Всем привет,

хочу удовлетворить свое любопытство, так как обнаружил интересный факт. Есть две схемы:

1. полный мост с 120-300кГц частотой, напряжением в 300В и средним током в 4А, то есть порядка 1кВатт мощности,
2. схема моноимпульсного генератора, каждый импульс - около 900В, 100А, длительностью в 10-20нс, с частотой следования импульсов под 10кГц, то есть средняя мощность порядка 30Ватт.

Обе схемы успешно живут и работают в трансформаторном масле.

При попытке запустить эти схемы на воздухе очень часто слышны пробои, но если уменьшать мощность в обоих схемах пробои не слышны.

Что это - косяки в схемах, или при таких фронтах действительно при таких низких напряжениях возникает ионизация воздуха, и где-то пробивает? Можно ли как-то это побороть без трансформаторного масла?

Кто в теме, пожалуйста, помогите мне удовлетворить мое любопытство.

Спасибо!

ИИВ

А как Вы понимаете, что слышны именно пробои, а не, допустим, стрикция сердечников или щелчки механического расширения при нагреве? Чтобы шило на 300 В - нужно сильно постараться, а что бы шило и схема не горела при этом - вообще, как по мне, маловероятно.

Да и при 900 В нужно постараться получить пробой. Там что за зазоры? Зеленкой плата покрыта?

Может сам источяник на 900 В трщит? Такое может быть когда выходные конденсаторы разряжаешь, а повышательная схема всё пытается компенсировать.

Друзья, благодарю за ответы,

у меня, как и у Вас вначале такой же скепсис был, но:

1-ая плата, 300В, 4А, 120-300кГц полный мост. Плата покрыта зеленкой, обычный FR4, правда с 2OZ, между ВВ дорожками специально выведены расстояния в 2мм и больше, все углы закруглены. На самой плате стоит только мосфетный мост, (4 мосфета в 247 корпусе и 50х40х25мм радиаторы) их драйверы и управляющий процессор, конечно есть всякие датчики тока и измерители напряжения. Трансформатор соединяется двумя латунными трубками и сам находится в другой коробке в масле. Процессорно могу регулировать мощность системы, грубо говоря включая и выключая мост промежутками по 1-5 милисекунд, даже если во всю систему воткнута мощная нагрузка... При средних нагрузках порядка 100Ватт ничего не слышно. При попытке на воздухе поднять нагрузку больше 100Ватт появляются пробои (точно не транс и звук именно как пробой, я этот звук последние два года очень часто слышу, поэтому уже его запомнил). Однажду я попробовал схему гонять на полную мощь без масла, пробои слышались примерно раза 3 в секунду, через минуту схема накрылась - сгорела пара мосфетов с одного плеча и их драйверы.

2-ая плата, 900В, наносекундные импульсы. Плата такая же. Сам источник питания находится очень далеко от схемы. На схеме только две пары N мосфетов и их драйверов в DE475 и DE275 корпусах. Если пускать по 10 таких наносекундных импульсов в секунду (примерно 50мВатт потребления), ничего не слышно. При повышении частоты следования импульсов начинается веселуха. В общем-то расчетная мощь системы 100 Ватт, но я, по глупости пустил это все на воздухе на 20-30 Ватт и все вначале защелкало и за несколько секунд сгорело... Безконтакный термосенсор не показал существенного повышения температуры. Собрал такую же плату в масле, повторил, выгнал на 100Ватт, ничего не пробило...

Есть ли еще какие-то способы понять пробой это или нет?

Сам очень удивлен от таких спецэффектов на низких напряжениях, но...

С уважением

ИИВ

Так выключите свет и смотрите где шьет. Хотя при зазорах 2 мм с зеленкой на 300 В - из области фантастики что-то.

У товарища феррит без изолятора стоял на полях под зеленкой с разностью потенциалов почти 1000 В - пробило в 1 блоке из 4 (и то, как я думаю, повредили лак когда феррит ставили).

а через зеленку на радиатор шить может?

У меня есть дорожки под радиатором, эти дорожки под зеленкой, радиатор специально не плотно вогнан, и креплениями к плате припаян. Но реально конечно зазор где-то между радиатором и зеленкой над дорожкой может быть почти нулевой...



не готов на такие эксперименты... Если плата начинает шить, то она уже через минуту не жилец... Стоимость только компонент в плате около 200 бакс плюс сама плата плюс день припойки + дни бодания с таможенниками по выциганиванию п-мосфетов на 600В и 40А...

Вот в это поверить можно. Проложите номакон хотя бы. Или, что лучше, слюду. И включите. Но вообще конструкция у Вас какая-то неординарная. Если можно, киньте картинку.

Про зеленку как барьер забудьте!
Пляшите от 1.6 мм по воздуху и 3 мм по поверхности для функциональной изоляции и
2.5 мм по воздуху и 4 мм по поверхности от силы на землю.
Если не получается, ставьте барьеры и/или фрезеруете СТЭФ.

Да, похоже Вы правы, попробую под радиатор что-нибудь подложить. Картинки приложил, две первые - это сама плата 300В, еще не использованная, но уже спаянная, правда без термодатчиков и терминалов на ВВ коннекторы. Третья картинка - короб, куда она помещается. Там под белой прокладкой ВВ трансформатор в виде тора. Все заливается в масло. Получается такой компактненький, 1кВаттный 6кг БП на 45кВ. На плате есть технологические контакты, так что при припаивании интерфейсов она может по USB на лету перепрограммироваться и менять режимы работы. Понятно технологически очень хочется иметь эту плату на воздухе, чтобы проще в ней что-то менять-тестировать, на днях попробую с диэлектриком под радиаторы, как соберу - отпишусь.

C другой платой, которая с 900В, все спаянные сейчас стоят в стойке в масле и сфотографировать очень не тривиально. Чтобы хоть как-то показать что она из себя представляет, прилагаю 4-ое фото с платой от предыдущего дизайта (сейчас в новом варианте там сдвоенный блок) и приложенные (но не припаянные) ключевые компоненты и радиатор. Вот тут незадачка - радиатор-то у меня нигде к зеленке не прилегает, но жужжит очень аналогично...


Спасибо большое за ответ!

Скажите, пожалуйста, Ваши цифры - это для 300В или 900В?

Еще скажите, пожалуйста, если я какую-то плату все-таки в масле оставляю, разумно ли в критических точках разрезать текстолит так, чтобы там было масло если я не могу выдержать, например, 4мм расстояния по поверхности?

Спасибо

ИИВ

Если я правильно помню, для паршивых условий (высокая влажность, пыль и т.д.) берется 1000В/мм по воздуху и 300В/мм по поверхности. Теория и личный опыт говорят, что по поверхности шьет легче, чем по воздуху даже при более длинном треке.

Так это не противоречит соотношению зазоров.
>Пляшите от 1.6 мм по воздуху и 3 мм по поверхности для функциональной изоляции

А конкретные цифры зависят от условий.
При этом минимальные зазоры могут быть не связаны с ионизацией воздуха, а с наличием утечек по загрязнениям, в результате которых и возникает пробой изоляции.

Если проблема в плате, то место я выявлял так:
брал пустую ПП, подавал в нужные места землю/ВВ напряжение. Брал трубочку и дул через неё на те места платы, которые по моему мнению являются слабым звеном. Если частота щелканий увеличивалось - то оно самое.

По зеленке на 1 мм - 1 кВ - легко. Хотя это верно для нашего Электроконнекта.

Такой корпус у IXYS косячный, там между стоком и истоком зазор по моему даже меньше миллиметра. Не гнушался кусачками заузить столь широкие ноги для увеличения места "между ног" Ну и пад соотвествующий рисовал.

Не подскажите какой маркой масла пользуетесь? Для того чтобы вытащить из масла, и чего нибудь припаять/выпаять по опыту много мороки?

Уважаемые Integrator1983, jartsev, gte, SmartRed

очень Вам благодарен за Ваши классные советы и идеи!



Классно, спасибо за идею!!! Мне как раз 900В плату хочется в воздухе сделать, а пока из-за пробоев не получилось...

Кстати, не подскажете, покраска очень густо лаком всей платы после спайки помогает или наоборот ухудшает ситуацию?



я у Кевина все платы делаю www.sitopway.com не знаю на сколько лучше-хуже, но по быстроте - сейчас примерно 2 недели от заказа и проплаты до получения.



Я делал по-другому, отодвигая среднюю поодаль от крайних, когда TO-220 корпуса использовал. Но добрые люди помогли достать 247, а там - пока забил. В свете обсуждаемого в этой теме, похоже надо будет делать... Спасибо за дельное совет-напоминание!


Meguin (какие-то немцы делают, вроде дочка LiquiMoly)



да - ужасно много, масло очень чуствительно к прокладкам, которые изнашиваются за 3-4 замены и начинают течь...

Сейчас все переразвел, плюнул на габариты и сделал все модульно, теперь вес остался почти тот же, но объем из 6 литров поднялся до 15 и вместо одного модуля и 2-х вспомогательных блоков питания, теперь стало 11 модулей, 4 из которых в масле, остальные - на воздухе. Я как раз тестирую режимы, и у меня регулярно что-то из-за запредельных характеристик вылетает - хочу увеличить и КПД, и мощность. В среднем, поменять одну плату на другую (уже припаянную) у меня уходило 2-3 часа. Сейчас у меня будет блок мосфетов, блок умножителей, трансформатор, и блок оценки выходного напряжения в масле отдельными блоками-коробками. То есть если их сделать по несколько штук, то замена пойдет очень быстро.

Конечно помогает, только перед этим нужно обезжирить поверность. Если обезжиривать по науке, то сначала спиртом, через 15 минут ацетоном (или наоборот, не помню уже ). Хотя я из лени просто спиртом

Держите нас в курсе дел !!!

Спасибо за совет! Я тоже обычно только спиртом


Да, общение очень помогает! За это я очень благодарен и всем участникам Электроникса, и его организаторам, что создали возможность такого общения!

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.

(1.3*3.3+1.3*1.4)*2=12.2, а вот еще 1.4*3.3*2 Вы не учли, а надо было бы, тогда мои 22 дм и получаются, а обдувается у меня почти со всех сторон.



да, я знаю, и с Вами согласен, но, в моем случае, габариты транса на выбор частоты почти не влияют - мой транс позволяет работать на 15кГц.

Основная проблема - номиналы конденсаторов умножителя - я пока использую 6кВ 10нФ, но они часто пробиваются, сейчас перехожу на 15кВ, 2.5нФ. Чтобы получать на выходе средний 1кВатт и в короткие моменты времени до 4-5кВатт, при 15кГц мне примерно 200нФ конденсаторы надо иметь. Вы представляете сколько места будет занимать такой умножитель, не говоря уж о стоимости компонент?

Наверное широко известно в узких кругах
Своим учителям верил на слово.
Были ссылки на соответствующую литературу, но сейчас уже не вспомню.
Если интересно, посчитайте конвективные коэффициенты теплоотдачи, там ничего сложного...

Понятно, извиняюсь.

Ну зачем такие крайности.
Попытайтесь найти оптимум по частоте.
Умножитель у Вас, двухфазный?
Учитываете уменьшение емкости конденсаторов в зависимости от рабочего напряжения на них?
По поводу стоимости компонентов.
Насколько я понял, тиражность у Вас небольшая и затраты на Вашу зарплату, наверняка, давно перекрыли многократно стоимость комплектации.
Что бы конденсаторы не выходили из строя используйте их с запасом по напряжению, реактивной мощности, ограничивайте ток через них и через высоковольтные столбы. Тогда можно будет заливать компаундом и не думать о ремонте.

Дорогие друзья, gte, SmartRed, Herz,

очень Вам благодарен за интересные и продуктивные обсуждения в этом топике.

Если достану коэффициент теплопроводности для этого масла, могу забубенить численное моделирование теплопереноса с моих радиаторов и сравнить эту величину с водой и воздухом для простого решения спора. Конечно понимаю, что Больцмановской решалкой такие задачи - это из пушки по комарам, но ведь всем интересно, а Навье-Стокса, которому бы я доверял бы, у меня под рукой нет.

Еще вопрос в тему. Пусть на плате 900В, но хочется оставить ее на воздухе без масла. Реально 900В имеется только на 3-4 проводниках, которые можно проложить так, что между ними и остальной частью поместить вертикальный экран, толщиной примерно в 1мм. Пожалуйста, посоветуйте, какой материал такого экрана наиболее просто доставаем и что разумнее всего для этого использовать?


изменение частоты в зависимости от величины заряда на конденсаторах умножителя - это не крайность, а, к сожалению, необходимая реальность, которая в этом аппарате уже давно реализована и используется. Оптимум ищется именно в зависимости от величины заряда на конденсаторах умножителя. То есть за время заряда нагрузочного конденсатора реальная частота растет от 120 до 300кГц (можно первый тик делать и на 50кГц, но там один синус, оптимум частоты которого сложно получить численно устойчиво). Реально этот оптимум приходится на лету пересчитывать, так как он еще зависит от температуры в масле (самому интересно, но пока не понял где именно это влияние максимально, на номиналах умножителя, или на трансформаторе).


да, однозначно, причем такой, что и в +, и в -, то есть я получаю +22кВ на одном конце и -22кВ на другом. При 11 ступенях у меня 44 диода и 32 конденсаторные сборки.


я не считаю, что у меня маленькая зарплата, но у меня прямо противоположное отношение, хотя и серийность пока до 10 аппаратов.


да, сейчас перешел с 6кВ/9кВ на 15кВ/15кВ для такого запаса (конденсаторы/диоды). Возможно удастся уменьшить число ступеней (до этого было 11, хочу сделать 9).

Забавно, я примерно так и предполагал.
Сейчас как раз приходится заниматься вопросами теплопереноса и конвективных течений в маслах. Сказать, что там ничего сложного... Очень смело.

А в чём проблема с Навье-Стоксом? Вам формулу напомнить?

Да-нет, спасибо, несколько лет студентам ее сам рассказывал А можно вот так полюбопытствовать на сколько Вы бы быстро могли бы имея уравнения Навье-Стокса запрограммировать хороший и устойчивый 3-х мерный солвер для Навье-Стокса для решения вышеобсуждаемой задачи, хотя бы на конечных разностях, но, конечно, лучше на конечных элементах? Только не философствуя, а реальные цифры, может мой шеф после этого, Вас на работу позовет

А что с середины прошлого века в теории тепломассопереноса произошли серьезные прорывы ?
Теория подобия уже не работает и появились существенные расхождения в физике процессов между жидкостью и газом ?

Думаю, Вы и сами знаете ответ. Хороший и устойчивый... Такие вообще существуют? Я бы просто Fluent-ом воспользовался, как мало-мальско знакомым. Да и не нужно нам серьёзных вычислений для решения вышеобсуждаемой задачи...
А на работу к Вашему шефу... вынужден буду отказаться, даже если позовёт.


Как посмотреть... На мой взгляд, серьёзных прорыров таки не произошло. Но изучено было немало. Скажи этим людям, что ничего серьёзного они не совершили - расстроятся, наверное...
А расхождения и раньше были. Вопрос, что считать существенным. Но, имхо, теорией подобия здесь не обойтись. Впрочем, болтовня это всё. Я просил бы Вас просто ответить на вопрос: за счёт чего в масле конвективный теплоперенос, как Вы выразились, раз в 5 лучше воздушного?

для Навье-Стокса, думаю, даже никогда и не будут существовать.



Вот видите, мне знаком Больцмановский решатель, а Вам - Флюент. Ставить из закромов этого туповатого громоздкого ансисовского монстра ну совсем не хочется.



очень с Вами согласен



имхо (считать еще не считал, но предполагаю), теплоперенос без конвекции у масла должен быть разов так в 20 больше, хотя бы из-за плотности и смачиваемости, а вот из-за практически отсутствия расширения при нагреве, конвекция будет в разы хуже, чем у воздуха и даже сильное разжижение не спасет дело. Но теплоперенос без конвекции должен таки победить потери в конвекции, а вот во сколько раз - сами понимаете, как это можно установить.

Не соглашусь. И воздух, и масло - плохие теплопроводники Сами по себе плотность и смачиваемость здесь роли не играют. В отсутствии конвекции эффективность теплопереноса будет определяться таким параметром, как температуропроводность (thermal diffusivity**). И если для воздуха её величина составляет порядка 0.02Е-3 m^2/s, то для силиконовых масел вязкостью от 0.65 cSt до 50 cSt, с которыми мне приходится работать, - примерно 1Е-07, для воды - ок. 1.4Е-07. Наверное, и для трансформаторного масла - сравнимо по порядку величины. Так что без конвекции - совсем худо. Повторюсь, не зря в устройствах жидкостного охлаждения обеспечивают принудительную циркуляцию теплоносителя. Да Вы и сами наверняка это знаете.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Если действительно у масла thermal diffusivity низкая и будет порядка как у воздуха, то я с Вами согласен, единственный факт, который хоть как-то мог бы Вас частично опровергать и, возможно присутствовал в моих экспериментах - высокая турбулентность из-за малого расширения при температуре, но большого уменьшения вязкозти. В этом случае будет конвекционный теплоперенос в зоне турбулентности (то бишь в области радиатора), но, как только область турбудентности закончится, то переноса дальше не будет (или почти не будет). То есть в моем случае, область турбулентности фактически упиралась в верхнюю стенку короба, через которую уже во вне шел теплоперенос. Как я уже много раз повторял - не зная точных характеристик (а еще лучше, ядра уравнения Больцмана для этого масла )) что-то утверждать - реально гадать на кофейной гуще.

Вы написали в первом топике.

>1. полный мост с 120-300кГц частотой, напряжением в 300В и средним
>током в 4А, то есть порядка 1кВатт мощности,

Т.е. у Вас мостовая схема с трансформатором на выходе которого 900В и два умножителя по 11 секций и конденсаторы 6 кВ на секцию?
Если 900В на секцию, то как у Вас при двух умножителях по 11 секций в каждом (всего 22 секции) и 44 диодах получились двухфазные умножители?
Может мы не поняли друг друга.
Двухфазные (двухполупериодные) умножители имеют, обычно, 4 диода на секцию.
Но при этом, требуется в 4 раза меньшая емкость.

Нет, на выходе с трансформатора у меня пик 5кВ, пять секций в плюс, пять в минус, одна по середине. То есть всего 44 диода и 11 секций.

900В - это совсем из другой схемы, только эффект пробоя похожий



ага



да, именно их я и использую. Если присмотреться к 3-ей картинке, то на ней слева видны 5 секций в +, 5 секций справа в -, а центральная навесным сколхожена. Сейчас уже все в плату перезасунул, плата уже едет из Китая.

В схеме, где 900В там вообще больше 900В ничего нет, а эти 900В получаются либо бустом с 300В, либо тупым огромным умножителем на несколько милифарад при подаче на него обычного 50Гц переменного тока из сети. Последний нравится тем, что не надо думать о EMI помехах, в этой схеме это очень важно. В схеме с 44кВ на помехи наплевать, там их и без этого хватает

Если я на ночь ничего не напутал,то полное напряжение и паразитная емкость 10 пф приведенная к 5кВ даст реактивную мощность нагрузки по вторичной обмотке почти 250 Вт. А получить больше 10 пик при таком умножителе как нечего делать. А еще диэлектрические потери стоит посчитать.
Кстати, сколько на полном напряжении, 300 кГц и без нагрузки Ваш источник кушает?

при 10пФ у меня правда получается только 40Ватт, а не 250Ватт как у Вас, хотя конечно если бездумно с полным напряжением лупить 5кВ, на 300кГц, примерно 700Ватт (оценочно с датчика Холла, может и больше...) впустую рассеивается, вот только этот режим у меня только десятки микросекунд включен, в остальное время можно и форму синуса более точно с правильным дедтаймом делать, имея ниже выходное трансформаторное напряжение, и частоту меньше, и много-много другого, что суммарные средние потери только 300Ватт получаются.

EDIT: Внимательно вчитался в Ваш вопрос, и понял, что не об этом ответил. Без нагрузки - не пробовал... Схема под это не заточена. Есть режим, когда напряжение на выходе стало номинальным (задали, например, 35кВ) и надо его поддерживать, в этом случае выбирается режим c низкой частотой и пачками, так как в самом умножителе вдоль центральной цепочки конденсаторов стоят резисторы, которые при 35кВ должны рассеять примерно 5 Ватт. При поддержании потребляется рассеивается где-то 20-50Ватт, но точность измерения в этот момент у меня никакая, так как ток измеряется датчиком Холла, с шагом в 6 Ватт.

Прикинул на досуге:
Цифры для воздуха и масла при 50 град. соответственно:
Теплопроводность: 0.028 0.108
Вязкость: 18е-6 7.8е-6
Коэфф объемн. расш.: 31е-4 6.6е-4
Число Прандля: 0.7 116

Из этого получается, что отношение чисел Релэя масла к воздуху около 190.
Отношение коэффициентов теплопроводности - 3.86
Поэтому, для отношений коэффициентов теплоотдачи будем иметь 3.86 7.7 14.3 и 22 в зависимости от характера конвективного теплообмена.

Если Вы используете управление частотой "вручную" без нагрузки при работе непрерывно, то сможете определить какие у Вас потери на х.х.

если на х.х. на 300кГц я выпущу схему без нагрузки, она быстренько выдаст на выходе под 55кВ и гарантированно что-то да пробъется. Поэтому я процессорно отсекаю работу на х.х., чтобы этого не произошло.

Спасибо. Простите за назойливость, но насколько я понял, Вы привели значения динамической вязкости. Для воздуха эта величина выглядит соответствующей, но для масла с числом Прандтля 116 - странной.
Вы не ошиблись?
Кроме того, почему Вы ориентируетесь на число Рэлея? Оно лишь говорит нам о равновесии в жидкости (или газе) или возникновении в них конвективных потоков (начиная с соответствующего критического значения), но весьма и весьма отдалённо - о теплопереносе. Какой-то практический смысл могут иметь не сами эти числа, но лишь их отношения к критическим. Но и они ещё не говорят об эффективности теплообмена.


Не хочется быть занудой: всё-таки здесь Вы обсуждаете другие аспекты, но раз уж развили эту тему, позволю себе лишь пару замечаний напоследок:
- у масла thermal diffusivity не просто низкая, она в сотни раз (!) ниже, чем у воздуха,
- турбулентность скорее мешает теплопереносу, чем способствует ему.
Ну да ладно, постараюсь Вас больше не отвлекать.

Нет, вязкость кинематическая.
Для масла проверял по паре источников.
Прандля брал из справочника, тоже показалась странной цифра - посчитал. Все правильно.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Потому что от Ra = Gr x Pr, Nu ~ (Gr x Pr)^n, а интересующий нас коэффициент теплоотдачи пропорционален произведению Nu на теплопроводность.