Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: "Как получить короткие мощные импульсы 100кВ 50нС и до 800А?
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Высоковольтные Устройства - High-Voltage
invertor79
Нашел недавно статью японцев в National Geografic - они стимулировали плодоношение грибов, подавая на грибные блоки разряды 50...100 кВ длительностью 100 нС. Имитируя разряд молнии в землю вдалеке от грибницы. Про ток и частоту ничего не написали, но полагаю, что ток совсем небольшой.

Вот собственно вопрос - с чего начать, что почитать?
Хочется собрать максимально простое устройство с фиксированным выходом, используя только готовые компоненты - желания мотать трансы совсем нет, намотался в свое время)
alexvu
Максимально простое устройство из одного покупного компонента: электрошокер.
invertor79
Цитата(alexvu @ Aug 9 2012, 09:26) *
Максимально простое устройство из одного покупного компонента: электрошокер.

Что-то я сомневаюсь, что там импульсы по 100...1000 нС, да и энергия разряда там убьет грибницу, как мне кажется.

P.S. Вот, кстати, сама ссылка на ту статью http://news.nationalgeographic.com/news/20...-japan-harvest/
ukpyr
медленно заряжайте в.в.конденсатор и разряжайте его через вакуумный разрядник
alexvu
В шокере надо уменьшить емкость накопительного кондера, и импульсы будут короче и с меньшей энергией.
invertor79
Вот, нашел устройство генератора японцев - генератор Маркса, накопительный дроссель и предохранитель.
Импульсы у них получаются 100кВ 800А 50нС - всё устройство размером со здоровый сварочный аппарат... Блин, неужели компактнее и проще это сделать невозможно?

Я правильно понимаю - при получении каждого импульса предохранитель в их схеме испаряется? Тоесть он одноразовый?
invertor79
Получается, что задача сильно изменилась, и теперь тему нужно переименовать в "Как получить короткие мощные импульсы 100кВ 50нС и до 800А" - но как переименовать тему, не пойму, под первым сообщением нет кнопки редактирования... Может кто подскажет как это сделать?

Сейчас нашел учебное пособие "С. Ю. Соковнин МОЩНАЯ ИМПУЛЬСНАЯ ТЕХНИКА. Учебное электронное текстовое издание. Подготовлено кафедрой «Техника высоких напряжений»" - похоже, это именно то, что мне нужно cool.gif

Вот интересно, здесь (http://window.edu.ru/resource/267/75267/files/M_Molniazazh_Kabishev.pdf) нашел параметры молний (вроде японцы именно на них должны были ориентироваться, пытаясь симитировать разряд молнии недалеко от мицелия гриба). Там, в частности, написано о средней длительности импульса тока в 50мкС но тогда непонятно, зачем японцы делали такой короткий импульс в 100нС, усложняя генератор?
gte
Цитата(invertor79 @ Aug 10 2012, 16:22) *
Там, в частности, написано о средней длительности импульса тока в 50мкС но тогда непонятно, зачем японцы делали такой короткий импульс в 100нС, усложняя генератор?

Как раз упрощая. Да и подстанции рядом не было :-), что бы держать такие токи 50мкС.
Microwatt
Генератор Маркса - самое то. Не одноразовый он, а периодически , раз в несколько секунд щелкает разрядом. Правда, простое что видел - 15-20см дуга. Может и больше можно, но качество изоляторов нужно высокое.
А длительность - как по дуге получится. У молнии не 50нс, точно.

Другое дело, читали ли грибы эту статью? Придется перед включением вслух прочитать над гробн...грибницей.
А то, может и не получиться колдовство.
invertor79
Цитата(Microwatt @ Aug 10 2012, 23:51) *
Генератор Маркса - самое то. Не одноразовый он, а периодически

Microwatt, а вы их схемку, которую я выложил, смотрели?
Там явно после самого генератора маркса стоит дроссель и ЭВП (электрически взрывающийся проводник) в прикрепленном файле на 13 стр. о них написано.

И насчет чтения грибами статьи ))) - япошки довольно убедительно аргументируют, почему этот эффект происходит.


Цитата(gte @ Aug 10 2012, 21:31) *
Как раз упрощая. Да и подстанции рядом не было :-), что бы держать такие токи 50мкС.

Я имею ввиду, почему сразу с выхода генератора не подавать, зачем с помощью дросселя и эвп укорачивать импульс, увеличивая ток. Хотя, наверное, они это всё проверили и неспроста остановились на своей схеме.
gte
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 11:33) *
Я имею ввиду, почему сразу с выхода генератора не подавать, зачем с помощью дросселя и эвп укорачивать импульс, увеличивая ток. Хотя, наверное, они это всё проверили и неспроста остановились на своей схеме.

Цель не укорачивать импульс, а получать импульс высокого напряжениея за счет выброса на индуктивности при резком прерывании тока через нее. Прерывание тока происходит в момент сгорания предохранителя.
С выхода генератора на индуктивность подается 5 кВ. Схема работы приведена на правом рисунке.
Приведена схема и конструкция устройства, достаточно легко реализуемая. Берите и делайте.
invertor79
Цитата(gte @ Aug 11 2012, 13:30) *
Цель не укорачивать импульс, а получать импульс высокого напряжениея за счет выброса на индуктивности при резком прерывании тока через нее. Прерывание тока происходит в момент сгорания предохранителя.
С выхода генератора на индуктивность подается 5 кВ. Схема работы приведена на правом рисунке.

У них написано: "A charging voltage V 0 of the each primary energy storage capacitor was controlled in range from 5 to 7 kV... ...As the result, the voltage was stepped up from V 0 to 4V 0 in same manner to the Marx generator " - то есть на каждом конденсаторе 5-7 кВ итого 4 ступени маркса = 20кВ на первичном накопителе.
Дросселем с ЭВП они именно сжимают энергию импульса, как мне кажется.

Цитата(gte @ Aug 11 2012, 13:30) *
Приведена схема и конструкция устройства, достаточно легко реализуемая. Берите и делайте.

Просто было-бы сделать сам маркс - до 100кВ запросто. Но ведь по их методике нужно подавать на каждый грибной блок 50 разрядов, а это 50 раз менять ЭВП - а если грибных блоков 50? Совсем не просто получается)
Microwatt
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 11:33) *
Microwatt, а вы их схемку, которую я выложил, смотрели?
Там явно после самого генератора маркса стоит дроссель и ЭВП (электрически взрывающийся проводник) в прикрепленном файле на 13 стр. о них написано.

Я имел в виду именно генератор Маркса, а не то что там нарисовано в ссылке. Там же написано, что это НЕ генератор Маркса, это "in same manner to the Marx generator " - наподобие генератора.
В генераторе Маркса "электрически взрывается" воздух в цепочке воздушных зазоров.
gte
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 12:52) *
Дросселем с ЭВП они именно сжимают энергию импульса, как мне кажется.

Что первично, что вторично.
Цитата
Просто было-бы сделать сам маркс - до 100кВ запросто. Но ведь по их методике нужно подавать на каждый грибной блок 50 разрядов, а это 50 раз менять ЭВП - а если грибных блоков 50? Совсем не просто получается)

Запросто это на словах.
Во первых, при большом числе каскадов труднее настроить конструкцию генератора и получить не размытый, крутой передний фронт.
Во вторых высоковольтные емкости, резисторы и изготовление конструкции секций генератора стоят для японцев приличных денег.
Авторы заменили 20 секций генератора Маркса, аналогичных 4 представленним на фото, на одну индуктивность, что много проще и дешевле.
invertor79
Цитата(gte @ Aug 11 2012, 14:46) *
Авторы заменили 20 секций генератора Маркса, аналогичных 4 представленним на фото, на одну индуктивность, что много проще и дешевле.

gte, я это понимаю, но практически, (для грибного производства) менять эвп на каждый импульс просто нереально. Разве что механику приделать для смены эвп - но это уже бредово выглядит...

p.s. Вот, например, неплохая реализация Маркса http://teslacoil.ru/impulsnoe/generatoryi-marksa/mini-marx/
gte
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 14:05) *
gte, я это понимаю, но практически, (для грибного производства) менять эвп на каждый импульс просто нереально. Разве что механику приделать для смены эвп - но это уже бредово выглядит...


Вы сделайте один и посмотрите результат. Тогда уж стоит думать о специальном устройстве и тратах денег на его разработку.

>50 разрядов, а это 50 раз менять ЭВП - а если грибных блоков 50?

Без надзора такие устройства оставлять незьзя. Во надзирающий и будет менять. За пару часов управится :-).
Plain
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 12:52) *
50 разрядов, а это 50 раз менять ЭВП - а если грибных блоков 50? Совсем не просто получается

Просто, если ненадолго представить себя японцем — на крышке прибора у них там ясно видна катушка с той самой проволокой 0,05 мм, а её держатели имеют такой диаметр, что могут быть только роликами с муфтами, ну а дальше логично предположить, что, например, где-то там также есть заряжающие каждый раз в них эту проволоку моторчик с редуктором и программный механизм — технология, в которой японцы несчётно собак съели.
invertor79
Цитата(Plain @ Aug 11 2012, 15:51) *
Просто, если ненадолго представить себя японцем...

Я когда эту картинку рассматривал, тоже так подумал, но не поверил, что получить нужный импульс нельзя одной только электроникой...
yakub_EZ
Почитайте книги Г.А.Месяца, года с 69-го и по современные. Вдохновляясь данными материалами можно придумать куда более демократичное решение получения импульсов. А то сдается мне что запросто поменяем вагон ПЭВ-2 на ведро груздей sm.gif .
Я бы решил задачку так - сделал Маркс на 100 кВ и к нему обостритель импульса на вакуумных разрядниках. Первый запускающий, второй срезающий. Или вообще только срезающий или запускающий, для одного только фронта, ну или даже тиратрон для среза. В общем, можно придумать по обстоятельствам. Как я понял из презентации, клеткам нужна стимуляция на нужной частоте, а симметричность фронта/спада не критична.
gte
Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 15:01) *
Я когда эту картинку рассматривал, тоже так подумал, но не поверил, что получить нужный импульс нельзя одной только электроникой...

Проволочный коммутатор такая же электроника как и разрядник.
invertor79
Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 16:26) *
Почитайте книги Г.А.Месяца, года с 69-го и по современные.
Спасибо! Попробую найти.

Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 16:26) *
Как я понял из презентации, клеткам нужна стимуляция на нужной частоте, а симметричность фронта/спада не критична.

Что значит на нужной частоте? Вы про первые страницы в файле ThA01_takaki.pdf?
В самой установке они ведь используют одиночный импульс.


Цитата(gte @ Aug 11 2012, 18:11) *
Проволочный коммутатор такая же электроника как и разрядник.

В смысле не нужно вставлять проволку механически - механизмом или рукой.
gte
Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 15:26) *
Я бы решил задачку так - сделал Маркс на 100 кВ и к нему обостритель импульса на вакуумных разрядниках. Первый запускающий, второй срезающий. Или вообще только срезающий или запускающий, для одного только фронта, ну или даже тиратрон для среза. В общем, можно придумать по обстоятельствам. Как я понял из презентации, клеткам нужна стимуляция на нужной частоте, а симметричность фронта/спада не критична.

Врядли грибам нужна конкретная частота. Частота возникновения молний в природе не нормирована.

А решить задачу изготовив генератор Маркса на 110 кВ с обострением вакуумными разрядниками на 110 кВ было оптимально в начале прошлого века. Громоздко, дорого и нестабильно. При этом будете иметь источник рентгена и ограниченный ресурс разрядников.
Энергия импульса 11 Джоулей и можно, вероятно, сделать очень компактный генератор, но это стоит бОльших денег чем повторить указанную, достаточно простую, конструкцию для изучения эффекта и определения граничных условий характеристик генератора.




Цитата(invertor79 @ Aug 11 2012, 17:25) *
В смысле не нужно вставлять проволку механически - механизмом или рукой.

В том смысле, что разрядник относится к электронике так же как и проволочный размыкатель. Это устройства одного порядка. При 110 кВ полупроводниковые коммутаторы использовать проблематично. Для косвенных решений 50 нс проблематично.

А проволоку можете подавать устройством от сварочного полуавтомата.

Plain
Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 15:26) *
вагон ПЭВ-2

Там речь о 50-ти разрядах на сбор — это 5 м, или 0,1 г меди.
yakub_EZ
Цитата(gte @ Aug 11 2012, 18:35) *
Врядли грибам нужна конкретная частота. Частота возникновения молний в природе не нормирована.

Судя по презентации (третьему и четвертому слайду) , клетки грибов представляются авторами колебательным контуром. Воздействуя на которые с нужными уровнями напряженности вольт/метр (четвертый слайд) и частотой можно растормошить их мембраны и цитоплазму. Молнии тут не при чем.
Ну тогда можно сделать Маркс с полупроводниками в лавинном режиме вместо разрядников, сравнительно низковольтный (порядка 5-10 кВ) и обрабатывать им полешку в 10 раз короче. Или дополнить его кабельным трансформатором с k=10. Должно получиться очень компактно

Цитата(Plain @ Aug 11 2012, 18:57) *
Там речь о 50-ти разрядах на сбор — это 5 м, или 0,1 г меди.

Это в одно только полено с грибами. Их там, полешек, довольно много. А грибов всего миска wink.gif
Plain
Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 18:05) *
Это в одно только полено с грибами. Их там, полешек, довольно много.

Очевидно, земля и грибы намного дороже всей этой возни, а медь прекрасно сдаётся на переплавку.
gte
Цитата(yakub_EZ @ Aug 11 2012, 18:05) *
Судя по презентации (третьему и четвертому слайду) , клетки грибов представляются авторами колебательным контуром. Воздействуя на которые с нужными уровнями напряженности вольт/метр (четвертый слайд) и частотой можно растормошить их мембраны и цитоплазму. Молнии тут не при чем.

В прикладной науке, как всегда, если есть какой то эффект, то есть и теоретическое обоснование возникновения этого эффекта.

В таких случаях, как данный, теоретических обоснований можно наплодить множество. Вот только достоверность таких теоретических обоснований вызывает сомнения.
А иногда и сам эффект "натянут".

В любом случае, экономическая эффективность вложений в такие стимуляции, мягко говоря, сомнительна.
Дорогая техника, дорогая эксплуатация, потребность в узких специалистах для обслуживания.

Вспомните эффект Юткина. Много теоретически эффективных применений, а в реальности более чем за полвека?
У Юткина, кстати, то же про стимуляцию растений высоковольтными импульсами расписано.
KA_ru
тут одних конденсаторов на 5К€ будет.
В 100нс сомнения у меня.
Какое ESR у конденсаторов то?
Burner
Высоковольтные керамические - килоамперы в импульсе дают. Типа КВИ и подобные. Во всяком разе те, что более 1 нФ и 10 кВ.
Пленка малой емкости - тоже, наверно..
Если взять фторопласт или полиэтилен, и обкладки соединить по краю - то точно должно получиться.
Конденсаторы на 10 джоулей за 5 К€? Не, за 5-10 баксов - может быть.. Кста, у шокера энергия меньше 10 Дж. Может, 0,5-2 Дж, смотря какой.
Может, вместо проволочки насыщающийся дроссель использовать для обострения? Токо повышать он не будет, и должен держать эти самые 100 кВ. Так что будет цепочкой небольших дроссельков. Моделил - что-то не похоже, что будет быстрее 200 нс.. Феррит - он не такой уж быстрый.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.