ZVS z własnym uzwojeniem wtórnym + pomiary

Witajcie,

ZVSem bawiłem się już wiele lat temu, lecz była to dla mnie zawsze tylko zabawka do robienia łuku elektrycznego z trafopowielaczy od TV.
Ostatnio naszło mnie aby zrobić ZVS z dostępnych pod ręką elementów i trochę inaczej do tego podejść.
Postanowiłem nawinąć swoje uzwojenie wtórne, pomierzyć cewki i to co uda mi się osiągnąć.

Zacznijmy od początku.
1. Schemat ZVS standardowy powszechnie dostępny w necie
2. płytka zrobiona w Eaglu i wytrawiona.
3. rdzeń ferrytowy znaleziony
4. uzwojenie pierwotne - nawinięte dwie cewki po 5 zwojów 4mm2 połączone w szereg
5. uzwojenie wtórne - wytoczony karkas, drut podwójnie emaliowany 0.4mm, folia elektroizolacynja na przekładki między zwojami
6. karkas z uzwojeniami zatopiony w oleju transformatorowym, powietrze odpompowane w pompie próżniowej

ad. 4
Pomiary zostały wykonane dla każdej z cewek oddzielnie. Podczas pomiarów cewki były zamontowane na rdzeniu wraz z uzwojeniem wtórnym.

Cewka L1

Pomiar rezystancji szeregowej w odniesieniu do częstotliwości

f [KHz]	Rs [mΩ ]
20	17
30	20.5
40	23.4
50	26
60	31

Pomiar indukcyjności szeregowej w odniesieniu do częstotliwości

f [KHz]	Ls [uH]
15.25	-2.47
18.25	0.175
20.125	1.164
25	2.72
30.25	3.57
40	4.31
50.125	4.66
60.25	4.85
70	4.96
80.125	5.03

Dla obydwu cewek wyniki wyszły podobne różniące się o setne wartości po przecinku. Wniosek - zostały dobrze równo nawinięte
Zdjęcie przedstawia przykładowe moje nawinięcie (ostatecznego nie mam bo nie cyknąłem fotki a już wszystko pływa w oleju)


Ad.5



Uzwojenie nawinięte metodą "wkrętarkową"


Ad. 6
Proces odpompowywania powietrza w pompie próżniowej z uzwojenia wtórnego w jedynej w swoim rodzaju obudowie z Algidy Africana


Gdy bombelki przestały wydobywać się z uzwojenia wtórnego uznałem, że wszystko powinno być już ok i nie powinno być żadnych przebić. Wszystko starałem się zrobić z jak największą dokładnością, gdyż zdawałem sobię z tego sprawę, że jak nastąpi przebicie to 4h nawijania i obolałych rąk pójdzie w cholere.

Poniżej zamieszczam foto jak zachowuje się impedancja w funkcji częstotliwości na wtórnym.


Wszystko połączyłem w dość spartańskich warunkach i uruchomiłem na jałowo bez obciążenia podpięte do sondy wysokonapięciowej podłączonej do oscyloskopu w celu dobrania mniej więcej pojemności rezonansowej. Kondensatory na wejściu mam tylko na 63V 10000uF, no ale trafo które miałem dawało po wyprostowaniu 70V bez obciążenia. Uff kondensatory przeżyły.

Poniżej przedstawiam jak doświadczalnie dobierałem pojemność rezonansową patrząc na oscyloskop i lutując kondensatory jakie miałem pod ręką.

Dla 0.47uF (ch1 to wyjście a na pozostałych kanałach przebieg na drenie i na bramce tranzostora)


Dla 0.65uF


Dla 1.3uF



Dla 1.74 - Bardzo ładnie Upp to już 49kV! moim zdaniem bardzo ładny wynik. Jak się dalej bawiłem po zlikwidowaniu źródeł ulotu i przebijaniu do stołu udało się uzyskać ok 60kV pp przy częstotliwości 33KHz.


Przy większych pojemnościach napiecie się już zmniejszało.
No dobra, ale to próby w stanie jałowym.
Następnie dobrałem rezystory, polutowałem je ze sobą tak aby wyszło coś około 10mA obciążenia. Moim zdaniem wynik zadowalający. Zrobiłem próbę minutową, rezystory ledwo co wytrzymały (już się gotowały), druty 4mm2 bardzo ciepłe, kondensatory ciepłe, tranzystory bez radiatora również. Nie były gorace więc wynik uważam za bardzo zadowalający.



Do całości dorobię jeszcze powielacz napięcia tak, aby uzyskac ok 100kV i będzie to ładowało prądem właśnie około 10mA kondensatory wysokonapięciowe z których będzie można robić ładne udary prądowe.
Wcześniej pytałem się czy warto nawijać swoje uzwojenie - dostawałem tylko negatywne odpowiedzi. Moim zdaniem warto, jest przy tym mnóstwo zabawy ale frajda na koniec bezcenna.
Poniżej jeszcze kilka fotek w warunkach spartańskich


Pozdrawiam, mam nadzieję, że kogoś natchnę do nawinięcia swojego uzwojenia i ciekawych zabaw

I co Tesla ,albo śmierć? Co dalej?

kotuniunia wrote:

I co Tesla ,albo śmierć? Co dalej?

Dalej tak jak napisałem. Powielacz napięcia -> 100KV DC -> ładowanie pakietu kondensatorów 150uF /150kV -> przyrząd do badań przy pomocy udarów prądowych.

Gdzie to w praktyce wykorzystasz, po drodze dużo niebezpiecznie!

Na Politechnice Warszawskiej przysłuży się do wielu rzeczy, kondensatory już mamy, i wiele osób na tym będzie mogło badać na przykład uziomy udarami prądowymi. ( A ja przy okazji zrobię inż ) Jak nie wpadnie to w niepowołane ręce, to będzie to bardzo przydatna rzecz.

Edit. Najbardziej mi zależało na tym aby pokazać, że da się nawinąć porządnie uzwojenie wtórne używając do tego 5 roboczogodzin. Wszystkie projekty które udało mi się znaleźć w necie nie były zadowalające a tym bardziej aby uzyskać na spokojnie 10mA wydajności prądowej.

Jesteś pewny? Jak tak ,to patent, bez tego ani rusz. Wielu już poległo na administracji. Technicznie podejście mi się podoba. Specyfika gruntu będzie miała wpływ?

Nie mam w planach żadnego patentowania, bo jestem elektronikiem a takie rzeczy to tylko pasja i nic więcej. Życzę osobom co planują zabawy z ZVS aby powielali i ulepszali mój projekt i będę z tego mega zadowolony. Jedyna rzecz jaką chiałem sprawdzić to czy rzeczywiście tak ciężko jest nawijać wtórne wbrew opiniom dostępnych w necie. Do tego chciałem pokazać co taki ZVS daje na wyjściu bo nie widziałem jeszcze w internecie aby ktoś zmierzył Uwy wraz z kształtem i parametrami przy obciążeniu jak i bez. Nie każdy może mieć sondę za 100tyś zł itp.
Ludzie tylko na tym palą łuki elektryczne z trafopowielaczy lub budują nagrzewnice indukcyjne, a ja postawiłem sobie cel/misję że warto nawinąć coś samemu, trochę pomyśleć (nawet jeśli projekt jest tak oklepany) i znajdzie się do tego wiele pożytecznych zastosowań.
Nie wrzucałem również moich wyliczeń itp (mam tego 30 stron) tylko chcę natchnąć tym w miarę krótkim postem.

Jeszcze jedno pytanie . Jaki olej ,ew. zalewę(wątpię czy by wytrzymała) zastosowałeś?

Jest to zwykły mineralny olej transformatorowy. Ten olej transformatorowy ma dużą wytrzymałość na przebicia. Jak go badałem kiedyś to była przerwa między elektrodami 3mm i za pierwszym strzałem wytrzymywał 28kV następnie po minucie 30kV itd. aż do 48kV (dlaczego tak się dzieje odsyłam do literatury ) Także w zupełności to wystarcza. Nie wiem nawet czy bez oleju by to przebijało lub nie, ale wolałem nie sprawdzać

ziko234 wrote:

dlaczego tak się dzieje odsyłam do literatury

Raczej nie będę się zagłębiał ,szcególnie doświadczalnie(widziałem co z kolega n.n. zrobiło),a le szacunek za odwagę, po przekroczeniu pewnej mocy nie ma odwrotu.

ziko234 wrote:

Najbardziej mi zależało na tym aby pokazać, że da się nawinąć porządnie uzwojenie wtórne używając do tego 5 roboczogodzin.

Da się, wybacz ale "ameryki nie odkryłeś"

ziko234 wrote:

Wcześniej pytałem się czy warto nawijać swoje uzwojenie - dostawałem tylko negatywne odpowiedzi.

Informowałeś na jakie napięcie chcesz nawijać? Nie każdy ma możliwość dobrego odpowietrzenia po zalaniu olejem a do podstawa izolacji.

ziko234 wrote:

Nie wiem nawet czy bez oleju by to przebijało lub nie, ale wolałem nie sprawdzać

I dobrze zrobiłeś
Oceniając na podstawie zdjęć, pierwsze warstwy nawijałeś "od brzegu do brzegu" nie zostawiając marginesu na zakładce.

Podaj ile zwojów ma wtórne i w ilu warstwach jest nawinięte.
Jakie było minimalne ciśnienie pod koniec odpowietrzania?

ziko234 wrote:

kotuniunia wrote:

I co Tesla ,albo śmierć? Co dalej?

Dalej tak jak napisałem. Powielacz napięcia -> 100KV DC -> ładowanie pakietu kondensatorów 150uF /150kV -> przyrząd do badań przy pomocy udarów prądowych.

150kV do badania uziemień? Cokolwiek dużo, mierniki do impulsowego pomiaru rezystancji uziemień korzystają z napięcia rzędu 100 ale Voltów

ziko234 wrote:

[url=https://obrazki.elektroda.pl/5537522500_1500119712.jpg]
Pozdrawiam, mam nadzieję, że kogoś natchnę do nawinięcia swojego uzwojenia i ciekawych zabaw

Drogi autorze gratulacje! Poproszę o zdjęcia łuków, bo takowych nie widzę Piszesz, 60kV. Pokaż nam jak to fajnie działa. Moje pomodzone ZVS jest w linku, zaznaczam moc była zredukowana do 50% :


Pozdrawiam

@vodiczka - uważam, że trochę ameryki w tym jest bo jak już wcześniej wspomniałem nie udało mi się znaleźć dobrze zrobionego uzwojenia wraz ze zrobionymi pomiarami i zobrazowaniem tego co jest na wyjściu. Nie informowałem na jakie napięcie chcę nawijać, bo stwierdziłem, że zrobię to doświadczalnie (3000 zwojów) i zobaczę co z tego wyjdzie. Jak dobrze zauważyłeś końcowe warstwy były nawijane z co raz to większymi odstępami od krawędzi aby zapobiec przebiciom. Warstw (nie pamiętam dokładnie w tym momencie) jest ok 20. Co do minimalnego ciśnienia odpowietrzania - nie wiem bo nie było manometru a ja odpowietrzałem "ile pompa dała" i aż przestały leciec bombelki. Trwało to ok 30 minut.
@badworm - tak, udary 100kV jak najbardziej używa się do badania uziemień (możliwość regulacji stromości czoła udaru) i robi się to na Hali WN na PW, wytrzymałości zestyków wysokonapięciowych/wysokoprądowych na udary, do testowania linii średniego napięcia co robi się na Morach w instytucie, do labolatoryjnego mierzenia przebijalności powietrza i materiałów itp itd. Zastosowań jest mnóstwo.
@neurosurg - widzę kolega nie czytał ze zrozumieniem. Tak jak napisałem, to co zrobiłem nie służy do palenia łuków elektrycznych (oczywiście można, ale po co?), bo do tego mam masę innych układów/zabawek. Zależało mi na pomierzeniu co wychodzi na wyjściu takiego ZVSa przy obciążeniu jak i bez i zastosowanie tego w praktyce. Łuki elektryczne palić może sobie każdy a pokazac oscyllogramy z wyjścia, i zastosować to z pełną świadomością w praktyce już nie:) Odnośnie zabaw to najwięcej udało mi się uzyskać z jednego z trafopowielaczy od tv (zapalenie łuku na długości 8-9cm) no ale wytrzymał 3 takie strzały. To jak łuk rozciągasz to już tylko zależy jaką masz wydajność prądową źródła zasilania (a to na tym filmiku robisz).

ziko234 wrote:

vodiczka - uważam, że trochę ameryki w tym jest bo jak już wcześniej wspomniałem nie udało mi się znaleźć dobrze zrobionego uzwojenia wraz ze zrobionymi pomiarami i zobrazowaniem tego co jest na wyjściu.

Komentowałem tylko samo uzwajanie. Za wykonanie i udostępnienie pomiarów - moje uznanie.

Zrozumiałem Chylę czoła za pracę którą włożyłeś w nawinięcie wtórnego. Jak i również za pomiary. Nie każdy ma takie możliwości sprzętowe
Ja tylko byłem ciekaw.... przepraszam
Też robiłem uzwojenie sam. Zalewałem olejem elektroizolacyjnym. Było to dawno. Nie pale już łuków dla zabawy. Choć czasem można się pobawić.
A z zabawek to też mi się uzbierało, kaskady z RTG itp. Stare czasy. Każdy, albo tylko może ja miałem taki okres fascynacji i pogonią za długością łuku - bezsensowne wiem

A udary to kolega ma racje mają dużo zastosowań.

Szkoda że ZVS jest może i prosty ale strasznie ograniczony. Nie da się nim sensownie sterować, a do pomiarów najważniejsze jest powtarzalność oraz płynna regulacja.
ZVS musi być regulowany od 12V co już wymusza dolną granicę wyjściowego napięcia.

Zawsze można badać udary dla małych elementów, tam ZVS sobie jeszcze poradzi, gorzej jak ktoś przyniesie warystor albo izolator dla linii napowietrznej, tam wyładowania pełzające potrzebują znacznie większej mocy.

Na powielacz napięcia to może być również za słabe, prądy upływu mogą być tak duże że napięcie przysiądzie znacząco, już miałem taki jeden przypadek, że się napalił kolega bo na jałowym miał ponad 1,5kV a na powielaczu napięcia nie dało rady mu naładować do 700V.
winnym okazał się słaby współczynnik sprzężenie uzwojenia transformatora, jeśli jest słaby to zaczyna się robić dzielnik indukcyjny i razem z obciążeniem dramatycznie spada napięcie na wyjściu.
Cóż zrobiłeś wiele pomiarów, ale czy pomierzyłeś współczynnik sprzężenia w transformatorze?

_lazor_ wrote:

Szkoda że ZVS jest może i prosty ale strasznie ograniczony. Nie da się nim sensownie sterować, a do pomiarów najważniejsze jest powtarzalność oraz płynna regulacja.
ZVS musi być regulowany od 12V co już wymusza dolną granicę wyjściowego napięcia.

Zawsze można badać udary dla małych elementów, tam ZVS sobie jeszcze poradzi, gorzej jak ktoś przyniesie warystor albo izolator dla linii napowietrznej, tam wyładowania pełzające potrzebują znacznie większej mocy.

Na powielacz napięcia to może być również za słabe, prądy upływu mogą być tak duże że napięcie przysiądzie znacząco, już miałem taki jeden przypadek, że się napalił kolega bo na jałowym miał ponad 1,5kV a na powielaczu napięcia nie dało rady mu naładować do 700V.
winnym okazał się słaby współczynnik sprzężenie uzwojenia transformatora, jeśli jest słaby to zaczyna się robić dzielnik indukcyjny i razem z obciążeniem dramatycznie spada napięcie na wyjściu.
Cóż zrobiłeś wiele pomiarów, ale czy pomierzyłeś współczynnik sprzężenia w transformatorze?

Wszystko przedemną Dam znać!

ziko234 wrote:

@badworm - tak, udary 100kV jak najbardziej używa się do badania uziemień (możliwość regulacji stromości czoła udaru) i robi się to na Hali WN na PW, wytrzymałości zestyków wysokonapięciowych/wysokoprądowych na udary, do testowania linii średniego napięcia co robi się na Morach w instytucie, do labolatoryjnego mierzenia przebijalności powietrza i materiałów itp itd. Zastosowań jest mnóstwo.

Ok, laboratoryjne badania to ja rozumiem Myślałem, że miałby to być jakiś układ pomiarowy używany normalnie w terenie. Impulsowe mierniki uziemień dające okolo 100V są dostępne już od co najmniej kilku lat i mieszczą się w małej walizce

ziko234 wrote:

Jest to zwykły mineralny olej transformatorowy. Ten olej transformatorowy ma dużą wytrzymałość na przebicia. Jak go badałem kiedyś to była przerwa między elektrodami 3mm i za pierwszym strzałem wytrzymywał 28kV następnie po minucie 30kV itd. aż do 48kV (dlaczego tak się dzieje odsyłam do literatury ) Także w zupełności to wystarcza. Nie wiem nawet czy bez oleju by to przebijało lub nie, ale wolałem nie sprawdzać

Bardzo jednak proszę o chociażby krótkie wyjaśnienie zagadnienia

Frog_Qmak wrote:

ziko234 wrote:

Jest to zwykły mineralny olej transformatorowy. Ten olej transformatorowy ma dużą wytrzymałość na przebicia. Jak go badałem kiedyś to była przerwa między elektrodami 3mm i za pierwszym strzałem wytrzymywał 28kV następnie po minucie 30kV itd. aż do 48kV (dlaczego tak się dzieje odsyłam do literatury ) Także w zupełności to wystarcza. Nie wiem nawet czy bez oleju by to przebijało lub nie, ale wolałem nie sprawdzać

Bardzo jednak proszę o chociażby krótkie wyjaśnienie zagadnienia

Piszę z telefonu więc nie opiszę tego dokładnie bo nie chce mi się szukać materiałów. Generalnie olej transformatorowy to mieszanina gazów, zanieczyszczeń, wody i oleju. Po przebiciu oleju się następuje jego zgazowanie, zjonizowanie gazów, i ich częściowe odparowanie przez co zwiększa się jego wytrzymałość. Odparowuje się też jakaś część wody. Po przebiciu w próbce zwiększa się również jego temperatura a zależność oleju do temperatury jest taka, że do pewnej temp. (60-70stopni) rośnie jego wytrzymałość na przebicia. Powyżej ok 70 stopni zaczyna maleć. Napewno jest jeszcze wiele innych czynników na to wpływających, ale musiałbym poszukać, bo dawno to było.

Dodano po 4 [minuty]:

Wymyślono taką modyfikację gdzie napięcie bramkowe można odseparować od zasilania obwodu mocy - a więc regulacja napięcia od zera.