Помогите пожалуйста. Подскажите марку высоковольтного маслонаполненного трансформатора.
И какой нужен для него генератор?
Передо мной стоит задача разработать высокольтный источник питания:
Выходное напряжение 0-40 кВ
Мощность 4кВт.
С блоком управления разобрался, осталась высоковольтная часть.
Буду благодарен за помощь.

Трансформатор дает переменное напряжение, а Вам, видимо надо постоянное напряжение. Или нет?

Мы изготавливали сами трансформатор на 50 кВ. Ощущение такое, что вам прейдется либо заказать его, либо сконструировать самим. Что касается генератора, то какой у вас вид напряжения? Прямоугольное или синусоидальное?

Да. на выходе необходимо постоянное напряжение.
Будет использован умножитель.



Генератор должен вырабатывать прямоугольные импульсы

Задача, на самом деле, комплексная. Хотите получить совет, пишите подробно, назначение источника.
Прямоугольные импульсы подавать на высоковольтный трансформатор на 4 кВт не самое лучшее решение.

Опишите применение источника, параметры, требования, может действительно и структура вашего преобразователя будет совсем другой.

Моя задача разработать стенд для высоковольтных испытаний узлов и материалов.
Основной задачей является разработка самого источника.
Выходное напряжение, постоянное 0-40 кВ
Шаг регулировки 1кВ
Мощность 4кВт
Не могу разобраться какой нужен генератор, и какой использовать трансформатор.

При пониженном напряжении (например 1 кВ) мощность изменится или должна оставаться полной (4 кВ)?

Здесь представлены структурные схемы Блока управления и блока генерации высокого напряжения.
Если что то не так, поправьте пожалуйста.


Нет. 4кВт максимальная мощность.

Немного безумное предложение, но можно попробовать, если работа в повторно-кратковременном режиме сделать некое подобие генератора Маркса? Смысл вот в чем: заряжаете много конденсаторов параллельно от низковольтного выпрямителя, а разряжаете - последовательно. Правда их емкость тоже уменьшится.

Посмотрите в сторону относительно старых рентгеновских диффратометров типа ДРОН-3М. Там как раз транс в масле, там же в масле выпрямитель. Параметры почти ваши - 60 кВ 60 мА

Мне кажется, что самодельный источник Вам по зарплате обойдется дороже.
Если хотите поэкономить, найдите промышленный источник 50 Гц источник советских времен. Остальное сделаете сами.
Размеры источника не лимитируют, все равно место испытаний с ограждениями, блокировками и пр. займет больше.
Разработка одного своего источника с высокочастотным преобразователем обойдется дороже покупки нового готового источника и займет очень много времени.
В принципе, испытательные стенды есть на многих заводах.
Кстати, может Вам не надо такую мощность? Если необходима определенная энергия при пробое, можете ее сформировать конденсатором.

Но все же мне надо чтобы напряжение повышалось с помощью трансформатора.


Это задание - часть моего дипломного проекта. Я не буду собирать сам источник.

Так бы сразу и писали.

Но все равно, возьмите и поставите готовый источник с питанием от 380В и нужным напряжением на Выходе с регулировкой тока и напряжения. Где подобрать, подскажу в личную почту, остальное спроектируете сами. Или срисуете про источник что нибудь с описания.
Это по тому, что даже более - менее подробную структурную схему для высокочастотного источника 4 кВт с регулировкой выходного от 0, приближенную к реально работающей, вряд ли найдете. Это не тривиальная задача и такие данные никто не выкладывает, только общие слова. В любом случае, это квазирезонансный источник питания.
И трансформаторы отдельно для высокочастотных источников никто не продает - это элемент конкретного исполнения источника питания. Только на 50 Гц, с регулировкой по питанию

У меня есть принципиальная схема БП электронного микроскопа, но там зарубежная элементная база.
И я не могу разобраться в принципе работы.
С блоком управления разобрался, а вот с генратором нет.

В дополнение к вышенаписанному добавлю, что вы можете регулировать напряжение в первичке например фазовым методом (2 встречно-параллельных тиристора, симистор или транзисторным двунаправленным ключом). Можно попробовать и регулятор, выпускаемый промышленно. Напряжение задавать программно (если захотите еще и обратную связь - вам добавится головная боль по ее развязке). Транс низкочастотный - таких действительно для рентгеновских аппаратов много сделано и для электрофизики. По крайней мере его рассчитать можно для дипломного проекта. Выпрямитель на высоковольтных столбах. Например СД-2-50 завода электровыпрямитель из Саранска. Импульсник - для таких напряжение и мощностей в единичном варианте - задача для опытного инженера (и не одного!).

На схемах, представленных Вами, почему-то обратная связь гальванически не развязана...
Но в любом случае это, как я понял, серийное изделие. И повторять его вам не обязательно (импульсный транс на 40 кВ, пусть с умножителем на 20 кВ - это очень сложное устройство)

Вы думаете этот источник на 4 кВт?
Обычно, при питании 40В делается не более чем на 50-100Вт, скорее на 50Вт, и регулировка у него, вероятно, не от нуля.

да. у меня есть его параметры.
напряжение - 0-40кВ
макс. ток - 100мА

Как вы думаете, можно ли в дипломном проекте указать, что трансформатор будет выполнет на заказ на другом заводе?
А я укажу только его параметры? И не надо будет указывать марку.

Может, все же, 100 мкА или 100 uA? Не верите, посмотрите какие транзисторы стоят в схеме и какой ток потребуется при 40В питания и 4 кВт выходной мощности даже без учета кпд.

Давайте не будем повторяться. Я уже писал, что как самостоятельное изделия такие трансформаторы не производят, а что в дипломе написать, это к дипломному руководителю :-).

Обсудите с руководителем, думаю, что он разрешит. В крайнем случае, можно привести эскизный расчет трансформатора - особо-то вникать в Вашу работу никто не будет

Удивительно, что для высоковольтных испытаний узлов и материалов будет использоваться источник такой огромной мощности. Зачем там эта мощность, кто ее будет потреблять?

Источник с такими параметрами - это, в сущности, источник питания промышленной рентгеновской установки. Там я понимаю, куда идет мощность. А при испытании на пробой - увы, не понимаю.

при прожиге кабелей трансы бывают еще мощнее

Сильно мало входных данных для мало-мальского ответа на вопрос построения подобного источника.
Входное напряжение ?
ВАХ источника - 4 кВт на 40 кВ и на 100В разные подходы к решению, соответственно разная схемотехника.
Пульсации на выходе, точность удержания напряжения?
Характер нагрузки? Режим работы - кратковременный или долговременный?

А подробнее можете рассказать? Что означает "прожиг кабелей"? Испытания бухт силовых кабелей на изоляцию AC напряжением 50 Гц? Интересно узнать длину кабеля в этих бухтах и их погонную емкость. С трудом верится, что даже там нужны киловатты.

пожалуста...
http://www.emzlvi.ru/item_60.html
http://www.molnia.kharkov.ua/molnia/SVP.php
http://alliance-s.com.ua/produkcija/ispita...ovanie_svp.html
только незнаю надо ли оно топикстартеру... может у него и другое задание .. но немного похоже

Спасибо, понял. Очень специфическая вещь... Но к испытаниям, по-моему, это нельзя отнести. И мощность нужна гораздо больше, для такой задачи 4 кВт - маловато.

Так что вопрос остался: нафиг топикстартеру нужно 4 кВт мощности?


Эта схема вам не подойдет. Это маломощный источник, однотактный. Маломощные высоковольтные источники можно делать однотактными. Такиe раньше использовали в телевизорах и т.п. Однако для мощностей начиная с нескольких десятков ватт однотактные высоковольтные источники не годятся, у них слишком много потерь. Надо делать двухтактный.

Высоковольтный импульсный БП сильно отличается от обычных импульсных БП. Разница в том, что:
- Вторичная обмотка высоковольтного транса имеет большое число витков, и, следовательно, большую емкость
- Требования к изоляции настолько жесткие, что невозможно обеспечить хорошую магнитную связь первичной и вторичной обмоток. Из-за этого транс имеет большую индуктивность рассеяния.

Если нарисовать эквивалентную схему БП, то емкость вторички и индуктивность рассеяния образуют LC-фильтр низких частот. Для обычного БП частота среза (или резонанса) этого фильтра намного выше собственной частоты БП, поэтому можно не обращать на него внимания. А для высоковольтного частота этого фильтра очень часто находится неподалеку от рабочей частоты БП. Из-за него БП скорей всего работать с большими потерями, он будет все время перегреваться и выходить из строя.

Хорошее решение для высоковольтного БП - сделать его резонансным или квазирезонансным, т.е. заставить работать схему управления на частоте, близкой к частоте этого LC-фильтра.

топикстартер либо студент как написал.. (в записку можно писать все что надо , предварительно согласовав с руководителем чтоб руководитель потом не краснел за студента ) либо темнит чегото не представляя себе всех тонкостей проблемы
----------
если диплом - то да.. эскизный расчет .. чертежик и параметры транса надо подшить в записку...
а если нет - то тагды ой
-----------
есть книжка по расчету трансов - автор Гоголицин.. импульсные трансформаторы называется
http://freebooks.net.ua/64628-matkhanov-p....impulsnykh.html - вот!
"Держись студент - сесия пришла!!!!!!!! "

Это только одна из проблем (трансформатор). Есть еще паразитные емкости и соответствующие потери, особенно, после 50 кГц, внутреннее сопротивление умножителя. Необходимо ограничивать токи при пробоях в нагрузке. Проблема регулировки выходного напряжения при резонансной схеме, особенно, при заметный мощностях (от сотен Ватт).


О уже написал, что студент, нет причин не верить.
Кстати, только транс для такого источника тянет на очень хороший диплом :-)

Особенно ежели паразитные емкости и индуктивность рассеяния найти расчетным путем, а потом подтвердить расчеты на образцах.

Кстати, "маслонаполненный" - не лучший вариант, имхо. Высоковольтные трансы мощностью до нескольких кВт проще и удобнее заливать силиконовой резиной. С вакуумированием во время заливки, конечно.

Не проще, но, вероятно, лучше. Я на такую мощность даже не приценивался, хотя недавно интерес был.
Кто нибудь смотрел, на какую максимальную мощность бывают U образные сердечники при частотах 50 - 100 кГц?

Транс полюбому заливается маслом, без него никак более чем 16-18 кВ. Combination UU 93/152/30 более 20 кВт на 50-100 кГц в кратковременных включениях, при длительной работе очень сильно сказываются потери в сердечнике, отсюда сильный нагрев.

Вообще подобная схема в рентгеновских аппаратах строится следующим образом:
Выходное напряжение разбивается на две половинки, центральная точка соединения половинок +20 кВ и -20 кВ садится на землю, ставятся высоковольтные делители из резисторов, которые получаются одним измерительным концом подтянуты к земле, тамже в цепи малоомный резистор для измерения тока нагрузки. Схема выпрямления может быть с удвоением либо без него, но обычно каждая из половинок также разбита на части по 15-20 кВ, со своей отдельной схемой выпрямления либо удвоения.

Позвольте узнать, на основании чего Вы делаете такое утверждение и если речь идет о переменном напряжении, то на каких частотах, каких постоянных выходных напряжениях и мощности?
Потому, что, по моему мнению, нельзя делать подобные утверждения в отрыве от требуемой мощности, пульсаций, постоянного выходного напряжения и рабочей частоты преобразователя.

Какое именно утверждение?

Я делал БП на 50 кВ с заливкой транса и выпрямителя двухкомпонентным силиконом Dow Corning. Никаких проблем.

Вот это:
>Транс полюбому заливается маслом, без него никак более чем 16-18 кВ.


Какая марка и цена за компаунд, если помните. Как он по вязкости и эластичности?
Мне RTV627 нравится по параметрам, кроме хрупкости, да и цена поменьше бы не помешала.

С этим полностью согласен, имел ввиду безвоздушное пространство, а все остальное вопросы технические, чем заполнять


Хотел поинтересоваться, какой период времени служит данное устройство и какая мощность источника? Может мы возьмем на заметку данный компаунд.

Если сделано с допустимой напряженностью, твердотельный компаунд служит достаточно.
Первые из серии источников питания с умножителем на 120 кВ (рабочий режим 70-80 кВ) и током до 0,6мА отработали уже почти 8 лет с реальной наработкой по 7000 часов в год. Частота чуть более 40 кГц, компаунд эпоксидный, горячего отверждения.

К сожалению, не помню. Давно дело было, 15 лет назад. Двухкомпонентный силикон холодного отверждения, схватывался за несколько часов, полностью твердел за двое суток. Серая вязкая жидкость получалась смешением двух составляющих, белой и черной. Дорогой, порядка 100 долларов за кило (даже в то время, сейчас наверняка еще дороже). Пробивное помню: 60 кВ/мм. После застывания твердость получалась примерно ~50-60 по Шору А. Застывшая резина получалась не очень прочной, отчасти хрупкой, легко расковыривалась, отламываясь при этом кусками.

После заливки транса и выпрямителя, кювета ставилась в вакуумную камеру примерно минут на 20, пока пузыри выходили из силикона. Потом давление поднималось до атмосферного и силикону давали застыть.

Из недостатков - плохая адгезия к поверхности. Был случай, когда одно изделие вернулось в ремонт после ~3 лет: в плате выпрямителя высокое прошило по поверхности залитой силиконом печатной платы ("проело" дорожку). Это был урок - не сильно надеяться на изоляцию по поверхности. Ничто не мешало мне сделать в этом месте разрез в ПП. Случаев пробоя самого силикона не было.

Хорошо, спасибо. Твердость, адгезия и хрупкость, примерно, такая же. А 60 кВ/мм - это, наверняка, получено при малых толщинах, например, при измерении "с 6.35-mm (1/4-in) electrodes on 2-mil film". При 1,9 мм будет уже 20-30 кВ.

Силиконовые восторги, думаю, преждевременны, когда дело касается трансов. Мыслю так:
1. Теплоотвод там должен присутствовать, а полноценной замены жидким диэлектрикам в плане теплопроводности нет
2. Пропитка маслом лучше, поскольку вязкость ниже. Можно даже без вакуума обойтись.
3. По мере наработки, можно производить плановую замену диэлектрика
4. Если пробой все же случится - масло затянет (и при этом увеличит побственную эл. прочность)
5. Ремонтопригодность сохраняется на все 100%
6. Температурный контроль и внешний теплоотвод (при повышенных требованиях к надежности) легко реализуем
Недостатки жидкости только геморрой с герметизацией, но в свете всех преимуществ это мелочи

Вы про какие мощности и частоты пишете? А то все силовые трансформаторы залиты жидкими диэлектриками.

Мляяя. Про частоту забыл. 1 кГц ориентировочный потолок. Извиняюсь

Выводы верные . Кстати 3 года - это такой критический срок, после которого резко возрастают отказы в ВВ трансформаторах, сделанных "подешевле". Например, в источниках CCFL backlight. Проблема с адгезией решается просто (но не для трансформатора) - применением праймера. Все производители (тот же Доу, Shin Etsu и др.) обязательно имеют их в своей линейке. Праймер - это однокомпонентный, жидкий силиконовый компаунд. Наносится тонким слоем. У него адгезия зверская, в свою очередь двухкомпонентные RTV к нему липнут тоже хорошо. В любительских условиях подойдёт (БЕЗ ГАРАНТИИ ) обычный строительный/сантехнический герметик, желательно без наполнителей (прозрачный).
Для заливки трансформаторов, в том числе по вышеуказанной причине(и, безусловно, из-за цены), RTV мы не используем. Только специально оптимизированные для трансформаторов эпоксидные компаунды горячего отверждения. Марку не привожу, т.к. это в Корее.

Если герметик имеет резкий запах, то тонкий медный провод разъедает до обрыва.

Это в Корее RTV дорого? У нас местный эпоксидный заметно больше стоит.
Из Российских, для трансформаторов подойдет ЭКС горячего отверждения, если частота не очень высокая.
А какие параметры у используемого Вами эпоксидного компаунда, в первую очередь, интересует тангенс потерь и проницаемость?

Всё относительно Дорого - это значит примерно в 4 раза дороже эпоксидки. Тут же народ не имеет 100-300% прибыли. ВВ плату лазерного принтера (16 ВВ источников) производитель этого самого принтера покупает (в частности у нас) за ... 15-20 долларов Так что всё считается. И текстолит только односторонний, и компаунд только эпоксидный...



Гы. Мне тоже интересны эти параметры, но я их у придурков так и не смог узнать. Есть только механические: http://www.epilong.co.kr/03_prooduct/eng_epoxy_potting.htm

Раньше использовали другой, но в связи с кончиной производства CRT-мониторов, делать его прекратили. У того проницаемость была около 3, если склероз мне не изменяет. Поскольку при переходе на новый хуже не стало, можно предположить, что и у этого где-то близко.
Опять же не хуже он электрически и RTV KE1204 (http://www.shincor.com/files/RTV%20Rubber%20Brochure.pdf), а у того проницаемость 3,2, а тангенс 0,001 (приводят только для 50Гц).
Кстати редкий случай, когда я использовал RTV, а не эпоксидку - один из последних проектов. Там заливается всё вместе и нужно что-то эластичное, чтобы снизить акустический шум на частоте развёртки (нагрузка динамическая, конденсаторы поют). Но это довольно экзотический источник - питание для FED-монитора (15кВ, 25mA, толщина источника... 10мм ).

RTV где то в Ваших краях, в достаточно больших обьемах, меньше 20 USD должен быть, сколько же эпоксидный
Более менее хороший компаунд типа ЭКС
http://ckbrm.ru/index.php?products=22
Ниже эпсилон в России не видел и сильно сомневаюсь, что есть ниже. Он для заливки вместе с моточными вполне подходит. Но он горячего отверждения.
Да, есть новый компаунд полиуритановый немецкий, его только запустили, на их сайте еще нет. Параметры до 80 градусов не хуже RTV, но объемы к нам от сотен килограмм, это нам пока много. Цену не знаю, но полиуритановый заметно дешевле RTV. Если надо, найду контакты.

Могли и не заметить, если умножение и напряжение переменное не сильно большие. До 80-100 кВ и 0,5 мA у нас вполне нормально и с эпсилон 6 получалось при 40-45 кГц.
Частоты в каком диапазоне?
Кстати, интересуют серийные, а не заказные трансформаторы типа CCFL, только бы напряжение в номинале хотя бы 3-4 кВ на 24-48В от 15 Вт. Может знаете кого из азиатских производителей? Хочется относительно дешевую серию источников запустить, а моточные самая тяжелая позиция в небольших количествах.

Включая трансформатор?

В небольших объёмах где-то около 7 долларов за кило.

Да, вроде неплохо выглядит по параметрам. А то, что горячего - это и хорошо. Всё меньше воды будет. Без печки всё равно не обойтись.

Обычно 30к-50к. В последнем проекте 60к-200к, в зависимости от нагрузки (резонансный).

Мы CCFL почти не занимались. А когда таки используем такие сердечники, заказываем. А так всё в Китае делается

Да.
Планарный EE сердечник (на заказ Samwha сделала за 2 недели), обмотки бескаркасные (self-bonding wire). Умножитель на 6. Резонансный полумост (LCC). Пробовали печатные обмотки, работало нормально, но дорого.

У нас это цена простого эпоксидного компаунда. При заливке в 2,5 литра компаунда, без наполнителя не попользуешь

Вакуума должно хватить. У них есть и холодного, но он хуже. Да и в печке он может схватится не успев отгазить.

Трансформаторы CCFL я помянул лишь только по тому, что они серийно делаются, но напряжение у них для меня низковато.

Понятно. Конденсаторы высоковольтные многослойные smd использовали? У нас на них цены выставляют "мама не горюй". Пока обходимся выводными.

Мне чем этот эпоксидный и нравится, так это тем, что у него есть чётко специфицированное время, пока он сохраняет высокую текучесть, после чего быстро твердеет. Смешивание, заливку и вакуумирование мы делаем в горячем виде (в холодном его и не смешаешь, и не зальёшь - он как мёд засахаренный), а потом уже ставим в печь. Времени более, чем достаточно на всё. А RTV начинает полимеризоваться сразу после смешивания. Из-за этого иногда бывают накладки. Скажем, если детали тёплые (бывает нужно клей высушить - сердечник склеить и т.п.).

Мы тоже выводные используем по той же причине, да и плата односторонняя. Плюс на выходе из-за особенностей нагрузки приходится ставить плёночный 10нФ. Пробовали керамику, но она ещё громче свистит (ток нагрузки меняется от 0 до максимума с частотами 120гц и 6кГц).

С эпоксидным холодного отверждения та же проблема (как и с RTV), чуть что схватывается.


Но выводные однослойные имеют большие габариты, тяжело вписываться в 1U при 100-120 кВ