Нужна помощь в расчете импульсного т-ра 1000в -> 10000в

terrano

Парни подсобите с расчетами...
Задача:
Получить мощный одиночный электрический разряд между 2мя электродами расстояние между которых 5мм мин. - 10мм макс.
Мое видиние решения:
емкость в 1000 - 1500 мкФ заряженную до 1000 в. разряжаем на первичную обмотку т-ра состоящюю из примерно 150-200 витков провода толщиной 0,8мм. (данные катушки взяты у гаусостроителей, импульс тока при этом сотни ампер!). Вторичная обмотка т-ра повышает напряжение до ~10 Кв.
Вопрос:
Как расчитать кол-во витков во вторичной обмотке на данное напряжение с максимальным коэфициентом передачи энергии запасенной в конденсаторе?

Реклама

Кот_Баюн

напряжение на входе трансформатора 1000В 150-200витков, а на выходе тогда 10000В 1500-2000витков, тоесть 10000/1000=10 - коэффициент трансформации.
количество витков первички*коэффициент трансформации=количество витков вторички.
А тип материала сердечника определяет соотношение виток/вольт,
Мощность трансформатора и частота определяет размеры сердечника и материал.

Какая задача этого трансформатора?
Антистатик?
Бабушек пугать искрою?))

Вот программы расчета, может подойдут.
http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=33756

Реклама

terrano

Кот_Баюн
Чесно говоря так и предполагал, но что-то меня смущало.... с трансформаторами я не очень дружен. Т.е. если я Вас правильно понял, то КПД тр-ра зависит от сердечника? В моих задачах стоит, максимально передать энергию с минимумом потерь, т.е. если в кондёре 500Дж, то и на выходе максимально приближенно к этому.

А что на счет приминения... Бабушек пугать?

Да не в тех годах уже, да и с такой мощностью бабку сразу хоронить придется

сам то опасаюсь, как бы не словить нечайяно. Про эффект Юткина слышали? Вот хочу покопать в этом направление.....
А за сцылочку спасибо, покурим )))

Кот_Баюн

КПД зависит от соотношения вольт/виток для каждого типа материала(чтобы сердечник не завести в насыщение).
Не забудьте при намотке делать прослойки из диэлектрика между слоями.
Для Вашего трансформатора сердечник нужен скорее всего железный или из низкочастотного пермалоя.

Реклама

terrano

А если насытится? чем черевато? Вообще думаю сердечник отлить в виде чашек с сердцевиной из опилок ферромагнетика в эпоксидке. Первичку мотать из нескольких однослойных катушек более тонкого провода поверх предидущей, для увеличения коэфф. заполнения, да и межслойную изоляцию не надо будет. Хорошо бы и вторичку так.... но витков много.

Реклама

Кот_Баюн

Сердечник из опилок не стоит делать, феррит делается из опилок направленных в магнитном поле, дома нормально не сделаеш его!
Покупайте готовый.
Насыщение сердечника трансформатора чревато большими потерми в КПД и если были бы силовые ключи на входе то они бы сгорели.
500Дж, это сколько в Вт?

Может попробуете сделать на автобобине, я делал, но мне пощности мало показалось, хотя зависит от бабины, на одной шило на 15мм и даже чуть больше, а на другой до 10мм...

Реклама

Кот_Баюн

terrano писал(а):А что на счет приминения... Бабушек пугать? Да не в тех годах уже, да и с такой мощностью бабку сразу хоронить придется сам то опасаюсь, как бы не словить нечайяно.

Меня било от высоковольтного выхода генератора 20кВ 20кГц 1кВт и ниче живой и даже сухожилия целые и мышци - обувь на сантиметровой резиновой подошве спасла(снизу подошвы резина потекла чучуть), благо плавный выход генератора на заданное напряжение и частоту был предусмотрен, я как раз с самого старта и до выхода на рабочее продержался, это около 4 секунд, обездвиживает вообще и если бы только генератор вышел на заданную частоту и я не успел бы оторваться то там бы и остался... Мне повезло, а некоторым от обычной розетки 220В сухожилия подпаливает. После такого случая я работаю или сразу под напряжением или обесточиваю в нескольких местах от всяких уродов, мне вот один раз включили - научили на всю оставшуюся...

terrano

при емкости в 1500мкФ и напряжении 1000в. мы получаем энергию силой в 750 Дж. Порывшись в нете нашел, что 1 Дж = 1Вт/с. т.е 750 Вт в секунду.
По сердечнику, дык я ж его не из феррита а из железа делать буду.... или не имеет значения? (в контексте расположения опилок)
Про автобобину. Это первое что пришло в голову, но сразу отмёл, там токи мизирные, воздушный зазор то она конечно пробивает, за счет высокого напряжения, но мощности вообще нет.

Кот_Баюн

Тогда Вам нужен трансформатор что передаст эту мощность за один "скачек тока" - это очень большой сердечник гдето на 1кВт железом - там будет где разместить и первичку и вторичку.

terrano

Да завидная машинка! (я про генератор). При таком ударе выжить это просто подарок судьбы! Или Вы только за один из контактов задели? (раз подошва оплавилась, предпологаю что в землю пошло). Но даже в этом случае великая удача.

Тогда Вам нужен трансформатор что передаст эту мощность за один "скачек тока

В точку! лучше и не скажешь. Вот только даже не представляю что такое сердечник на 1 Квт железом, как бы его посчитать? Ну и есть еще предположение в порядке бреда, что.... как бы объяснить...
Вообщем к примеру длительность импульса равна 0,1 сек. если бы этот импульс был не один то это уже частота 10Гц (надеюсь понятно изъясняюсь), так вот узнать если длительность реального импульса, выяснив как бы частоту, отсюда и вычислить габариты сердечника. Ведь чем выше частота, тем меньше сердечник. Что думаете?

Кот_Баюн

Если пойти простым путём, то может проще намотать сразу с первичкой 220В и тогда получится:
500-700витков первичка и 23000-32000витков вторичка - мотать с прослойками диэлектрика очень заманчиво))
От конденсатора тоже не так просто получается если поставить за цель максимальный КПД...

Импульсник с питанием на 1000В - не целесообразно и реально ли вообще.

Последнее что я могу придумать - разделить на два каскада всю цепь: первый - импульсник с выходом в 1000В и 500Вт с частотой от 20кГц(с защитой от к.з.) и второй каскад - импульсный повышающий трансформатор.
Повышающие импульсные трансформаторы мотать тяжело - постоянно изолировать слои и соблюдать чистоту.

terrano

Не, сетевой вариант как то вообще не возбуждает, от одной цифры 32000 витков в предобморочном состоянии, а намотать такое я точно даже под дулом пистолета не соглашусь

а межслойная изоляция меня ваще добъет!

От конденсатора тоже не так просто получается если поставить за цель максимальный КПД...

Импульсник с питанием на 1000В - не целесообразно и реально ли вообще.

Ну незнаю, на мой взгляд, это наилучший выход, особенно если учесть что все это ради одного импульсв в доли секунды. Мне кажется даже сердечник воити в насыщение не успеет, а если и успеет то как бы нам уже все равно, ведь второго импульса не будет и ничего трансформировать уже не нужно...
А что касается разделения на 2 каскада.... По мне так это излишее удорожание и усложнение конструкции, все опять же ввиду того что нужен всего лиш один импульс. Смысл городить преобразователь на полкиловата стоимостью 1-1,5 Крубля + питание к нему нехилый аккум либо привязка к сети. когда за ети-же деньги справится кондер, причем с большим мгновенным током.

Кот_Баюн

Китайцы делают именно сетевые трансформаторы с выходом на 10-15кВ 100-200Вт - мотают и ничего страшного, один такой трансформатор стоит от 100$.))
Мотайте трансформатор какой намотаете, а потом на выход подкиньте лампочку 100Вт и если она сгорит при подключении ко входу трансформатора конденсатора, то всё готово))
Для железа если я не ошибаюсь 5 витков/вольт.

http://www.radiokot.ru/forum/viewtopic.php?f=11&t=7998

если нужно всего один импульс, то ни о какой частоте не может быть и речи. один импульс сегодня, а второй то ли завтра, то ли через неделю, то ли через час.
рассчитать трансформатор просто так не получится. для расчета числа витков в первичке нужно знать не только первичное напряжение, но и длительность импульса. а также еще нужно знать сечение железа будущего трансформатора.
откуда взялось 150-200 витков в первичке? с потолка?

terrano

откуда взялось 150-200 витков в первичке? с потолка?

Ну практически. У людей занимающихся постройкой "гаусганов" есть целая программа которая считает (в зависимости от емкости, напряжения, толщины провода, веса и размера пули и пр.) характеристики катушки ускорителя (длинну намотки, кол-во витков), да и практические испытания показали примерно такие же результаты. Из чего я сделал вывод, что при этом напряжении и емкости с данным кол-вом витков создается наибольшее магнитное поле, которое нужно с помощью магнитопровода сконцентрировать и направить в о вторичную обмотку.

Кот_Баюн

Получается что нужно знать индуктивность трансформатора (первичка+сердечник) - это даст время разряда емкости, а значит и частоту, а нам нужен как раз трансформатор и мы имеем "систему из двух уравнений с двумя неизвестными".
Но сразу можно сказать, что первичка должна быть из толстого провода - с маленькими потерями значит.
Допустим мы возьмём с потолка 200 витков первички и сердечник с площадью поперечного сечения 20-30 квадратных сантиметров (материал - железо т.к. низкочастотнее его я не знаю) и вторичка соответственно будет 2000витков. Если первичку надо с малыми потерями, то поперечное сечение медного провода должно быть больше 1 кв. мм, но мы возьмём 1 кв. мм, тогда провод вторички должен быть с площадью поперечного сечения не меньше 0.1 кв. мм (т.к. коэффициент трансформации 10). Если получившаяся мощность не будет устраивать, то надо подбирать количество витков, для железа на 50Гц вроде 5 витков/Вольт, тоесть количество витков надо будет увеличивать в обеих катушках.
Я знаю, что это домыслы и они не выносят никакой критики, но для этого случая такого трансформатора должно хватить.

Кот_Баюн писал(а): для железа на 50Гц вроде 5 витков/Вольт

число витков/Вольт зависит от сечения железа. для ленточного железа на 50 Гц сечением 10 кв. см - 3 витка/Вольт, для 30 кв. см - 1 виток/Вольт.

Кот_Баюн

Спасибо за уточнение!
Значит чем больше площадь сердечника тем он более подходит для автора))
Итого площадь сердечника должна быть 150 кв. см - тяжелый гигант на пару кВт))
Смешно такую махину мотать для одного конденсатора=))

vgg60

Сантиметр десятью киловольтами не пробить. 30 кВ надобно..... 750 джоулей - это чудовищная энергия. Я бы посоветовал автору вопроса начать хотя бы с одного джоуля. Судя по вопросам автора (да и по некоторым ответам), похоже, что народ слабо понимает, о чём вообще идёт речь. Чем будет коммутироваться первичная цепь? Что будет являться нагрузкой во вторичной цепи? Прежде, чем требовать максимальный КПД передачи, надо попытаться понять механизм этой передачи. Что будет передаваться? В какую нагрузку? За какое время? Какой будет ток? Чем он будет определяться? Каковы каналы потерь? Начать надо с грамотной постановки задачи. Что надо получить? Большой бум? Яркую вспышку? Что? Кто поставил такую задачу? Каковы ресурсы? Что за конденсаторы, хотя бы?

задача у автора топика - получить пробой в воде, с целью создания гидродинимического удара.
нужна одиночная искра.
на остальные ваши вопросы у меня нет ответа, хотя участвую в обсуждении практически с начала.