Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Блоки питания и аккумуляторы
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
 
Рейтинг 4.77/73: Рейтинг темы: голосов - 73, средняя оценка - 4.77
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
1

управление HV

11.12.2013, 00:59. Просмотров 13159. Ответов 34
Метки нет (Все метки)

Всем привет. У меня немного нестандартная задачка. Необходимо осуществить управление высоким напряжением 20-50 кВ. Замыкать-размыкать цепь, с частотой в десятки килогерц и выше.
Напряжение скорее всего будет сниматься с умножителя. Какие есть предложения?
0
QA
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
11.12.2013, 00:59
Ответы с готовыми решениями:

Реализовать алгоритм работы планировщика. Управление виртуальной памятью. Управление файловой системой
Разработка программы менеджера памяти. Свопинг. Сегментная схема организации памяти. Управление...

Движение, вращение, управление движением, управление вращением фигуры
Написать программу, выполняющую четыре операции над графическим...

Перенести управление стрелками на управление WASD
Мне нужно чтобы в игре вместо стрелок управление осуществлялось WASD и при этом сами WASD не...

Чем отличается 1с 8.0 Управление персоналом от 1с 8.1 Управление персоналом?
Чем отличается 1с 8.0 Управление персоналом от 1с 8.1 Управление персоналом? Где это посмотреть)

34
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
11.12.2013, 01:03 2
Товарищ присоветовал на тиратроны взглянуть. Погуглив их, нашел, что они умеют только открывать ворота, а закрывать не способны. Какие будут еще предложения? Может быть поставить последовательно кучку высоковольтных транзисторов?
0
vks
0 / 0 / 0
Регистрация: 19.04.2013
Сообщений: 2
11.12.2013, 19:41 3
Логичнее коммутировать подачу с низкой стороны.
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
12.12.2013, 02:23 4
согласен. Однако тогда сложнее добиться резких фронтов, что крайне важно =)
0
mShit
0 / 0 / 0
Регистрация: 12.08.2012
Сообщений: 1,217
12.12.2013, 11:35 5
Это для лазера чтоли? Ток кстати какой? Существуют MOSFET и IGBT до 4.5 кВ, хотя последние слышал что и на 6.5 кВ существуют. Вот если их соединить последовательно в длинную цепочку, паралельно каждому посадить по варистору... но как управлять затворами? мотать трансформаторы с межобмоточной изоляцией на 50кВ, а это вообще реально? Хотя есть идея: на каждый транзистор в цепочке сажаем по драйверу управляемому через оптическое волокно. А питаем драйверы от цепочки последовательно соединённых DC-DC преобразователей с гальванической развязкой выхода, тоесть вход следующего DC-DC подключаем к выходу предыдущего. И надеемся что всё это не пробьёт нафиг.
0
m1x
5 / 5 / 5
Регистрация: 20.11.2010
Сообщений: 173
14.12.2013, 12:49 6
про ток не зря спросили, забудьте про полупроводники - дюже дорого выйдет, смотрите в теплую ламповую сторону...
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
15.12.2013, 22:50 7
Ток там будет порядком. Нет, это не лазер. Просто на концах разрядник будет стоять, молниями плеваться. Собствено, сама нагрузка - пару сантиметров воздуха. Какой там ток будет, не могу рассчитать. Может кто то поделится размышлениями?
Вариант с последовательным включением транзюков интересен, только в чем загвоздка по управлению, не могу понять? Допустим, мне с микроконтроллера транзисторами рулить надо будет... типа высокое напряжение пробьет на затвор и уйдет в мозги?
На счет ламп, пытался туда гуглить, но познания заканчиваются общими познаниями о том что лампа это типа высоковольтный транзистор. Направляли в сторону тиратронов, почитал характеристики, у них сетка не управляемая по закрытию. Только открывать ворота может. Подскажите может по лампам, какие есть варианты
0
Гарнист
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.01.2010
Сообщений: 3,496
15.12.2013, 23:15 8
А для какой цели будут использоваться молнии? Во всех виденных мной применениях маленьких молний - вполне хватало управления по низкой стороне. А крутой фронт при пробое какбэ сам собой возникает...
0
sobokymk
0 / 0 / 0
Регистрация: 22.03.2012
Сообщений: 755
15.12.2013, 23:21 9
Трансформатор на ВЧ железе, типа 400НН? Управлять с низу.
0
mShit
0 / 0 / 0
Регистрация: 12.08.2012
Сообщений: 1,217
16.12.2013, 12:00 10
В цепочке первым транзистором управлять несложно, у него исток/эмиттер сидят на земле и относительно земли же и управляются, а вот всеми остальными значительно сложнее, потому как на затвор нужно подавать напряжение относительно истока/эмиттера этого же транзистора, как правило не более +/- 20 вольт, но вот загвоздка, сам исток/эмиттер сидит уже не на земле и на нём в разные моменты может быть что угодно в диапазоне от почти нуля до почти полного входного напряжения, и вот относительно этого чего угодно и нужно подавать на затвор не более 20В. иначе транзистор накроется.
Но в свете последних данных о том что это будет работать на искровой промежуток схема на транзисторах скорее всего не выживет.
0
VyvotzorD
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
16.12.2013, 16:25 11
В ИПФ РАН есть генератор высокого напряжения до нескольких мегавольт. Сделан по схеме Маркса и разрядники синхронизируются УФ импульсом. Типа как-то так.

Еще были разработки в свое время, когда из постоянки 700 кВ делали переменку с помощью тиристоров. Там ставили последовательно кучу оптронных тиристоров. Управлять таким тиристором в данном случае проще простого (посмотри ТО142-80-12 - он 1200В держит и 80А).

Есть еще варианты управления с помощью последовательно соединенных IGBT с одним трансформатором на все затворы. То есть первичка у трансформатора - одна, а вторичек куча. Изоляция на 50 кВ - дело простое, посмотрите на трансы строчной развертки в ЭЛТ телеках и мониторах.

Глаза боятся, а руки делают. Экспериментировать надо, глядишь что нибудь и получится. Главное не забывать про изоляцию, ибо 50кВ может шарахнуть весьма не дурно (а при малом внутреннем сопротивлении схемы - еще и летально).
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
16.12.2013, 16:52 12
Я тоже за то что все надо проверять на практике, не боясь допускать ошибки(хотя они дорого обходятся чаще всего). :-)
Молнии будут использоваться в разных целях. Водичку греть, с полями знакомиться. Предположим, я собрал систему из повышающего трансформатора, умножителя до 50 кВ. В конце умножителя стоит кондер 1000пФ 50 кВ. Каким образом Вам видится управление по нижней стороне? если я на первичку повышающего транса буду разряжать 3-4 мкф кондер, его хватит, чтобы зарядить высоковольтный кондер на выходе и организовать пробой в искру?
===
Боюсь, что каскад транзисторов - весьма хлипоке дело. Повеселее будет с тиристорами. Я как раз юзал такие на работе, только вот тут проблемка, они ведь все одновременно не откроются, какой то раньше, какой то позже. В итоге можно ведь поймать хороший потенциал на одном из запаздывающих в строю, и поймать пробой на оптическое управление, или вообще вывести из строя pn переход? И еще печально то, что тиристоры не могут закрываться сами собой.
Я бы копал в сторону ламп. Может кто нибудь направит, в какую сторону смотреть?
==
отдельно про схемку Маркса, собранную ИПФ РАН, что значит "управление УФ" ? =)
0
VyvotzorD
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
16.12.2013, 18:10 13
"синхронизация УФ" - это когда разряд в дуговом разряднике синхронизируется с помощью луча ультрафиолетового света. Один такой луч проходит через, к примеру, десяток разрядников с прозрачными корпусами. Поток ультрафиолета увеличивает проводимость газа в разряднике и провоцирует разряд. Одним импульсом открываются сразу все разрядники. Подробно можно прочитать в педивикии по словам "Генератор Маркса".

Про каскад транзисторов/тиристоров - тут дело во временнЫх постоянных схемы. Если RCL схемы таково, что ток/напряжение при переходном процессе будет нарастать медленнее чем время открывания ключей (а оно, к слову, может быть весьма и весьма маленьким - наносекунды например, если это тиристоры) то нет ничего страшного в том, что ключи будут открываться не одновременно.

Кстати если надо делать именно импульс (то есть единичный разряд, а не делать из постоянки HV переменку) - то нет ничего лучше управляемых разрядников и тиристоров. Были еще в свое время (да и сейчас есть) управляемые ртутные разрядники... но не помню как они зовутся по грамотному. Фишка была в том, что там герметичная колба, в ней жидкая ртуть. Ртуть - один контакт, над ртутью - стержень, это другой контакт. Включался такой разрядник либо подогревающей спиралью (которая испаряла ртуть и провоцировала разряд), либо малым дуговым разрядом через еще одну группу контактов - который так же испарял ртуть. Держали эти разрядники сотни киловольт и сотни килоампер. Специально для энергетики.
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
17.12.2013, 04:37 14
управляемый разрядник, это интересно. Немного погуглил. Надо будет подробней вникнуть и поискать может где продаются такие еще.
===
На счет управления ключами вот парень делал первые шаги
http://www.youtube.som/watch?v=xMKSPY-o ... ldmm6H-3kQ
но там всего 1000 Вольт.
0
VyvotzorD
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
17.12.2013, 10:38 15
Но все таки для HV импульса лучше использовать генератор Маркса. К примеру брать батарею кондеров на 600В и коммутировать их оптотиристорами. Будет мощно и высоковольтно, ибо наращивать каскады генератора Маркса можно до тех пор, пока воздух не пробьет одного кондера к другому :-) А это пара-тройка сотен киловольт в случае наколенной сборки. Если грамотно изолировать - то мегавольты в домашне-гаражных условиях получить весьма реально.
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
17.12.2013, 18:39 16
А как вы примерно видите схемку коммутации кондеров тиристорами? Вместо воздушных пробоев чтоли ставить тиристоры? )
И еще,в генераторе Маркса, на сколько я понимаю, время зарядки конденсаторов длительное.. а мне частоту импульсов в килогерцы надо организовать.
0
VyvotzorD
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
17.12.2013, 23:16 17
Да пожалуйста! Хоть мегагерцы, только надо учесть баланс ток-напряжение. В классическом генераторе Маркса кондеры включены параллельно через резисторы. В продвинутой модели резисторы можно заменить на ключи (полевики, IGBT - тысячи их, да даже реле). Ну и пожалуйста: кондеры быстро зарядили большим током, разомнкнули ключи, включили тиристоры, получили импульс.

Вариантов уйма. Даже можно взять кондер (к примеру 400мкФ х 450В), зарядить, а потом разрядить на трансформатор тиристором. На выходе транса - диодно емкостный умножитель до нужного напряжения. Тоже будет HV импульс. И хоть 10 кГц делай, хоть 100... Лишь бы необходимый ток обеспечил источник, что станет заряжать кондер.
0
m1x
5 / 5 / 5
Регистрация: 20.11.2010
Сообщений: 173
18.12.2013, 13:25 18
Килогерцы =) Смело... Оно и хавать будет - Киловатты от сети...
Тут еще меня заинтересовал момент - кондер 1нФ замкнутый на искру это нехилый импульс тока, а вы хотите его рвать полупроводником. Если там и без того 30 кВ, то сколько разовьет ЭДС самоиндукции от паразитных индуктивностей?
Короче идея на поговорить, не более )))

Вообще с этой темой на флай надо, а не сюда... Там или расскажут как сделать, или если запросы нереальные - куда идти )
0
VyvotzorD
0 / 0 / 0
Регистрация: 07.02.2106
Сообщений: 2,309
18.12.2013, 23:28 19
Да. Задачка не тривиальная. Но решаемая. В энергетике и не такие решают. Есть весьма простые решения по модуляции 500 кВ линий с током в сотни ампер. Делают на последовательно набранных силовых семисторах, ничего необычного кроме изоляторов и семих семисторов, кои в простом нигазе не купишь.

Но тут и нет задачи 500 кВ коммутировать... Да и большого тока имхо ТС не требует... хотя хер знает... К примеру если он возьмет генератор Маркса с емкостью звена в 10 пФ, то получит при входном напряжении в 500В необходимость зарядить 100 звеньев. А это в свою очередь 1 нФ суммарной емкости. Лень считать зарядный ток... но интуитивно... 450 мкФ на 500В заряжались 5 сек, при потребляемой мощности преобразователем в 60Вт. Здесь время будет в 450000 раз меньше при той же потребляемой мощности (прикидочно). То есть зарядятся за 10 микросекунд.

Правда при разряде будем иметь напряжение 50 кВ, но энергия... (10*10^-12)/100 * (5*10^4)^2 = 10^-11 * 25*10^8 = 2.5*10^-2 Дж. Маленькая энергия. Разряд скорее тлеющим будет, нежели чем коронным...

А увеличение емкости звеньев потребует увеличения тока заряда (для сохранения временных характеристик). Ну и опасно все таки... а то нёбнет вот так 50кВ и фибриляция...
0
Хиризнит
0 / 0 / 0
Регистрация: 09.10.2010
Сообщений: 35
19.12.2013, 00:48 20
Спасибо, что проявляете интерес к моим "нездравым" задачкам)
Пикофарады в марксе однозначено отпадают, энергия нужна поболее. Достаточная, чтобы эффектная (как натуральная) молния проскочилав разряде.Недавно собрал схему - релюшка, закороченная на себя, 50 Гц от сети включается отключается, контакты кондера 4 мкф перебрасываются то в сеть, то на строчник. со строчника снимаю киловольты, их на умножитель даю. Примерно сантиметра полтора два разряд. Думаю еще пару умножителей поставить последовательно. Только не могу посчитать, какую частоту я смогу развить в такой системе, и как управлять кондером чтобы он отдавал в нагрузку импульсы тогда когда я попрошу и должен ли он отключаться от сетевого питания в этот момент?
А на счет маркса, Мне кажется, слишком сложно, куча транзисторов заряжающих кондеры, куча симисторов разряжающих кондеры. Хотя сама задумка классная, и если бы можно было ограничиться только симисторами, я бы взялся за нее =)
0
19.12.2013, 00:48
Answers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
19.12.2013, 00:48

Заказываю контрольные, курсовые, дипломные и любые другие студенческие работы здесь.

Управление ФС
Можете дать совет, как разработать прогу на Delphi, поисковик файлов и папок. Предусмотреть нужного...

Управление
Всем привет, проблема такая. Комп новый, win7x64 проверенна на работоспособность, при вызове...

Управление БД
Посоветуйте пожалуйста хороший пример создание и управление БД через С++ Builder с пошаговым...

Управление МК с ПК
Добрый день форумчане! Есть проект на шарпе по подключению к МК посредством USB. МК определяется...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
20
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2020, vBulletin Solutions, Inc.