ऑसिलेटर - ऑपरेशनचे सिद्धांत, प्रकार, अनुप्रयोग

दोलन प्रणालीला ऑसिलेटर म्हणतात. म्हणजेच, ऑसिलेटर ही अशी प्रणाली आहे ज्यामध्ये काही बदलणारे निर्देशक किंवा अनेक निर्देशक वेळोवेळी पुनरावृत्ती होते. समान शब्द "ऑसिलेटर" लॅटिन "ऑसिलो" मधून आला आहे - स्विंग.

भौतिकशास्त्र आणि तंत्रज्ञानामध्ये ऑसीलेटर्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात कारण जवळजवळ कोणत्याही रेखीय भौतिक प्रणालीचे ऑसिलेटर म्हणून वर्णन केले जाऊ शकते. सर्वात सोप्या ऑसीलेटर्सची उदाहरणे म्हणजे एक दोलन सर्किट आणि पेंडुलम. इलेक्ट्रिकल ऑसिलेटर डायरेक्ट करंटला पर्यायी प्रवाहात रूपांतरित करतात आणि कंट्रोल सर्किट वापरून आवश्यक वारंवारतेवर दोलन तयार करतात.

इंडक्टन्स L चे कॉइल आणि कॅपेसिटन्स C चे कॅपेसिटर असलेल्या दोलन सर्किटचे उदाहरण वापरून, इलेक्ट्रिकल ऑसिलेटरच्या ऑपरेशनच्या मूलभूत प्रक्रियेचे वर्णन करणे शक्य आहे. चार्ज केलेला कॅपेसिटर, त्याचे टर्मिनल्स कॉइलशी जोडल्यानंतर लगेचच त्यातून डिस्चार्ज होण्यास सुरवात होते, तर कॅपेसिटरच्या इलेक्ट्रिक फील्डची उर्जा हळूहळू कॉइलच्या इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्डच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित होते.

जेव्हा कॅपेसिटर पूर्णपणे डिस्चार्ज होतो, तिची सर्व ऊर्जा कॉइलच्या ऊर्जेमध्ये जाईल, त्यानंतर चार्ज कॉइलमधून फिरत राहील आणि कॅपेसिटरला सुरुवात करण्यापेक्षा विरुद्ध ध्रुवीयतेमध्ये रिचार्ज करेल.

तसेच, कॅपेसिटर कॉइलमधून पुन्हा डिस्चार्ज करण्यास सुरवात करेल, परंतु उलट दिशेने इ. — सर्किटमधील दोलनाचा प्रत्येक कालावधी, वायरच्या कॉइलच्या प्रतिकारशक्तीवर आणि कॅपेसिटरच्या डायलेक्ट्रिकमध्ये उर्जेचा अपव्यय झाल्यामुळे दोलन अदृश्य होईपर्यंत प्रक्रिया स्वतःच पुनरावृत्ती होईल.

एक प्रकारे किंवा दुसर्‍या प्रकारे, या उदाहरणातील ऑसीलेटिंग सर्किट हा सर्वात सोपा ऑसीलेटर आहे, कारण त्यामध्ये खालील निर्देशक वेळोवेळी बदलत असतात: कॅपेसिटरमधील चार्ज, कॅपेसिटरच्या प्लेट्समधील संभाव्य फरक, विद्युत क्षेत्राची ताकद कॅपेसिटरचे डायलेक्ट्रिक, कॉइलमधून प्रवाह आणि कॉइलचे चुंबकीय प्रेरण. या प्रकरणात, मुक्त ओलसर दोलन होतात.

दोलन दोलन निर्विघ्न होण्यासाठी, विघटित विद्युत उर्जा पुन्हा भरणे आवश्यक आहे. त्याच वेळी, सर्किटमध्ये दोलनांचे स्थिर मोठेपणा राखण्यासाठी, येणारी वीज नियंत्रित करणे आवश्यक आहे जेणेकरून मोठेपणा खाली कमी होणार नाही आणि दिलेल्या मूल्यापेक्षा वाढणार नाही. हे लक्ष्य साध्य करण्यासाठी, सर्किटमध्ये फीडबॅक लूप सादर केला जातो.

अशाप्रकारे, ऑसिलेटर एक सकारात्मक अभिप्राय अॅम्प्लीफायर सर्किट बनतो, जेथे आउटपुट सिग्नल अंशतः नियंत्रण सर्किटच्या सक्रिय घटकास दिले जाते, परिणामी सर्किटमध्ये सतत मोठेपणा आणि वारंवारतेचे सतत साइनसॉइडल दोलन राखले जाते.म्हणजेच, फीडबॅक लूपमधून प्रक्रियेच्या समर्थनासह, सक्रिय घटकांपासून निष्क्रिय घटकांकडे उर्जेच्या प्रवाहामुळे साइनसॉइडल ऑसीलेटर्स कार्य करतात. कंपनांचा आकार थोडा बदलणारा असतो.

ऑसिलेटर आहेत:

• सकारात्मक किंवा नकारात्मक अभिप्रायासह;

• साइनसॉइडल, त्रिकोणी, सॉटूथ, आयताकृती वेव्हफॉर्मसह; कमी वारंवारता, रेडिओ वारंवारता, उच्च वारंवारता इ.;

• RC, LC — oscillators, क्रिस्टल oscillators (quartz);

• स्थिर, परिवर्तनीय किंवा समायोज्य वारंवारता ओसीलेटर.

ऑसिलेटर (जनरेटर) रॉयर

स्थिर व्होल्टेजचे आयताकृती डाळींमध्ये रूपांतर करण्यासाठी किंवा इतर काही कारणांसाठी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक दोलन प्राप्त करण्यासाठी, तुम्ही रॉयर ट्रान्सफॉर्मर ऑसीलेटर किंवा रॉयर जनरेटर वापरू शकता... या उपकरणामध्ये द्विध्रुवीय ट्रान्झिस्टर VT1 आणि VT2, R1 आणि प्रतिरोधकांची जोडी समाविष्ट आहे. R2, कॅपेसिटरची जोडी C1 आणि C2 तसेच कॉइलसह संतृप्त चुंबकीय सर्किट - ट्रान्सफॉर्मर टी.

ट्रान्झिस्टर की मोडमध्ये कार्य करतात आणि संतृप्त चुंबकीय सर्किट सकारात्मक अभिप्राय देते आणि आवश्यक असल्यास, प्राथमिक लूपमधून दुय्यम वळण गॅल्व्हॅनिकली वेगळे करते.

वेळेच्या सुरुवातीच्या क्षणी, जेव्हा वीज पुरवठा चालू केला जातो, तेव्हा लहान संग्राहक प्रवाह ट्रान्झिस्टरमधून वरच्या स्रोतातून वाहू लागतात. ट्रान्झिस्टरपैकी एक आधी उघडेल (VT1 करू द्या), आणि विंडिंग्स ओलांडणारा चुंबकीय प्रवाह वाढेल आणि त्याच वेळी विंडिंगमध्ये प्रेरित EMF वाढेल. बेस विंडिंग्ज 1 आणि 4 मधील EMF असा असेल की जो ट्रांझिस्टर प्रथम उघडण्यास प्रारंभ झाला (VT1) उघडेल आणि कमी सुरू होणारा प्रवाह (VT2) बंद होईल.

ट्रान्झिस्टर व्हीटी 1 चा संग्राहक प्रवाह आणि चुंबकीय सर्किटमधील चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय सर्किटच्या संपृक्ततेपर्यंत वाढत राहील आणि संपृक्ततेच्या क्षणी विंडिंग्जमधील ईएमएफ शून्यावर जाईल. कलेक्टर वर्तमान व्हीटी 1 कमी होण्यास सुरवात होईल, चुंबकीय प्रवाह कमी होईल.

विंडिंग्समध्ये प्रेरित EMF ची ध्रुवीयता उलटे होईल आणि बेस विंडिंग सममितीय असल्याने, ट्रान्झिस्टर VT1 बंद होऊ लागतो आणि VT2 उघडू लागतो.

ट्रान्झिस्टर व्हीटी 2 चा संग्राहक प्रवाह चुंबकीय प्रवाहात वाढ थांबेपर्यंत (आता उलट दिशेने) वाढण्यास सुरवात होईल आणि जेव्हा विंडिंगमधील ईएमएफ शून्यावर परत येतो, तेव्हा कलेक्टर करंट व्हीटी 2 कमी होऊ लागतो, चुंबकीय प्रवाह कमी होतो, EMF ध्रुवीयता बदलते. ट्रान्झिस्टर VT2 बंद होईल, VT1 उघडेल आणि प्रक्रिया चक्रीयपणे पुनरावृत्ती होत राहील.

रॉयर जनरेटरच्या दोलनांची वारंवारता खालील सूत्रानुसार उर्जा स्त्रोताच्या पॅरामीटर्स आणि चुंबकीय सर्किटच्या वैशिष्ट्यांशी संबंधित आहे:

वर - पुरवठा व्होल्टेज; ω ही कलेक्टरच्या प्रत्येक कॉइलच्या वळणांची संख्या आहे; S हे चुंबकीय सर्किटचे चौरस सेमी मध्ये क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र आहे; Bn - कोर संपृक्तता प्रेरण.

चुंबकीय सर्किटच्या संपृक्ततेच्या प्रक्रियेत, ट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंगमधील ईएमएफ स्थिर असेल, नंतर दुय्यम विंडिंगच्या उपस्थितीत, त्याच्याशी जोडलेल्या लोडसह, ईएमएफ आयताकृती डाळीचे रूप घेईल. ट्रान्झिस्टरच्या बेस सर्किट्समधील प्रतिरोधक कन्व्हर्टरचे ऑपरेशन स्थिर करतात आणि कॅपेसिटर आउटपुट व्होल्टेजचा आकार सुधारण्यास मदत करतात.

टी ट्रान्सफॉर्मरमधील कोरच्या चुंबकीय गुणधर्मांवर अवलंबून, रॉयर ऑसीलेटर्स युनिट्सपासून शेकडो किलोहर्ट्झपर्यंतच्या फ्रिक्वेन्सीवर ऑपरेट करू शकतात.

वेल्डिंग ऑसिलेटर

वेल्डिंग आर्कचे प्रज्वलन सुलभ करण्यासाठी आणि त्याची स्थिरता टिकवून ठेवण्यासाठी, वेल्डिंग ऑसिलेटर वापरले जातात. वेल्डिंग ऑसीलेटर हा एक उच्च फ्रिक्वेंसी सर्ज जनरेटर आहे जो पारंपारिक AC किंवा DC वीज पुरवठ्यासह ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केलेला आहे…. हे 2 ते 3 kV च्या दुय्यम व्होल्टेजसह LF स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मरवर आधारित ओलसर दोलन स्पार्क जनरेटर आहे.

ट्रान्सफॉर्मर व्यतिरिक्त, सर्किटमध्ये लिमिटर, एक ऑसीलेटिंग सर्किट, कपलिंग कॉइल्स आणि ब्लॉकिंग कॅपेसिटर असते. ऑसीलेटिंग सर्किटला धन्यवाद, मुख्य घटक म्हणून, उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मर कार्य करते.

उच्च-फ्रिक्वेंसी स्पंदने उच्च-फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मरमधून जातात आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी व्होल्टेज आर्क गॅपमधून लागू होते. बायपास कॅपेसिटर आर्किंग पॉवर सोर्सला बायपास होण्यापासून प्रतिबंधित करते. एचएफ करंट्सपासून ऑसिलेटर कॉइलचे विश्वसनीय पृथक्करण करण्यासाठी वेल्डिंग सर्किटमध्ये चोक देखील समाविष्ट केला जातो.

300 W पर्यंतच्या पॉवरसह, वेल्डिंग ऑसिलेटर अनेक दहा मायक्रोसेकंद टिकणारे डाळी देते, जे हलके चाप प्रज्वलित करण्यासाठी पुरेसे आहे. उच्च वारंवारता, उच्च व्होल्टेज प्रवाह फक्त कार्यरत वेल्डिंग सर्किटवर सुपरइम्पोज केले जाते.

वेल्डिंगसाठी ऑसिलेटर दोन प्रकारचे आहेत:

• नाडी वीज पुरवठा;

• सतत क्रिया.

कंटिन्युअस ऑसिलेटर एक्साइटर्स वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान सतत कार्यरत राहतात, उच्च वारंवारता (150 ते 250 kHz) आणि उच्च व्होल्टेज (3000 ते 6000 V) सहाय्यक विद्युत् प्रवाहाच्या वरच्या बाजूस सुपरइम्पोज करून कंसला मारतात.

सुरक्षा खबरदारी पाळल्यास हा प्रवाह वेल्डरला इजा करणार नाही. उच्च-फ्रिक्वेंसी करंटच्या प्रभावाखाली असलेला चाप वेल्डिंग करंटच्या कमी मूल्यावर समान रीतीने जळतो.

मालिका कनेक्शनमध्ये सर्वात कार्यक्षम वेल्डिंग ऑसीलेटर्स, कारण त्यांना स्त्रोतासाठी उच्च व्होल्टेज संरक्षणाची स्थापना आवश्यक नसते. ऑपरेशन दरम्यान, अरेस्टर 2 मिमी पर्यंतच्या अंतरातून एक शांत क्रॅकल उत्सर्जित करतो, जो विशेष स्क्रूने काम सुरू करण्यापूर्वी समायोजित केला जातो (यावेळी, प्लग आउटलेटमधून काढला जातो!).

AC वेल्डिंग AC प्रवाहाची ध्रुवीयता उलट करताना चाप प्रज्वलित करण्यास मदत करण्यासाठी स्पंदित पॉवर ऑसिलेटर वापरते.