CeMaS

Centrum magnetického světla

Uživatelské nástroje

Nástroje pro tento web


en:projects:reactors:fluid:pir1:vyvoj

FIXME This page is not fully translated, yet. Please help completing the translation.
(remove this paragraph once the translation is finished)

Development of PIR 1

There we describe process of development of plasmatic implosionreactor PIR 1

2015

September

I study options to excite the coil for the correct pulsing magnetic field.

The objective is generation of magnetic signal similar to heart beat in coil to make possible tunning with the heart beat of „reactor operator“ i.e. with man operating the reactor.

The coil is so far toroidal coil with bifilar windings as mentioned before: Toroidal bifilar coil - top view To make magnetic field strong enough I need sufficient current, but insufficient to burn the coil. We use pulses, so the current will not be at full strength all the time. Therefore the windings is able to carry higher current then maximal direct current of the wire without melting the wire. Ideally I would have a superconductor, but let's leave it for the future ;-) So far current of several A will be enough. For that I need modulated current source (with low output impedance).

This coil has approximately 2 x 30 thread spools with average radius of 17 cm and height of 4 cm. Very imprecise estimate of its induktace L would be around 1H for relative permeability 100, which will maybe have the core of the coil made by reactor's sphere with iron nanoparticles. Wire's cross-section is 0,75mm2 so maximal current load about 13A.

Heart beat is well described by records of the pressure in the heart chamber: The time course of the pressure in the cardiac system Basicaly it is almost sinusoidal (cosine) wave with one positive polarity and missed negative polarity. Fraquency of a calm man is around 1,2 Hz.

Impedance of this coil Rl, with the above mentioned frequency, will be, if we neglect resistance of copper wire, around 2 x 2Ohm, if we consider half frequency because we have half sinusiodal signal. It is comparable with todays reproductors.

Current 10A with above impedance will give us needed voltage 2 x 20V. It gives power 2 x 200W. These are only estimations and reality remains to be seen.

To genarate such signal we have several options:

  • Generátor signálu spolu s vhodným výkonovým zesilovačem
    • Generátorem signálu může být
      • Zvuková „karta“ počítače
        • Zvukové karty mají většinou na výstupu filtrovací kondenzátory (AC coupled), které znemožňují výstup signálu s frekvencí menší než několik Hz.
          • V našem případě se potřebuji dostat na frekvenci kolem 1 Hz, což umí jen některé zvukové karty bez filtrace nízkých kmitočtů (DC coupled)
          • Signál zvukové karty má amplitudu kolem 1 V
          • Dobrá by byla samostatná USB karta pro lepší bezpečnost
          • Některé možnosti jsou:
      • Generátor funkcí (DDS apod.)
        • To je dražší varianta
        • Umožňuje často generování širokého rozsahu frekvencí od několika mHz do MHz a signálů jako sinus, pila, pulzy apod.
        • Někdy umožňuje generování vlastního zadaného signálu (AWG)
    • Zesilovač třídy D s PWM a mosfety s výkonem alespoň 2 x 100 W
  • PWM (Pulse Width Modulation) se spínanými výkonovými (MOSFET) tranzistory a nízkofrekvenčním filtrem (low pass filtr), který pulzní signál vyhladí
    • PWM signál lze generovat více způsoby
      • softwarově řízenými GPIO piny mikrokontroléru
        • nevýhoda je malá kontrola na frekvencí signálu
      • hardwarově řízené PWM
        • výhoda je stálá frekvence signálu
        • samostatný elektronický obvod s možností řízení z mikrokontroléru nebo bez ní
    • zesílení a filtrace by měla být také poměrně jednoduchá, ale vyžaduje další studium
      • to je podobné jako u výkonového stupně zesilovače třídy D
    • Některé možnosti jsou:

Červen

  • Navinul jsem bifilární (vinuto dvojlinkou) poloidní (vinuto podél velkého obvodu) cívku pro pozdější testování Bifilární poloidní cívka - shora Bifilární poloidní cívka - ze spodu Bifilární poloidní cívka - v ruce z boku
  • Navinul jsem bifilární (vinuto dvojlinkou) plochou spirální (Teslovu) cívku pro pozdější testování Bifilární plochá spirální cívka - strana 1 Bifilární plochá spirální cívka - strana 1 z boku Bifilární plochá spirální cívka - strana 2 Bifilární plochá spirální cívka - strana 2 z boku Bifilární plochá spirální cívka v ruce
  • Obdržel jsem vzorek nanočástic železa Nanofer Star Nano Fe - Nanofer Star Nano Fe - Nanofer Star Nano Fe - Nanofer Star
  • Koupil jsem a obdržel
  • Dokončil jsem 3D model, který jsem připravil na 3D tisk

Květen

Pro vířivý pohon tekutiny v komoře reaktoru je několik možností:

  • Motor (vně komory) s vhodným rotorem (v komoře) na hřídeli procházející vodotěsným otvorem ve stěně komory
  • Magnetický rotor (v komoře) poháněný zvenku točivým magnetickým polem
    • Rotor může být
      • permanentní magnet vhodného tvaru
      • tekutina sama, pokud bude magnetická
        • ferotekutina
        • ormus/gans tekutina
    • Točivé vnější magnetické pole může být vytvářeno
      • otáčejícími se magnety
      • elektromagnety
        • věncová (toroidní) cívka vinutá
          • s několika vinutími s fázově posunutým budícím napětím
          • s jedním vinutím
          • se dvěma vinutími navinutými dvojlinkou současně (bifilární)
            • tady je možnost různého spojení konců vodičů dvojlinky, aby tekl elektrický proud dvojlinkou
              • souběžně
              • protiběžně
        • spirální (pancake) plochá cívka navinutá
          • s jedním vinutím
          • se dvěma vinutími navinutými dvojlinkou současně (bifilární)
            • tady je možnost různého spojení konců vodičů dvojlinky, aby tekl elektrický proud dvojlinkou
              • souběžně
              • protiběžně
              • dostředivě
              • odstředivě

A z nich mi nejlépe vychází magnetická tekutina v komoře poháněná vnějším točivým polem z věncové cívky buzené pulzním napětím vhodného průběhu.

Začátek roku

Návrh reaktoru počítá s vysokorychlostním motorem s rotorem uvnitř komory pro vířivý pohon tekutiny.

  • Komora
    • dvě polokoule
      • jedna s otevřeným pólem pro osazení motoru s rotorem
        • horní polokoule
        • jak nejlépe zajistit vodotěsnost spoje a ochranu motoru před kapalinou v komoře?
      • jedna s plným pólem
      • později by se daly kombinovat třeba dvě polokoule každá se svým motorem
  • Vysokorychlostní motor s ovladačem
    • z těchto Celeroton motorů vybírám
        • 100 W, 500 000 otáček za minutu
    • z těchto ovladačů vybírám
        • 400 W, 0 - 500 000 otáček za minutu, USB
    • Cena podle výrobce vychází na 65 000 Kč, což je příliš
  • Rotor
    • několik typů vyměnitelných rotorů připojených ke hřídeli motoru
      • disky s mezerami (podobně jako Teslova turbína)
      • tornádový tvar se spirálovými drážkami či výstupky
    • později zkusit magnetické rotory zvenku poháněné rotujícími magnety či cívkami apod., aby nemusela mít komora průchody pro hřídele motorů
en/projects/reactors/fluid/pir1/vyvoj.txt · Poslední úprava: 26.03.2025 17:08 (upraveno mimo DokuWiki)