Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

kondensator na wyskokie napięcie

marcina007 28 Sty 2009 14:05 1450 7
  • #1 28 Sty 2009 14:05
    marcina007
    Poziom 8  

    Zamierzam zrobić kondensator o pojemności ok. 10nF na 20-25kV z wielu mniejszych kondensatorów (MMC). Kondensator będzie używany w cewce Tesli o mocy prawie 1kW. Jakiego typu kondensatory wytrzymają taką moc i mają sensowną pojemność/napięcie przebicia, tak, abym nie musiał łączyć tysięcy sztuk? Konieczna jest możliwość ładowania w obie strony, więc elektrolityczne odpadają.

    Wiem, że na pewno są dobre takie podłużne walcowate z wyjściami po obu stronach walca, jak na stronie http://scopeboy.com/tesla/tcspec.html . Tylko jak się takie kondensatory nazywają?

    0 7
  • #2 28 Sty 2009 14:08
    hefid
    VIP Zasłużony dla elektroda

    Przeniosłem z: Elementy Elektroniczne

    0
  • #4 28 Sty 2009 14:19
    Bonkot
    Poziom 39  

    Witam
    Zobacz TU co jest napisane o kondensatorze zastosowanym w transformatorze Tesli.
    Pozdrawiam.

    0
  • #5 28 Sty 2009 23:19
    marcina007
    Poziom 8  

    Wiem, że kondensator można wykonać samemu, ale mam nienajlepsze doświadczenia z tego typu konstrukcjami - roboty jest sporo a potem i tak dochodzi do przebicia. Bardziej interesuje mnie jakiego typu fabryczne kondensatory się nadają. Czy zwykłe ceramiczne 10nF/2.5kV połączone w 10 szeregów po 10 kondensatorów (10nF, 25kV) powinny działać sprawnie (oczywiście z rezystorami do wyrównania napięć)? Planowana częstość rozładowań to około 200 razy na sekundę.

    0
  • #6 28 Sty 2009 23:54
    nemo07
    Poziom 36  

    Witam.

    marcina007 napisał:
    ... Wiem, że na pewno są dobre takie podłużne walcowate z wyjściami po obu stronach walca, jak na stronie http://scopeboy.com/tesla/tcspec.html . Tylko jak się takie kondensatory nazywają?

    To sa kondensatory foliowe (metal film).
    W naszych szerokosciach geograficznych szukaj odpowiednikow posrod typow MKP lub FKP (WIMA) http://www.google.pl/search?q=mkp+fkp+metal+film+pulse+capacitors&hl=pl&lr=&sa=2
    Sa tez lepsze, ceramiczne "door-knob" http://www.google.pl/search?q=door-knob+high+voltage+pulse+capacitors&hl=pl&lr=&sa=2
    Troszke drogie, dla mocnych TC idealne i praktyczne. :wink:
    I memento:
    Max. napiecie pracy (rating) kondensatora w obwodzie pierwotnym TC musi byc (przynajmniej w sytuacji zlego zestrojenia obwodow) co najmniej kilkukrotnie wyzsze od napiecia (peak) z transformatora (ze wzgl. na przepiecie rezonansowe)!

    0
  • #7 29 Sty 2009 13:10
    marcina007
    Poziom 8  

    nemo07 napisał:

    Max. napiecie pracy (rating) kondensatora w obwodzie pierwotnym TC musi byc (przynajmniej w sytuacji zlego zestrojenia obwodow) co najmniej kilkukrotnie wyzsze od napiecia (peak) z transformatora (ze wzgl. na przepiecie rezonansowe)!


    Zamierzam robić TC na napięcie stałe z ładowanie indukcyjnym i diodą blokującą. Jeśli się nie mylę to wtedy żadne historie rezonansowe nie zagrażają kondensatorom i wystarcza wytrzymałość na podwójne napięcie zasilania (indukcyjność ładuje kondensator do podwójnego napięcia po zakończeniu "zwykłego" ładowania). Mam rację czy rezonans w momencie zamknięcia rotującego iskrownika może spowodować wyższe napięcia?

    0
  • #8 30 Sty 2009 00:52
    nemo07
    Poziom 36  

    marcina007 napisał:
    nemo07 napisał:

    Max. napiecie pracy (rating) kondensatora w obwodzie pierwotnym TC musi byc (przynajmniej w sytuacji zlego zestrojenia obwodow) co najmniej kilkukrotnie wyzsze od napiecia (peak) z transformatora (ze wzgl. na przepiecie rezonansowe)!


    Zamierzam robić TC na napięcie stałe z ładowanie indukcyjnym i diodą blokującą. Jeśli się nie mylę to wtedy żadne historie rezonansowe nie zagrażają kondensatorom i wystarcza wytrzymałość na podwójne napięcie zasilania (indukcyjność ładuje kondensator do podwójnego napięcia po zakończeniu "zwykłego" ładowania). Mam rację czy rezonans w momencie zamknięcia rotującego iskrownika może spowodować wyższe napięcia?

    Tu sie moze niejasno wyrazilem. Napiecie na kondensatorze oczywiscie nie przekroczy napiecia zasilania Um.
    Zakladajac zmienne napiecie sinusoidalne 100kHz o wartosci Um=10kV na pojemnosci C=20nF, pik pradu w C mozna oszacowac na Ic = Um/Xc = 10kV/80Ω = 125A. Latwo policzyc ile mocy wytracilby taki kondensator przy rezystancji szeregowej strat Rsc = 0,1Ω @ F=100kHz. Kondensatory foliowe sa specyfikowane na napiecia zmienne zwykle przy F = 50Hz. Problem w TC z tego typu kondensatorami stanowi nie tyle ich kiepski tgδ, co wlasnie Rsc (ktore w zakresach czestotliwosci typowych TC nie sa podawane przez producentow). Dane Umax takiego kondensatora musza byc bezwzglednie zachowane, lecz nie stanowia o jego przydatnosci w TC. Ze wzgledu na minimalizacje Rsc "multi-capacitor-banks", czy jak to zwali, maja tu istotne zalety.

    Aby zrozumiec fenomen eksplodujacych kondensatorow w TC, trzeba wykonac przynajmniej pare elementarnych rachunkow dla "obwodu pierwotnego".
    Zalozmy, ze mamy w obwodzie pierwotnym Fo = 100kHz, C = 20nF oraz Lp odpowiednio dla Fo, Um = 10kV, a czestotliwosc iskrownika Fp = 100Hz.
    Maksymalna moc tak zdefiniowanej TC wyniesie Pm = (C*Um^2/2)*Fp = 100W. To jest limit mocy takiej konstrukcji i zarazem kryterium jej optimum.
    I taka moc bedzie oscylowala w obwodzie szeregowym w sytuacji niezestrojenia obydwu stron (lub oddalenia obwodu wtornego). Ta moc wytraci sie (w uproszczeniu) na rezystancji luku iskrownika Rsp oraz rezystancji szeregowej kondensatora Rsc.

    Mamy gasnace oscylacje w obwodzie rezonansowym potlumionym przez Rs (Rs = Rsp + Rsc), z wartoscia poczatkowa napiecia Uc = Um. W tym trybie pracy cala dostarczona moc Pm rozlozy sie na straty w iskrowniku (Rsp) oraz na rezystancji szeregowej kondensatora Rsc. Dla Rsc/Rsp = 1/10 straty w C wyniosa ok. Pm/10 = 10W. Jednakze ze wzgledu na dobroc obwodu, Q >> 1 (Rs << Xc) pik pradu Ic Q-krotnie przekroczy wyzej wyliczona wartosc Ic = 125A.
    Straty w kondensatorze nalezy limitowac z dwoch powodow: rezystancja strat Rsc wzrasta, a wytrzymalosc na przebicia napieciowe znacznie spada w podwyzszonych temperaturach.

    W sytuacji zestrojenia i optymalnego sprzezenia obydwu obwodow TC, indukcyjnosc Lp jest (w prostym przyblizeniu) tlumiona przetransformowana z obwodu wtornego rezystancja Rtl o niskiej wartosci, co powoduje ze Q spada do niskich wartosci. W konsekwencji oscylacje gasna znacznie szybciej, a pik pradu Ic jest mniejszy (wskutek spadku Q).
    W tym trybie moc Pm rozklada sie pomiedzy moc przeniesiona do Rtl oraz czyste straty w Rsp i Rsc. Oznacza to, ze przy zestrojeniu TC kondensator C pracuje w bardziej zrelaksowanych warunkach niz przy braku zestrojenia.

    Podniesienie mocy ze 100W na 1kW przy pozostawionej bez zmian Fp wymaga realizacji 10-krotnie wyzszego iloczynu C*Um^2 oraz uwzglednienia wszelkich tego konsekwencji.

    0