трансформатору.

Осцилатори за заваривање

Да би се олакшало паљење лука заваривања и одржала његова стабилност, користе се осцилатори за заваривање. Осцилатор за заваривање је високофреквентни генератор пренапона дизајниран да ради са конвенционалним АЦ или ДЦ изворима напајања…. Реч је о пригушеном осцилационом генератору варница на бази ЛФ појачаног трансформатора са секундарним напоном од 2 до 3 кВ.

Поред трансформатора, коло садржи граничник, осцилационо коло, спојнице и кондензатор за блокирање. Захваљујући осцилаторном колу, као главној компоненти, ради високофреквентни трансформатор.

Високофреквентне вибрације пролазе кроз високофреквентни трансформатор и високофреквентни напон се примењује кроз лучни зазор. Бајпас кондензатор спречава заобилажење извора струје лука. Пригушница је такође укључена у круг заваривања за поуздану изолацију завојнице осцилатора од ВФ струја.

Са снагом до 300 В, осцилатор за заваривање даје импулсе у трајању од неколико десетина микросекунди, што је сасвим довољно да запали светлосни лук. Високофреквентна струја високог напона једноставно се поставља на радни круг заваривања.

Осцилатори за заваривање су два типа:

• импулсно напајање;

• континуирано деловање.

Непрекидни осцилаторни побуђивачи раде континуирано током процеса заваривања, ударајући у лук суперпонирањем помоћне струје високе фреквенције (150 до 250 кХз) и високог напона (3000 до 6000 В) преко своје струје.

Ова струја неће штетити заваривачу ако се поштују мере предострожности. Лук под утицајем струје високе фреквенције равномерно гори при ниској вредности струје заваривања.

Најефикаснији осцилатори за заваривање у серијској вези, јер не захтевају уградњу високонапонске заштите за извор. Током рада, одводник емитује тихо пуцкетање кроз размак до 2 мм, који се пре почетка рада подешава посебним завртњем (у овом тренутку се утикач извлачи из утичнице!).

Заваривање наизменичном струјом користи импулсне осцилаторе снаге да би се запалио лук уз обрнути поларитет наизменичне струје.