Изготовление ИИП на 6кВ, Для питания ЛБВ Опции

[microstrip_shf]

Hi ALL.



Возникла мысль изготовить для собственных нужд усилитель мощности на ЛБВ . Напряжений питания у неё несколько , но самые высокие 6 кВ и 3кВ . Поиск по инету выдал пару радиолюбительских конструкций. Кусок схемы одной из них в аттаче. К сожалению там нигде нет конструкции транса.
В моём случае максимальная мощность которую нужно будет отбирать потребителю по выходу 6 кВ равна 500 Вт. Напряжение должно быть стабилизированное.

Вопосы:
Можно ли в данном случае сделать резонансный источник ? Или здесь применяют другие ?

Чтобы избежать ионизации решил сделать так. Расположить 10 колец по окружности, пропустить первичку из свитых кусков МГТФ через все колечки. Экраны в каждом кольце в виде трубочек из фольги. Вторички сделать по 600 Вольт на каждое кольцо. Потом согнать все вторички на один общий выпрямитель. Вторички аналогично намотать МГТФ тонким. Не начнётся ли при этом звон.

Возможности сделать высоковольтный транс с вакуумной пропиткой нет.

Прикрепленные файлы

 ______.pdf ( 179.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 304

 

[monos]

Секционировать вторички на разные сердечники- мне думается, правильное решение. Единственно, при таком к.тр. и при таком способе намотки может получиться большая инд. расс., которая не позволит развить нужную мощу... Если вторичку разбить на 20...30 колечек, а первичку сделать одновитковую и немотальную (в виде медной трубы подходящего диаметра), то, двутактный полумост (мост) и такой транс вполне могут подойти для решения ТЗ. Единственно, со стабилизацией придется помозговать...

[gte]

Если вторичку разбить на 20...30 колечек, а первичку сделать одновитковую и немотальную (в виде медной трубы подходящего диаметра), то, двутактный полумост (мост) и такой транс вполне могут подойти для решения ТЗ.

Можно разбить и на 20-30 сердечников, только зачем в этом случае использовать одновитковую катушку из медной трубы разрезанную и надетую на кольцо в виде первички? При такой разбивке коэффициент трансформации будет 1:1 и останется только изолировать вторичные обмотки на постоянное напряжение 6 кВ.
А если серьезно, то проще и дешевле будет вакуумный насос купить. Китайские, для кондиционеров, очень дешевые, а ресурса много и не надо.

[monos]

Можно разбить и на 20-30 сердечников, только зачем в этом случае использовать одновитковую катушку из медной трубы разрезанную и надетую на кольцо в виде первички? При такой разбивке коэффициент трансформации будет 1:1 и останется только изолировать вторичные обмотки на постоянное напряжение 6 кВ.

Одновитковая первичка в виде трубы- вариант уменьшить инд. расс. Мотаются обмотки вторичек и, далее, набор из колец с обмотками одевается на трубу-первичку. Для увеличения связи между обмотками трубу нужно подобрать максимально возможного диаметра. Для оценки к.тр.- можно считать, что такой транс представляет собой 20...30 трансформаторов с соединенными последовательно первичками и вторичками соответственно.

[gte]

Одновитковая первичка в виде трубы- вариант уменьшить инд. расс. Мотаются обмотки вторичек и, далее, набор из колец с обмотками одевается на трубу-первичку. Для увеличения связи между обмотками трубу нужно подобрать максимально возможного диаметра. Для оценки к.тр.- можно считать, что такой транс представляет собой 20...30 трансформаторов с соединенными последовательно первичками и вторичками соответственно.

Вы что то напутали. Первичная обмотка из одного витка для высоковольтного трансформатора с указанными исходными данными нереальна. Подобная конструкция используется в высокочастотной технике и реже в преобразовательной, как вариант - так называемый токовый трансформатор. Но у него есть, как минимум, кольцо с первичной обмоткой. И назначение у него совсем другое.
Но в принципе, с кольцом - первичкой и встроенными диодами на каждое кольцо, сделать можно. Только это будет сложнее и дороже. Токи в этом витке при 500Вт будут очень приличными. Придется точить из медной болванки и хорошо паять. Естественно, с первого раза не получится. На 0,5кВт и 1 кВт, 20 кГц я такие использовал в советские времена.
Умножитель напряжения, кстати, на 700 кВ.
В данном случае, достаточно использовать П образный сердечник или несколько. Вопрос экономии места и количества сердечников, я предполагаю, не стоит. А итераций будет меньше, так как все посчитать нереально.

[monos]

Вы что то напутали. ...

Да, кое-что напутал- первички- последовательно, напряжения вторичкек суммируются после выпрямителей.
Я делал подобный транс для 200-ваттного преобразователя 12/600 вольт: на двух колечках. Нужно подобрать такое кол- во колец, что-бы при вменяемом размахе индукции было достаточно одного витка в первичку. Навскидку, для мостового инвертора при 50кГц, если взять к40х23х11 N87 от епкос, должно хватить 20 колечек. Вторичику разбить, к примеру, на 10 частей, каждую часть вторички намотать на двух, сложенных вместе кольцах. Они будет содержать витков эдак по 20. Для компактности конструкцию транса можно сделать в виде бинокля... Получится немного громоздко, но зато просто в изготовлении и изоляция понадежней...

[gte]

Да, кое-что напутал- первички- последовательно, напряжения вторичкек суммируются после выпрямителей.

ОК, понял. Можно набрать необходимое количество колец. Получится сплит трансформатор, только дорогой, особенно из к40х23х11 N87. И мотать и изолировать эту кучу колец все равно придется, правда на постоянные 6 кВ. А это много проще делать (наматывать и изолировать) если это обычная катушка, а не кольцо.

[monos]

И мотать и изолировать эту кучу колец все равно придется, правда на постоянные 6 кВ. А это много проще делать (наматывать и изолировать) если это обычная катушка, а не кольцо.

Вся эта простота исчезнет, если учесть, что придется обеспечить межслойную изоляцию на 6000 вольт. А предположив , что при 50 вольт на 1 виток нужно намотать 120 вит (при этом провод нужен с соответствующей изоляцией) получим длину однослойной вторички прим. 80...120 мм, а сечение магнитопровода- прим. 7...10 см.кв. Добавим сюда вакуумную пропитку, без которой даже не сможем сделать пробный запуск. А если после всего этого выяснится, что инд. рассеяния получилась слишком большая и транс. не выдает нужной мощи...
В варианте с кольцами- все намного проще и сделать его можно практически "на коленке"...

[gte]

Вся эта простота исчезнет, если учесть, что придется обеспечить межслойную изоляцию на 6000 вольт. А предположив ,

Начинать считать надо с требуемой габаритной мощности сердечника. О каких 50 В на виток можно говорить при 0,5 кВт и 50 кГц? Если бы это было так, то проблем с изоляцией было бы не больше.
120 витков, кстати, можно намотать в 10 слоев. На первой будет максимум 1 кВ, с каждой следующей емкость на землю уменьшается. А можно сделать на 3 кВ или меньше и умножение на 2 или больше. На такой мощности это можно сделать по каскадной схеме.

[monos]

Начинать считать надо с требуемой габаритной мощности сердечника. О каких 50 В на виток можно говорить при 0,5 кВт и 50 кГц?

Можно задать и 100 вольт на виток и 300, как в случ. с трубой в первичке. По габаритам 500 ваттный транс- это колечко К45 или шашка ЕЕ42, но при таком габарите магнитопровода получится прим. 7...15 вольт на виток...

120 витков, кстати, можно намотать в 10 слоев.

И получите инд. расс. лошадиных размеров- с каждым слоем потери на вихревые токи будут расти в геометр. прогрессии: 500 ватт с такой намоки не снять...

А можно сделать на 3 кВ или меньше и умножение на 2 или больше. На такой мощности это можно сделать по каскадной схеме.

С диодно-емкостным умножителем, боюсь, требуемой мощности не будет, а про стабилизацию и говорить не придется...

[gte]

И получите инд. расс. лошадиных размеров- с каждым слоем потери на вихревые токи будут расти в геометр. прогрессии:

Индуктивность рассеяния будет достаточно большая. Именно поэтому используются квазирезонансные преобразователи. Индуктивность рассеяния работает как дроссель.
Обоснуйте, почему с каждым слоем будут расти потери на вихревые токи в геометрической прогрессии?

500 ватт с такой намоки не снять...С диодно-емкостным умножителем, боюсь, требуемой мощности не будет, а про стабилизацию и говорить не придется...

Почему не снять? И 100 кВ можно получить (так и делается) с умножителем напряжения.
В данном случае, все зависит от исходных требований к постоянному напряжению, от них выбирают емкости умножителя и количество секций и т.д. А стабилизировать в любом случае придется.

[monos]

Обоснуйте, почему с каждым слоем будут расти потери на вихревые токи в геометрической прогрессии?

Обосновывать долго- почитайте в статье:  ___________________________________WishriWrashdebnye.pdf ( 321.07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 739

Почему не снять? И 100 кВ можно получить (так и делается) с умножителем напряжения.
В данном случае, все зависит от исходных требований к постоянному напряжению, от них выбирают емкости умножителя и количество секций и т.д. А стабилизировать в любом случае придется.

Никто не говорит, что умножитель не выдаст 6 кВт, я делал 80-киловольтные умножители... Речь идет о нагрузочной способности... Тут подумалось, что с помощью буст-конвертера и автомобильной катушки зажигания можно запросто получить искомый результат...

[gte]

Обосновывать долго- почитайте в статье:  ___________________________________WishriWrashdebnye.pdf ( 321.07 килобайт ) Кол-во скачиваний: 739

Думаете я не читал это и подобное?
Только мы ведем речь о высоковольтных трансформаторах, да и не смотря эту замечательную статью никто не делает вытянутые сердечники с узким длинные окном для намотки в один слой .

Потери так же пропорциональны квадрату напряжения (CU^2)/2, диэлектрической проницаемости (емкость), тангенсу угла потерь материалов (потери в диэлектриках), а так же зависят от перераспределения напряженности поля в зависимости от той же проницаемости, от превышения напряженности поля в изоляторе. Вы будете учитывать это в низковольтном трансформаторе? Нет, а в высоковольтном приходится учитывать.

Никто не говорит, что умножитель не выдаст 6 кВт, я делал 80-киловольтные умножители... Речь идет о нагрузочной способности... Тут подумалось, что с помощью буст-конвертера и автомобильной катушки зажигания можно запросто получить искомый результат...

Падение напряжения у каскадного умножителя определяется по формуле, примерно дельтаU = i (8n^3+9n^2+n) / 12fC - куб от количества секций. Но тем не менее, они успешно используются при десятках секций.

Я написал не о выходном напряжении, а о реальных стабилизированных источниках питания с регулировкой от киловольта до 120 кВ, например, при тех сотнях Ватт и более.

В то же время, можно выточить полый цилиндр из диэлектрика, намотать на 30 указанных вами колец по 20 витков, припаять к каждой мост , соединить секции последовательно, вложить в цилиндр, залить герметиком. Затем намотать 1 слой чулком и подать на него 300 В 100 кГц, то на выходе будет какое то напряжение. Все бы хорошо, при условии, что не выползет резонанс или еще что, и на 100 кГц получить требуемое напряжение не удастся. Тогда все то же, только колец больше, или извратится и намотать чулком два витка и т.д.

[monos]

Думаете я не читал это и подобное?
Только мы ведем речь о высоковольтных трансформаторах, да и не смотря эту замечательную статью никто не делает вытянутые сердечники с узким длинные окном для намотки в один слой .

Не знаю, что вы читали- в статье, в частности 5-ый раздел, пишется о потерях в многослойной обмотке, а так же,главой выше об эффекте близости. Поясню, что, намотав многослойную катушку мы можем удивиться обнаружив, что при нагрузке номинальным током к.тр. получился несколько больший и нагрев более сильный

В то же время, можно выточить полый цилиндр из диэлектрика, намотать на 30 указанных вами колец по 20 витков, припаять к каждой мост , соединить секции последовательно, вложить в цилиндр, залить герметиком. Затем намотать 1 слой чулком и подать на него 300 В 100 кГц, то на выходе будет какое то напряжение. Все бы хорошо, при условии, что не выползет резонанс или еще что, и на 100 кГц получить требуемое напряжение не удастся. Тогда все то же, только колец больше, или извратится и намотать чулком два витка и т.д.

Вся суть разбиения транса на десяток мелких состоит в том, что на каждом будет вполне вменяемое напряжение (прим. 650 вольт в импульсе). Поэтому достаточно намотать каждое колечко монтажным проводом с 1000-вольтовой изоляцией и затем изолировать их друг от друга шайбами из электрокартона, например... И частоту можно взять поменьше для начала- например 30...50 кГц. В общем приблизиться к реалиям... Впрочем, как написал постом выше, применив обыкновенную катушку зажигания от авто мы можем добиться желаемого с наименьшими затратами.