Jump to content

    

Коронный разряд в высоковольтном трансформаторе 350В->25кВ

Recommended Posts

Plain
2 минуты назад, Orc190 сказал:

правильно я понимаю?

Нет. Создаёте по топологии понижающего стабилизатора ток и питаете этим током мост, который всегда работает с заполнением 100%, а также ему нужен запас по напряжению, чтобы быстро перемагничивать индуктивность рассеяния — в данном случае, номинал (4 В · 8 секций) = 32 В, ближайший к нему стандарт 48 В, но лучше взять вдвое больше.

Share this post


Link to post
Share on other sites

gte
22.06.2020 в 11:50, Orc190 сказал:

Не проверял, пойду гулить, как это сделать.

 По схеме в точках AB измеряете напряжение, в AC измеряете ток. Увидите паралельный и выше последовательный резонансы. Стоит замерить и без подключенного умножителя.

Цитата

Есть, но они требуют большего количества конденсаторов, что значительно увеличивает вес и объем всей системы -- все таки умножители в несколько раз тяжелее и объемнее, чем трансформатор.

Я не зря Вам предложил посчитать, я думаю, что будет все наоборот. Вы же будете исходить из пульсаций и можете выиграть за счет применения большего количества конденсаторов, но меньшей емкости. Впрочем, еще влияет доступность различных номиналов.

Цитата

Увеличить количество секций можно, если изменить сердечник. Сейчас заполнение окна сердечника близко к максимальному. Снизить требуемое напряжение нежелательно. Напряжение выбрано исходя из минимизации размера умножителя напряжения, который, как я говорил, значительно больше трансформатора.

Но емкости будут другие, с  меньшим напряжением.

Цитата

Для регулировки выходных характеристик используется ШИМ.

Я не заморачивался киловаттным источником, но рассмотрел бы регулировку напряжения с помощью управляемой индуктивности, на 250-300 Вт я такую схему реализовывал. Стоит изучить опыт других производителей, например, Спеллман.

 

Есть еще один момент. При снижении напряжения на секции появится возможность использовать многослойные высоковольтные конденсаторы имеющие небольшие габариты.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Yuri7751

Соглашусь с тем, что несимметричный умножитель на сравнительно большую мощность - это моветон. В упомянутом DXM два трансформатора работают на симметричный умножитель на 16. Это 600Вт. 1,2 кВт получают запараллеливанием двух таких источников. 

http://blazelabs.com/cw-brm-java.asp  - калькулятор. Формулы для него тут http://blazelabs.com/e-exp15.asp

Уменьшить габариты умножителя можно применяя stack capacitors (https://www.deantechnology.com/catalog/hvca/high-voltage-ceramic-capacitors/capacitor-stacks/st2). Делают их и китайцы (http://www.anxonelec.com/sale-10784757-15kv-350pf-12-stages-customized-high-voltage-stack-type-capacitor.html). У китайцев быстрее и они охотно идут на кастомизацию по размерам и количеству конденсаторов в стеке. Но после них надо тщательно отмывать. Божатся, что один конденсатор в стеке держит аж до 20кв - голову на рельсы не положу. Там, понятное дело, проблема с пробоем по поверхности. Тщательно мыть и либо в масло, либо в компаунд с хорошей адгезией. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

TheMad
On 6/23/2020 at 12:05 PM, gte said:

Стоит изучить опыт других производителей, например, Спеллман.

А разве есть документация какая-то доступная  у них? 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Plain

Там всё типовое, что Вы хотите увидеть? Вот у автора — нет, и неизвестно, чем у него закончилась эта история.

Edited by Plain

Share this post


Link to post
Share on other sites

sanya221

Думаю фотографии места повреждения каркаса увеличили бы вероятность получения правильного совета..
При испытаниях у вас поднималось только напряжение, или мощность тоже? Не могли оргстекло перегреть?
Каркасы хорошо были промыты перед испытаниями? Вариант грязи на поверхности, по которой сначала начиналась утечка с последующим локальным нагревом и пробоем не рассматривали?

Share this post


Link to post
Share on other sites

gte
14.05.2021 в 23:35, TheMad сказал:

А разве есть документация какая-то доступная  у них? 

Извините что запоздал с ответом, работы много. На сайте производителя были руководства и методики испытаний. Есть и описание работы преобразователя. Кратенько, но, в принципе, понятно. Есть про напряжение вв трансформаторов, что подтверждается и моим опытом.

Share this post


Link to post
Share on other sites

rudy_b

Причина, скорее всего, простая - высокая напряженность поля в конце секционированной обмотки относительно феррита.

И это вы не победите никаким, даже самым лучшим пластиком - все равно пробьется со временем - нужно менять конструкцию.

Возможно это не совсем понятно, но поле оказывается очень большим в связи с малым диаметром провода, но это долго объяснять.

 

Нужно снижать (выравнивать) напряженность поля у высоковольтного края обмотки. Это можно сделать использовав пирамидальную намотку, т.е. каждый слой поверх следующего со снижением длины слоя обмотки. При этом по мере роста напряжения на обмотке увеличивается расстояние до феррита + поле у края верхней обмотки определяется не керном, а предыдущим слоем - т.е. значительно меньше. Именно так намотана обмотка ТВС в телевизорах, а это хорошо вылизанные и долгоиграющие детали.

 

Вы легко можете посмотреть напряженности полей в программе FEMM4.2 - сделайте осесимметричную модель, можно даже на статике и все поймете сами. Сделайте 2 варианта - с вашей и с пирамидальной намоткой и сравните.

 

Программа бесплатная с неплохим хелпом и примерами, правда на аглицком и с несколько неудобным интерфейсом, но разобраться можно довольно быстро.

Share this post


Link to post
Share on other sites

SAVC

Мне кажется, нужно ещё посмотреть скорости при перевороте напряжения на первичке, и, соответственно, на вторичке.

Ведь, это вызывает переменный ток через масло.

Share this post


Link to post
Share on other sites

=AK=
On 6/17/2020 at 7:14 PM, Orc190 said:

Пытаюсь разработать высоковольтный трансформатор для рентгеновского аппарата.

Нужно получить из постоянки 350В переменку 25кВ и ток до 50мА. Частота 50кГц.

Я с высокими напряжениями работал более 25 лет назад. Делал регулируемый блок питания 50 кВ 2 мА, а также модернизировал Сименсовский блок питания для рентгеновского аппарата: заказчик хотел попробовать использовать рентгеновскую трубку с сеткой, поэтому я добавлял к катоду источник смещения для сетки (анод был, стественно, заземлен). Сименсовский БП был залит маслом, свой БП я заливал двухкопонентной силиконовой резиной.

 

По опыту тех лет, общие рекомендации такие:

 

1. Обязательно нужно обзавестить вакуумным насосом и к нему заказать/сделать вакуумную камеру с прозрачной крышкой, куда может поместиться высоковольтный блок. Будь то масло или другая заливка, надо подержать ее примерно часок под вакуумом, чтобы вышел воздух. После этого убрать вакуум, атмосферное давление схлопнет оставшиеся пузырьки в ноль.

2. Силиконовое масло предпочтительней, оно меньше насасывает влагу.

3. Как вариант, можно вместо масла заливать двухкомпонентным силиконовым компаундом. После застывания получается силиконовая резина. Недостаток по сравнению с маслом: она очень плохо прилипает к поверхностям, поэтому со временем по поверхности корона может постепенно "проесть" дорожку. У меня был случай когда через пару лет примерно сантиметров 10 по поверхности стеклотекстолита проело. Зато достоинство - в отличие от масла резина не загрязняется со временем.

4. Не надо стараться получить нужное высокое напряжение сразу прямо с обмотки транса. Гораздо выгоднее на вторичке иметь киловольт 5-10, а до нужного напряжения лучше догнать умножителем. Дело в том, что трудно обеспечить достаточную длину изоляции по поверхности каркаса между "горячим" концом вторички и заземленным сердечником. А вот умножитель на печатной плате изолировать намного легче.

5. Вторичка дожна быть секционированной, чем больше секций - тем лучше. Это уменьшает емкость вторички.

6. Феррит надо брать П-образный с круглыми в сечении плечами, на одном плече - первичка, на другом - вторичка.

7. Никаким промышленным высоковольтным щупам верить нельзя, они все врут безбожно. Высокое надо мерять самодельным резисторным делителем, консервативно, с большим запасом по напряжению и мощности, набранным из мощных выводных аксиальных металлопленочных резисторов.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Herz
23 минуты назад, =AK= сказал:

Недостаток по сравнению с маслом: она очень плохо прилипает к поверхностям, поэтому со временем по поверхности корона может постепенно "проесть" дорожку. У меня был случай когда через пару лет примерно сантиметров 10 по поверхности стеклотекстолита проело.

Непонятен этот момент. Под резиной на плате? Туда воздух попал как-то?

Share this post


Link to post
Share on other sites

=AK=
12 minutes ago, Herz said:

Непонятен этот момент. Под резиной на плате? Туда воздух попал как-то?

Нет, воздух был удален до того как резина застыла. Она застывает сутки, после заливки резиной сборка примерно час была выдержана под вакуумом. Все пайки были сделаны "кругленькими", чтобы не было напряженности поля на остриях и заусенцах. И все-таки как-то проело.

 

Как я помню, еще одна ошибка была в том, что эти 10 см были по поверхности ПП по прямой. Надо было сделать в ПП пропилы, чтобы их залило силиконом. Это и просто удлинило бы путь, да и куда-то вбок вряд ли стало по поверхности проедать.

 

Сейчас я бы пожалуй для начала залил поверхность ПП тонким слоем Dowsil 3140, потому что он отлично прилипает к чему угодно. А уж потом все вместе залил двухкомпонентной силиконовой резиной.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Herz

Всё же, если резина просто отслоилась от платы в каком-то месте, вряд ли это поспособствовало пробою. Может, дело  в самом текстолите (его поверхностном слое)?

Пропилы - это да, представляются хорошим решением. А вот Dowsil 3140... Ну, прилипнет. Ну, ещё один слой ПП, грубо говоря. Дальше - та же проблема, Вам не кажется?

Share this post


Link to post
Share on other sites

=AK=
24 minutes ago, Herz said:

 А вот Dowsil 3140... Ну, прилипнет. Ну, ещё один слой ПП, грубо говоря. Дальше - та же проблема, Вам не кажется?

Пробой по поверхности и пробой диэлектрика - две большие разницы. Если прилипнет, то пробоя по поверхности больше не будет, а сквозь диэлектрик надо порядка 20..50 кВ на миллиметр.

 

Quote

Может, дело  в самом текстолите (его поверхностном слое)?

Механизм разъедания, как я понимаю, состоит в том, что поверхность под воздействием поля деградирует и становится проводящей. Из-за этого расстояние между электродами уменьшается, поле увеличивается, а химикаты из деградированного участка способствуют разъеданию следующего. Наверное, надо было ПП в ультразвуковой ванне мыть прежде чем заливать силиконовой резиной. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Yuri7751
On 7/17/2021 at 9:47 PM, Herz said:

Непонятен этот момент. Под резиной на плате? Туда воздух попал как-то?

Ну товарищ же написал - адгезия у двухкомпонентных силиконовых компаундов плохая, как правило (они "самодостаточны" в отличие от однокомпонентных, которые тянут влагу отовсюду и потому липнут ко всему намертво). Поэтому в пределе можно считать плату незалитой - термоциклы, механические напряжения, старение  и т.д. могут привести к отслаиванию. Поэтому с такими компаундами надо использовать т.н. праймеры (тонкий подслой) . Ну или однокомпонентные компаунды типа вышеуказанного (сам так делал). Бывают двухкомпонентные и с хорошей адгезией, но там чего-нибудь другое хуже (например диэлектрическая проницаемость и т.п.) :).

"Пропилы" - это a must, что называется. На картинке для примера 50кВ рентгеновский источник до заливки. Ширина корпуса 58мм. Минимальное расстояние от корпуса до 50кВ не менее 7мм. Основная засада была с конденсаторной сборкой умножителя - до использования праймера уверенно пробивалась по поверхности (хотя сами конденсаторы держат якобы 20 кВ на секцию - производители мамой клянутся).

jD7llWBSg66qe5JDLE4sbWKBmPx2n0F9wxMwIa6zY94QH52SQJjqrGSvN7-9vv_vB13I2tW906Rl3rN9pWc_MLHJ9kODJztrQ-3hzjdtLSOIZX55tHA_MO7ZdFw-aT5sDOEaOfDzs-dypzqDDy-PwAhnz-Dwd8gd-yX-by8I4WLi4zi2yxfz36EL_9DLRYqGEE861qi8HvPD5vmf_q_ZChukPMtOBiz266H0nAHiCLiByRyipJZ0mtnnixCY5mWSoGoC7dmm2sKeIHDIv8HiyGBZO1cej_VwWSMfZ9ctMZrgxJPvunwsCz-zB1KxZwZMkjMT0-E7CmeOdipar3-Ez7Ai6TV7iZyGDklpHidG9CrRs8zDMtoBP5PE8T6IS4BM_1_kNEQ8cXzMFRomnoUflhFoJ2k27DiLDbz_x-G8LGr73iyxY40i1Qf5e4DTrOpPiGWZJKjgDcVSeZ56uJSolh85kagiuZY-j_qZ6FSjQ9jLhmuy0iOJJc1l2c1TRVHCT145dyox9_5Q2fGUcZ8di2cq4JZEUC497OmJCqChRj7aXtfiVQInrcDFwNRkjOGou15gVb8MksvmrRccNm8vS9OuTwQugtZsKnu1M90gz2y--ekD6Ukq98zfkd9v_JAFyX_WxOfJW-P32364u51QQQB3zc20WAAZbFBzOnmP2nPPLGTEzzCeiyiP4zIiGhMH182l872mjLQjvW_3geyx_g=w650-h866-no?authuser=0

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.