Одновитковый высоковольтный импульсный трансформатор

Поділитися
Вставка
  • Опубліковано 29 вер 2024

КОМЕНТАРІ • 38

  • @Biolis
    @Biolis 7 місяців тому

    Зачем городить такую нелепую конструкцию (ее будет шить с большой вероятностью), чем вам не нравится ВЧ трансформаторы типа "БИНОКЛЬ" их широко применяют в лаз. технике, там без всяких трудностей хоть на 100 kV изоляция укладывается и инд. рассеяния в норме...

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  7 місяців тому

      Бинокли не применяются в лазерной технике. Совсем. Никогда.
      А вот такая нелепая конструкция выигрывает у всех трансформаторов используемых в газовых лазерах с возбуждением электроразрядом.
      А что до биноклей так нет их там:)
      Магнитная связь, индуктивность рассеяния минимальны в тороидальных сердечниках с однослойной намоткой и объемным витком, здесь вы видите разновидность последнего.

  • @Антон-х6с9т
    @Антон-х6с9т 4 місяці тому +1

    Очень интересная идея. Огромный лайк за видео. Если позволите - несколько вопросов. Есть задача получить 50-100кв на выходе. 2200 подается на первичку через разрядник, накопитель - конденсаторы. Частота разрядов 10-50 гц. Мощность транса не важна, главное малые габариты, его задача - создать канал проводимости. Для этой цели применялся транс на стержне 1200-2600 витков вторички по слоевой технологии с вакуумированием компаундом на феррите общего назначения 87. Мотать хоть и на станке, но всеравно каждый слой изолировать вручную. Чрезвычайно трудоемко. Разные трансы, разный коэфф трансформации от 23 до 46. Если эта конструкция способна заменить слоевой транс, она выходит значительно менее трудозатратной, даже если первичку точить из медной болванки, цена вторична. Намотал 23 вика - готово. В виду отсутствия знаний и теоретической базы для расчетов, подступиться к этой тематике не удавалось.
    1) Какими критериями обусловлен выбор сердечника из смеси 26. Bsat 1,85Т насыщение. Хотя есть смеси 1,87Т. Правильно ли я понимаю, что индукция насыщения будеть играть ключевую роль при выборе материала, на втором потери?
    2) Есть материалы фирмы magnetics Kool Mµ Hƒ -1Т, Edge - 1,5Т, MPP- 0,8Т, High Flux -1,5Т, XFlux -1,5Т. Может ли один из этих материалов заменить смесь 26?
    3) Как бы хотелось увидеть работу вашей конструкции))) Очень хочется повторить с поправкой на мои задачи. Даст ли она тот эффект на который я рассчитываю -хз. Но готов повторить ради эксперимента.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  4 місяці тому +1

      Антон, здравствуйте! Для решения нужно понимать назначение устройства и требования к форме импульсов. Судя по описанию средняя мощность не велика - до 100 Вт, импеданс нагрузки? Пред ионизация ГРП? Конструкция из обзора думаю вам не поможет. Возможно, проще всего пойти проверенным путем, есть как минимум три варианта исполнения трансформатора:
      1. Трансформатор Льюиса. Если (для чудовищного упрощения!) абстрагироваться от волновых процессов то выглядит так: несколько магнитопроводов (колец) на которых не равномерно (как по кольцу так и относительно соседних колец) размещены равные отрезки коаксиального кабеля при этом центральные жилы и оплетки начала отрезков на каждом кольце соединены параллельно (центр-центр, оплетка-оплетка), а "выходные концы" отрезков соединены последовательно, "верхний вывод" - центр, оплетка к центру второго и так далее... "нижний вывод" - оплетка последнего отрезка. Все вторичные стороны линий разных колец, так же соединены последовательно.
      2. Спиральный трансформатор. Берем ленту (да хоть китайскую медную на клеевой основе!), длина ленты равна число витков на длину витка с учетом толщины намотки, припаиваем (на самом деле - произвольно, это позволит регулировать Ктр) к ленте два отвода (например, в центральной части, ширину участка между отводами нужно рассчитать - какую индуктивность первички вам нужно получить для согласования импеданса разрядного контура с ИТ) кусочек ленты между двумя отводами это первичка. Далее наклеиваем ленту на диэлектрическую пленку, пленка понятно, с полями. В поля между проводящей лентой и краем пленки вклеиваем (да хоть клейкая лента, если вам для себя на эксперимент) диэлектрик толщиной равный толщине проводящей ленты и все это изолируем верхним слоем изоляционного диэлектрика. Далее, на оправке сворачиваете конструкцию в спираль (! не забываем, это волновые процессы передачи энергии). Расчет Гуглится.
      3. Вариация трансформатора на отрезках коаксиального кабеля, приближенная к классическому ИТ: берем потребное количество колец. На кольцах мотаем обмотку коаксиальным кабелем (кольца не соприкасаются!!!) далее тонкость, смотрите: снимаем изоляцию оплетки коаксиала на частях кабеля лежащих на внешней стороне колец, а между кольцами (а они у нас изолированы и не касаются друг друга) полностью удаляем оплетку. Теперь на каждом кольце сверху и низу каждого кольца, соединяем экраны вместе (обычно используют диски металлические на который крепят концы оплетки, далее все нижние части оплеток каждого кольца соединяем вместе, а все верхние части оплеток каждого конца так же - вместе. Получили первичку, ну а вторичка у вас последовательно соединенная - сам коаксиал, его центральная жила.
      Все это помещаем в емкость с трансформаторным маслом, глицерином, если есть возможность, то азота наддуваем и отпаиваем, нет - расширительный объем небольшой предусматриваем и только масло или глицерин - это основная изоляция на 100 кВ будет. Габарит будет совсем небольшой. Нужно оценить - получится ли сделать на воздушной изоляции, если импульсы единицы микросекунд то может и на воздухе не будет пробивать. Коаксиал хорош в данном применении своей изоляцией.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  4 місяці тому +1

      По магнитопроводу. Для моей задачи (передача без искажений прямоугольного импульса) требуется максимально узкая, близкая к прямоугольной, петля гистерезиса магнитного материала. К сожалению, колец с прямоугольной ППГ (я их использую для насыщающихся дросселей магнитно-импульсных формирователей) нужного сечения не нашлось, быстро приобрести не получилось. Для ИТ ведется расчет переходного процесса, я делал в Matlab т.к. просто по фану и красивые картинки, можно в любом симуляторе от tina, LTspace и далее кто во что умеет, схемы замещения импульсного модулятора, определяется длительность импульса первичного тока, амплитуда импульса, из этих параметров выбирается сечение магнитопровода, мы же не магнитно-импульсный... делаем. Магнитопровод не должен входить в насыщение! Играем в симуляторе параметрами схемы замещения (это дает понимание минимальной индуктивности первички для получения нужного импеданса и вообще - возможно ли одновитковый использовать для конкретных условий. Поэтому, индукция насыщения здесь не основной критерий. Нужна малая остаточная индукция и форма петли гистерезиса.

    • @Антон-х6с9т
      @Антон-х6с9т 4 місяці тому +1

      @@DigitalCAT-electronics Товарищ, простите не знаю вашего имени, вы просто гигант мысли кладезь знаний. Для осмысления только трансформатора Льюиса мне придеться читать целую работу. Остальные 2 пункта пытаюсь осмыслить. Я просто любитель а не профессионал. Сделаю несколько ремарок по вашему ответу. Думаю вы не захотите со мной общаться после данного ответа. Это попытка преосмыслить и как то упростить выходную часть трансформаторного выходного каскада ЭШУ, без потери эффективности. Схема с предъионизацией и разрядными кондерами. Автотрансформаторное включение обмоток, один конец первички соединен со вторичкой и является общим. Могу дать ссылку на источник с описанием, хотя я думаю вы уже и так догадались. Импеданс нагрузки переменный, в зависимости от контакта. Оптимальная длительность импулса от 700 до 1000 мкс. оптимально 900 ибо безопасно и эффективно. Длительность и форма импульса сильно зависит от схемы соединения обмоток. Работу испытывал на себе. Повторять желания нет. Возможно ли повторить подобное на одновитковом трансе в автотрансформаторном включении я не знаю. Видимо такой же длительности не добиться, как в слоевом трансе. Как я понял главная фишка одновиткового транса - минимальные искажения при очень коротких импульсах. Таких колебаний как в слоевом трансе где
      1обмотка-110вит/2обмотка-2600вит там по определению быть не может. Обмотка короче в сотни раз, материал с очень низкой индуктивностью в сравнении с ферритом 87. + конструктивные проблемы - изоляцию нужно делать намного более серьезной, увеличивать воздушные промежутки с объемным витком и вторичкой для заполнения компаундом. Высокая вероятность пробоя в точке соединения 1 и 2 обмоток. Конструктив нужно адаптировать. Хотелось бы понять стоит ли. Мне еще разбираться со всем что вы написали, чтобы осмыслить. Огромная благодарность вам и вашему каналу. Для ютуба очень редкий контент, крайне интересно слушать профессионала.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  4 місяці тому

      Для ЭШУ предложенные мною варианты совершенно не пригодны:( вам же достаточно компактное устройство нужно со средней мощностью (потребляемой от первичного источника) в пределах 30 Вт. А все что я описывал так или иначе, будет громоздким. Одновитковый никак не подойдет. Типичная схема ЭШУ: автогенератор с трансформаторной ОС и соответственно тр-ром преобразователя, инициирующий разрядник, срабатывание которого порождает переходной процесс и этот импульс вы уже трансформируете по напряжению повышая его до величины в 80 - 100 кВ. Очень просто ответить на все вопросы которые вы задаете смоделировав последовательную RLC цепь в момент коммутации на источник ЭДС. Вы увидите, что не получится использовать одновитковый тр-р в цепи с малой L, большой С (относительно величины L) и очень малым эквивалентным сопротивлением контура.
      С точки зрения разработчика ЭШУ я бы стремился к резонансной передачи энергии из колебательного контура образованного емкостью накопителя, первичкой ВВ транса и паразитным сопротивлением цепи (его надо учитывать) во вторичную ОБМОТКУ.
      Для начинающего радиолюбителя, самым простым средством моделирования будет LTspace (от Analog Devices) либо Tina (от Ti), расставите компоненты, ключ источник ЭДС, напишете условие запуска и все, щуп виртуального осциллоскопа в интересующую точку, смотрите картинки.
      Так, что бросьте варианты что я Вам ранее описал, это не для этих задач и будет сложно:(
      С уважением Владимир

    • @Антон-х6с9т
      @Антон-х6с9т 4 місяці тому

      @@DigitalCAT-electronics Огромное спасибо Владимир!!! Будем пробовать на LTSpice. Ваши советы помогают сберечь много времени и денег в том числе. Если направление бесперспективно. Хотел бы уточнить, чисто теоретически, на сколько я понимаю, при разрядке кондера 2200в на первичку одновиткового транса, мы не получим на выхлопе напряжения которое ожидали в соответствии с КТ, поскольку индукция на виток в данном случае намного меньше, чем я предполагал? Также очень хотелось бы узнать от какого источника питается ваш транс и каким входным напряжением, если позволите? У вас импульс однополярный?

  • @IgorPshynyk
    @IgorPshynyk 8 місяців тому +1

    мдам смотрится не очень надежно.. я про изоляцию шинки, лучшеб каптоновим скотчем. сначала обон слой по часовой, потом второй против часовой стрелки вдоль шинки.. да и зачем такое сечение? сколько получить цель?

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      Толщина ленты армированной 0,15 ее электрическая прочность выше двух встречно намотанных каптоновых лент. Межобмоточная 4х0.15 стеклотекстолит плюс верх и низ 0.8мм стф, сердечник (если память не изменяет, эмаль, длительно 1 кВ) + 2х0.15 армированного фторопласта с перекрытием...
      Очень даже высокая прочность изоляции:)
      А с учетом того, что
      Первичка 300 (В), вторичка 17 витков, то можно даже лаком не пропитывать и не заливать.
      Но идея, конечно из совсем других "областей" с иными напряжениями;-)

    • @IgorPshynyk
      @IgorPshynyk 8 місяців тому

      @@DigitalCAT-electronicsимхо сердечник можно и не обмотивать. я за медь лентой.. лунта то может и имеет прочность изоляции но вот крипедж дистанс фигня.. кроме того тефлон хладотекуч.. и со временем в местах давления может уйти изоляция.. Почему не использлвали литц? или на худой конец МГТФ?

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      @@IgorPshynyk у ленты погонная индуктивность сильно меньше, колхоз обматывать не на станке, но для опытника вполне, судьба экземпляра сгореть или ему или нагрузке в ходе наработки и тестов предельных режимов.

  • @denchesnuk8470
    @denchesnuk8470 2 місяці тому

    Здравствуйте а для чего он нужэн

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  2 місяці тому

      Доброго времени. Нужен для трансформации импульсов. Конкретно этот для быстрой лампы вспышки.

  • @MrSquirr
    @MrSquirr 8 місяців тому +1

    👍

  • @YahontAction
    @YahontAction 8 місяців тому

    Кстати говоря технология работы с нержавейкой в данном случае не дешевая, нужна:
    - лазерный раскрой нержавеющего листа 3-5мм.
    - лазерный раскрой трубы их нержавейки, двух разных диаметров!
    - контактная сварка.
    - технология аргоновой сварки по нержи.
    Не проще было бы, стакан корпуса выполнить из цельного алюминиевого кругляка, методом токарки?
    А на фрезерном в нем же изготовить резьбы для крышки (без фланца ибо по телу может не потребоватся)
    Изготовить в дне резьбы для подключения токоведущих шин.
    Крышку можно изготовить либо из толстого алюминиевого листа либо из куска того же кругляка, сохранив все те-же пропорции.
    На выходе получится облегченная конструкция, с хорошим теплоотводом, и низкими потерями в корпусе.
    Это как вариант к расмотрению.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      Обрезки труб удачно (!) были на складе! ТКФ участок загружен сильно, технолог решил на лазере вырезать прям раз и готово. Вообще это рекорд - то что в ролике показано затрачено 8 часов времени!:))

    • @YahontAction
      @YahontAction 8 місяців тому

      @@DigitalCAT-electronics попробуйте еще омеднить с помощью медного купороса, там технология не так сложна.
      А 8 часов за все про все - много, токарь гораздо быстрее выберет алюминий, ну и какоето время на фрезеровку (если есть ЧПУ так вообще все можно замутить сразу).
      Ассортимет будет только один - КРугляк алюминия... так что ззадумайтесь с технологом на пару.
      В солиде в котром вы работаете прикинуть такую конструкцию ерунда вопрос.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      Да нет, вы не так поняли - 8 часов это все чертежи по эскизу, лазерная резка с переналадкой (лист надо притащить на ченджер положить), прессовка гаек, сварка шпилек, сварка деталей, изоляция магнитопровода, изоляция межобмоточная, изоляция ленты - вторичной обмотки, намотка. Это все 8 часов. Резка секунд ... заняла:) дольше ченджер загружать:)

  • @YahontAction
    @YahontAction 8 місяців тому

    Идея и конструкция понравилась.
    Но, есть целый букет вопросов по этой конструкции:
    - Какая мощность кВт?
    - какая топология преобразователя и частота переключения?
    И самый важный вопрос. А как просчитанны потери мощности в первичной обмотке/корпусе, если его материалл нержавеющая сталь?
    У меня был печальный опыт с нержавейкой, когда я решил поменять трансформатор в ИБП с броневой конструкции на тороидальную.
    Для этого был заказан трансформатор со всеми обмотками и нужной мощности тороидальной конструкции. Ожидания шли, на снижение потерь ХХ. Для крпеления тороида, был из нержавейки заказан по спец проекту кронштейн.. все собрано при включении ничего не сгорело, но...
    Начали греться конструктивные детали которые распологались рядом с тороидом, в том числе сильно грелся и кронштейн из нержи. Причиной сего зла было поле рассеяния тороида, (либо его наомтали не совсем равномерно не знаю ибо заказывал на стороне) а частота ШИм модуляции того ИБП была всего 20кГц. Но правда там ШИМ под модуляцию синуса 50Гц.
    В вашей же конструкции применено слишком смелое решение - материал нержавейка, а там потери от вихревых токов могут быть сильно больше чем у цвет металов.

    • @IgorPshynyk
      @IgorPshynyk 8 місяців тому

      звучит анриал.. наоборот тор должен фонить и потери по минимуму.. или у вас частота занебесная (но 20к ето пиль там нада минимум пару сотен килогерц) и малейшая емкость травит. ви думаете перемагничевание в болте настолько добавляли потерь? Вангую или кз в обмотках или крепежний болт в конструкции делал замкнутий виток.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому +1

      Такую конструкцию называют трансформатор с объемным витком и еще можно найти такое сокращение - ОДН (одновитковый трансформатор) сюда перекочевал из высоковольтной импульсной силовой электроники. Мощность статическая 150 Вт, мощность импульса 175 кВт. Это поделие не для традиционного источника питания. Это трансформатор импульсного модулятора. Суть всех импульсных модуляторов не зависимо от нагрузки и параметров - сформировать прямоугольный импульс высокого напряжения на нагрузке. Традиционно это достигается разрядом накопителя на первичную обмотку трансформатора. Накопитель может быть длинной линией разомкнутой на конце, емкостью, индуктивностью.
      Тот факт, что виток проводит ток и не короткозамкнут, охватывает магнитопровод, делает сию конструкцию обмоткой. Тороид с однослойной обмоткой один из лучших вариантов с точки зрения индуктивности рассеяния, ведь в данного вида трансформаторах идет борьба за минимизацию индуктивности выводов и индуктивности рассеяния. Большой объем магнитопровода обусловлен значительным током в первичной цепи трансформатора. Излучения, вывод первички тот что на крышке внешней соединяется с землей разрядного контура.

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      @@IgorPshynyk где то перемкнуло тор не фонит. Да вы собственно все уже написали:)

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому +1

      Сейчас собрал конструкцию и вспомнил вас про изоляцию- выходное окно под выпуск ленточных выводов маловат зазор, зараза! Так не хочется заливать, расфрезерую разобрав так, наверное поступлю

    • @YahontAction
      @YahontAction 8 місяців тому

      @@IgorPshynyk С самим тором все нормально, у него потери мощности ХХ около 10Вт при 1кВт мощности.
      Старый транс в том ИБП имел броневую Ш образную конструкцию из толстой ЭТС, и потому его магнитная система сильно грелась, а потри ХХ составляли 75Вт при работе от АКБ.
      Но с самим тором вышел нежданчик... проявилось это так явно, что стоит в его внутренюю часть внеси стальную шпильку М6 даже ни кчему не врученную, как за считанные секунды она нагревалась прямо в руках, а мощность потерь сразу возрастало на 7-10вт.

  • @alexanderkavalscky4879
    @alexanderkavalscky4879 8 місяців тому

    подскажите,что за лента белая ?

    • @DigitalCAT-electronics
      @DigitalCAT-electronics  8 місяців тому

      Здравствуйте! Брал образец в Китае на заводе трансформаторов, к сожалению никакого информационного листа или упаковки с названием не было, но ленту уже на производстве распотрошили убедиться что в ней есть стекловолокно, убедились и успокоились:)

    • @alexanderkavalscky4879
      @alexanderkavalscky4879 8 місяців тому

      Видел видео Как китайцы изолируют тороиды этой лентой, вот названии ленты нет...

    • @bobahkz
      @bobahkz 8 місяців тому

      похоже на кремнезёмную ткань