Еще вопрос: Вы это масло вакуумируете? Или откуда в конструкции прокладки?

неее, у него 20кВ на мм без вакуумирования, а реально хорошие киловольты только на умножителе, да и то по его разные концы - там всего-то потенциально 50-55кВ может набежать, а на 45кВ ограничение стоит. Если бы на большие напряжения, то да, надо было бы вакуумировать.



EDIT: Основное применение аппарата - переносное, он может подвергаться небольшим перегрузкам и постоянным тряскам, поэтому большие требования к прокладкам.

Прокладки для герметичности контактов, крышки, и заливного горлышка, через стенки ящика идет 6 силовых входа, 2 силовых выхода и 5 управляющих контакта. Вот все это барахло регулярно начинает течь, если по десять раз открывать-закрывать. Надеюсь, новая версия будет без этих недостатков и будет содержать вечные намертво замурованные модули.

Кстати, масло очень классно отводит тепло от радиаторов, все-таки при моих 300кГц несущей частоты на мосфетах ватт так по 80 на каждом рассеивается. Обычный радиатор без масла довольно быстро вогнал бы этот мосфет в ступор, а масло очень разумно держит общую температуру около 70С, и все продолжает успешно работать.

Звучит просто невероятно. Это что ж за масло такое?

а можно задать встречный вопрос - что здесь такого невероятного? Поверхность контакта + конвекция делают свое дело, масло, это конечно не вода, но далеко и не воздух. Вот и получается, что система функционирует как если бы она была оснащена жидкостным охлаждением.

Да нет, не всё так просто. В том-то и дело, что масло - не воздух. И даже не вода. Масло обладает приличной вязкостью, естественная конвекция затруднена, особенно, если конструкция не оптимизирована с точки зрения механизмов Рэлея—Бенара.
Поэтому жидкостное охлаждение, как правило, оснащают принудительной циркуляцией, да и как теплоноситель - масло не лучший вариант. Вот я и интересуюсь, каковы значения коэффициентов теплопередачи и тепловой диффузии для Вашего масла, что наблюдается такой великолепный результат? Не преувеличили ли Вы попросту рассеиваемую на мосфетах мощность раз этак в десять?

А куда Ваше масло отводит тепло?
Если я правильно понял, то конструкция в боксе небольших размеров из пластика , для которого коэффициент рассеяния порядка 3-4 Вт на метр на градус.
Разве что можно на теплоемкости недолго протянуть.



Я с маслами, практически, не работал, но сильно хотел бы посмотреть на такое масло.
Ссылка есть на характеристики?

этот бокс регулярно используется при около 0-овой температуре часами с потреблением на входе около 900Ватт, и выходом около 600Ватт. То есть где-то 300Ватт рассеиваются, причем постоянно. Площадь стенок около 11 20 кв дм, 30 15 ватт через дм - при разнице температур в 50-60 градусов - очень просто даже без поддува.

Большие мощности - да, пока только на теплоемкости, но тесты только начались



ссылки не нашел, но при покупке производитель передал такие характеристики

Viskositдt bei 40°C DIN 51562 mmІ/s 9,0
Viskositдt bei -30°C DIN 51562 mmІ/s 1100
Dichte bei 15 °C DIN 51757 kg/mі 890
Durchschlagsspannung IEC 60296 / DIN 57370 kV 40 - 60

а устно добавил, что при 60С вязкозть ниже воды. Действительно, сам ставил натурные эксперименты в большем боксе со слегка подкрашенным маслом, посмотреть на конвекцию вокруг мосфетов (лениво было честно симулировать, под рукой есть только симулятор для сверхзвука) конвекция очень не децкая, перенос виден очень хорошо. При работе нагрев бокса очень равномерный.

Где именно у меня 300-500 Ватт рассеивается - я конечно точно не могу сказать, но были аналогичные натурные эксперименты, в которых я смотрел как нагревается ванна с умножителем и ванна с трансформатором - они почти не грелись... Вывод - в основном у меня потери на мосфетах, причем если считать длительную эксплуатацию (часами система работает), то на мосветах должно около 200 Ватт должно рассеиваться, или около 50Ватт на каждом, при кратковременной - думаю те самые 80 Ватт и получаются.



Спасибо за разумное замечание! Посимуллировать конвекцию - вобщем можно можно найти чем, а про вязкозть - она сильно от температуры зависит - при отрицательных температурах вязкозть масла в сотни раз выше воды, а при 60С практически равна вязкозти воды. Думаю, что и без принудительной циркуляции можно пережить, если недалеко от самих мосфетов поставить хороший отвод тепла - из-за большоко изменения коэффициента вязкозти должна наблюдаться очень сильная турбулентная конвекция, ну и перенос тепла будет обеспечен.



эти коэффициенты вытащить не удалось...


Я так долго боролся с потерями на мосфетах в этой схеме, что при любом теплорассеянии автоматически начинаю грешить именно на мосфеты, вот и преувеличил при внимательном рассмотрении - да, раза в полтора-два завысил, соглашусь с Вами.

Но это не 6 литров, а несколько больше. А как работать при +35 или Вам не требуется?

А почему вы решили, что без удаления влаги?

А Вы посчитайте потери в Вашем масле при ваших температурах, частоте и паразитных емкостях.
Может поэтому и мосфеты не дохнут, так как заметная (большая) часть мощности идет на потери в диэлектрике и потери на паразитные токи от 300 кГц.

140*130*330mm - это 5.5 литров, минус внутренности с пол-литра вообще 5 литров получается.

Про +35 это Вы на больную мозоль наступили



да, согласен, но, опять же, пик напряжения у меня 50кВ. Может будет в будующем 100кВ, но очень сомневаюсь. Пока оптимум находится на рабочем напряжении в 30кВ, то есть надо примерно 40-50кВ накачивающего с запасом, что типа 30кВ оно даст с очень хорошим КПД и очень не по-детцки.



Да, может и так... Но 60% КПД я то устойчиво получаю при выходе в 500Ватт, и около 50% КПД при выходной в 1кВатт! Осталось совсем малость - удвоить мощь и улучшить КПД до 80% вот тогда - Америка нас услышит

Все,... тихо,... всех с Днем Победы!

Кинематическая вязкость измеряется в m^2/s, для воды при 23С она: 9.35Е-07.
То, что привёл производитель, косвенно говорит о силиконовом масле, вязкость которого мало зависит от температуры.
Было бы замечательно просто выведать у него марку этого масла.

Эти цифры я привел для 250В переменки и 300В постоянки, требования безопасности для изделий I класса, медицинская техника.
900В постоянки и 750В переменки требуют 4.5 и 8 мм по воздуху и поверхности соответственно для функциональной изоляции и
6.5 и 12 мм по воздуху и поверхности соответственно с силы на землю.

Введение вырезов на ПП это стандартная практика.
Стандарты требуют чтобы вырезы были больше 1мм, я использую обычно 1.5мм.

Если изделие в масле, выполнять стандарты по зазорам для воздуха смысла нет.

Плату с преобразователем вам в масло окунать нельзя, ибо электролиты там точно не стоят - разрушаются резиновые уплотнения.

Хотя если это не минеральное трансформаторное масло (в Европе его не любят), а кремнийорганика какая нибудь, надо наводить науку на предмет устоичивости применяемых материалов к ней.



Широко известно, что масло по сравнению с воздухом лучше в 5 раз по конвективному теплоотводу.
Но сам не считал и экспериментально не проверял, потребности не было.


Это обычное трансформаторное масло средней паршивости - 20кв/мм это всего 50кв на стандартном испытательном промежутке 2.5мм.
Мы испытывали Trafol 1500P от RAVENOL, там в среднем так и получалось.
Наше ГК Ангарское держит в среднем 60кВ.
Это цифры для масла прямо из бочки.
Если его профильтровать и посушить под вакуумом, можно получить более веселые цифры.

И 12,2 дециметра по площади, а не 20.

Это плохой к.п.д. И одной из причин является использование 300 кГц.

Увеличение частоты может приводить к снижению габаритов трансформатора (что при 15 литрах объема не сильно большая проблема) и возможности уменьшить емкость конденсаторов.

С другой стороны это требования к ферриту, реактивная нагрузка по переменному высокому напряжению и повышение диэлектрических потерь.
Кроме того, обратите внимание, что заряд УН происходит за малую часть времени от периода и это время соизмеримо с временем обратного восстановления высоковольтных столбов которое, кстати, указывается при 25% от пикового реверсного тока.



Из бочки в испытательной чашке. Когда заливается в реальный рабочий объем, то содержание влаги может резко повышаться и пробивное падает.
Знаю пример, когда из вв источника (Мосрентген, 160 кВ/2,5мА, реально используемое до 90 кВ) слили масло.
Он так простоял некоторое время, после чего попытки залить свежее масло без просушки источника оканчивались неудачей. Выше 50-60 кВ напряжение на источнике поднять не удавалось. Так он у них и стоит.

В этом случае дело может быть не только во влаге. Вакуум воздушные пузыри выгоняет.
На простую заливку конструктив нужно делать соответствующий - без сплошных барьеров полностью прозрачный.

Настолько ли широко, чтобы можно было бы получить ссылку на доказательство?

Да, полностью согласен, если из метров получить мм, то получится что мое масло при 40С в 9 раз более вязкое, чем вода, а вот при 60С оно сильно разжижается. При отрицательных температурах оно становиться очень густым, это и глазом видно, поэтому про старт в -30С я тоже немного побаиваюсь


не, это не силиконовое, но и силиконовое у меня есть. Все собираюсь попробовать, но жаба душит - оно раза в 3 дороже этого.

Уважаемый SmartRed,

очень благодарен Вам за понятное и простое разъяснение с зазорами по воздуху и по плате для разных напряжений.

Отдельно хочу Вам сказать огромное спасибо за замечание про электролит с маслом - при первой же переразводке заменю на керамику, он там не сильно-то функционален.