Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

Für HV-Trafos, Kaskaden, Coilguns, Induktionsheizer und Ähnliches.

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Alexander470815
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#31 Beitrag von Alexander470815 »

Da ich zur Zeit auch an einer Kondensatorbank (385V 80mF für ein Bolzenschweißgerät) bastle wollte ich mal fragen ob ihr euch schon Gedanken gemacht habt wie ihr den Thyristor zünden wollt?
Wenn man solche hohen Ströme erwartet soll man das ganze ja mit einem kurzen starken Puls zünden statt einem geringen Dauerstrom so das er auch sauber einschaltet.

Entweder könnte man das ganze über einen Puls Transformator zünden oder eben über eine entsprechende Optokoppler Schaltung was aber wieder eine separate Versorgung bedingt.
Möchte man bei dem TZ740N die volle Stromanstiegsgeschwindigkeit ermöglichen sagt das Datenblatt Igm= 1A und dIg/dt = 1A / µs.
Bei dem Einraststrom wird noch erwähnt das das die Dauer tg = 20µs ist.
Wie sieht es eigentlich mit der anfänglichen Stromanstiegsgeschwindigkeit bei deinem Aufbau aus?
In dem Diagramm sieht das recht steil aus, mit einfach nur U/L also 700V / 3µH ergeben sich fast 250A/µs... bei 200 A/µs die der Thyristor darf...

Für meinen Thyristor ergeben sich da ähnlich Werte, 2A für 50µs und auch mindestens 1A/µs.

EDIT: Ich hätte auch noch eine Idee für das effizientere Laden der Bank.
Einfach in dem Delon die Kondensatoren kleiner machen und AC Kondensatoren verwenden.
So dient das gleichzeitig noch als kapazitive Strombegrenzung.


oglbi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#32 Beitrag von oglbi »

So sehe ich das genauso. Der Spannungsverdoppler _IST_ die Strombegrenzung. Sobald ich den Strom ueber Kondensatoren transportiere steuert man das ueber die Kapazitaet.
Die andere Moeglichkeit zu den klassischen 400V zu kommen ist einen regelbaren Spartrafo zu nehmen und direkt gleichzurichten. Da waere dann der Trafo die Strombegrenzung.
Die kleinen Trafos gehen bis 250V. Die Groesseren haben dann 270V oder 300V. Fuer 400Vdc langen 283Veffac.

Bei der Ansteuerung von gates zermarter ich mir auch schon lange das Hirn. Wenn man ein kleines L drin hat dann ist das wahrscheinlich gar nicht so schlimm.
Aber der Schalter einer Konsensatorbank sollte natuerlich immer fuer den Kurzschlussfall geruestet sein. Auch habe ich Angst vor Gurkenzuendungen ueber prellende Taster.
Was nuetzt mir eine manuelle Ausloesung wenn die beim 26. Mal einen Gurkenimpuls erzeugt und der Thyristor kaputt geht.
Leider habe ich von von Pulstrafos keine Ahnung so dass ich gar nicht wuesste wie ich die zu dimensionieren haette.

Mein aktueller Plan, falls mir nichts Besseres einfaellt, sieht eine Kondensatorentladung vor die ich erstmal mit einem Reihenwiderstand begrenze.
Dann versuche ich experimentell mit seichten Verbrauchern (400V mit 2 Gluehbirnen in Reihe) das Gate zu messen und den Widerstand schrittweise zu verringern.
Wie ich allerdings den Stromanstieg am Gate (Spule?) kontrolliert beeinflussen soll ist mir ein Raetsel.

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stoppi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#33 Beitrag von stoppi »

Danke euch für die Angebote bzw. Anmerkungen ;)

Das günstige am Delon-Spannungsverdoppler ist u.a., dass dieser eben gleich eine Mittelanzapfung der Kondensatoren vorsieht. So brauche ich mich nicht um eine gleichmäßige Ladung der Kondensatoren kümmern. Und zudem ist meine Kondensatorbank auf ca. Doppelte Netzspannung ausgelegt...

Bei meiner coilgun steuere ich das Thyristor-Gate über einen Überträger an, der von einer Kondensatorentladung gespeist wird. Das funktioniert eigentlich ohne Probleme. Aber den Überträger kann ich mir eigentlich auch schenken und das Gate eben direkt über die Kondensatorentladung ansteuern.

Was mich etwas verwirrt: Im Datenblatt des TZ740n steht beim kritischen Stromanstieg wirklich für den Peak-Gate-current Igm = 1A. Andererseits sind in einem Diagramm auch viel höhere Gateströme eingetragen. Es wird auch von einer am Gate umgesetzten Maximalleistung in Abhängigkeit von der Zeitdauer gesprochen. Demnach kann der Gatestrom mMn durchaus höher sein, dafür eben über einen kürzeren Zeitraum. Bei einer Entladung eines 10µF Kondensators über einen 1 Ohm-Gatewiderstand hat man eben eine Zeitkonstante R*C = 10 µs.

Ich werde einmal ausprobieren, welche Zeiten man bei sehr kurzer manueller Betätigung eines Tasters im Schnitt erhält und ob dies reproduzierbar ist...

Wenn ich die Simulation meiner Entladung anschaue, komme ich wirklich in den kritischen Bereich meines TZ740n Thyristors, also rund 200A/µs. Ich werde daher die Induktivität meiner Spulen (für can-crusher bzw. disc-launcher) bewusst etwas großzügiger auslegen, damit ich den Stromanstieg etwas zügeln kann.
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Multi-kv
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#34 Beitrag von Multi-kv »

Du hast den Stromanstieg nach 100us gemittelt (100 A/us) - in den ersten us ist der Stromanstieg aber deutlich steiler, insbes. in der allerersten us nach Zündung.
Gerade dann ist der Thyristor aber evtl. noch nicht voll durchgeschalten - daher ist der erste Anstieg der kritische Teil.
Da steht auch was von Zündstrom max. 250 mA... Ich denke für ein paar us kann das Gate auch sehr viel mehr vertragen.

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VEKTOR
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#35 Beitrag von VEKTOR »

Moin,

toll das Ganze hier zu lesen! stoppi hat es geschafft das ich auch noch mal an meinen DiscLauncher weiter baue...
Multi-kv hat geschrieben:Da steht auch was von Zündstrom max. 250 mA...
Das Igt max bezieht sich auf den durch Produktionstoleranzen zwischen einzelnen Thyristoren immer etwas unterschiedlichen mindest Trigger Strom.
Also wenn man eine ganze Fabrik leer kauft wird auch das letzte Montags-model bei maximal 250mA Triggern. Also eher der maximale minimal Wert... Wenn das Sinn macht :gruebel:
Technical Information Bipolar Semiconductors Seite 19 hat geschrieben:3.3.1.3 Gate trigger current IGT
IGT is the minimum value of gate current which causes the thyristor to trigger. It depends on the voltage across the
main terminals and the junction temperature. At the given value of the gate trigger current all thyristors of a given
type will trigger. The gate trigger current increases with lower junction temperature and is thus specified at 25°C.
The trigger pulse generator has to safely exceed the data sheet value IGTmax see also 3.3.1.8.
https://www.infineon.com/dgdl/Infineon_ ... 0ec42b126a
Figure 19 Safe overdrive of the gate trigger current.png
Figure 19 Safe overdrive of the gate trigger current.png (28.43 KiB) 1347 mal betrachtet
Technical Information Bipolar Semiconductors Seite 23 hat geschrieben:3.3.1.10 Maximum permissible peak trigger current
In applications with a high rate of rise of current iGT may be overdriven even harder than described in 3.3.1.8. For
this the gate current should be increased for a time tGM ≈ 10-20µs to the 8- to 10-fold value of IGT and than continue
for a sufficient time tG with a reduced amplitude. The open circuit voltage of the trigger circuit should at least apply
30V in order to assure a high reactionless gate current.


Jetzt noch was von mir. Hoffe stoppi ist nicht sauer das ich seinen Beitrag nutze...
Zünde aktuell noch manuell mit einer Stange. Also lauter Knall und eine Menge Abbrand.
IMG_0910.JPG
~5mF bei 1500V -> ~6kJ

FLLF2390.JPG
GBNO5870.JPG
Kleine Verluste.....

XSVS5109.JPG
Igor wird es schon richten...
ALLES was ich sage kann auch FALSCH sein, M'Kay ?

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Multi-kv
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#36 Beitrag von Multi-kv »

Sieht gut aus deine Cap-Bank, Viktor!
Bis wohin lädst Du sie auf?

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stoppi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#37 Beitrag von stoppi »

@Vektor: Danke für die nützliche Information...

@multi-kv: steht doch alles im Beitrag, 5mF bei 1500V...

Ebenso spreche ich im Text von einem Stromanstieg von 200A/us, denn die anfängliche Steigung des I(t)-Graphs macht ca. das doppelte des Sekantenanstiegs aus.

Man kann sich auch zurück halten, wenn man eigentlich nichts wesentliches zu sagen hat :facepalm:

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stoppi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#38 Beitrag von stoppi »

Schön langsam trudeln die Teile (Aluleisten, Schalter...) ein. Auf andere aus China warte ich schon zum Teil über 2 Monate :aufsmaul:


Da @Bastl_R ziemliche Probleme mit dem Abbrand der Zündelektroden hatte, habe ich einmal die Zündelektroden direkt mit der Hauptfunkenstrecke parallel geschlossen. Jetzt liegt dann zwar die Hochspannung kurzzeitig auch an der Kondensatorbank an aber ich denke mir, dass dies trotzdem aufgrund der kurzen Pulsdauer zu keinerlei Problemen führen wird. Abbrand dürfte es so auch keinen mehr geben.

Es muss aber auf die richtige Polung der Kaskade geachtet werden, damit sich die geladenen Kondensatoren nicht über die Dioden der Kaskade entladen.

Es könnte aber noch zu Problemen kommen, wenn sich infolge der Entladung die Kondensatoren der Kondensatorbank umgekehrt aufladen. Dann wirken nämlich die schwachen Dioden der Kaskade auch als Freilaufdiode und gehen vermutlich hopps. :gruebel:

Nachtrag: Ein Widerstand R am Ausgang der Kaskade zur Strombegrenzung müsste eigentlich Abhilfe schaffen...
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#39 Beitrag von Alexander470815 »

stoppi hat geschrieben:
Di 12. Mai 2020, 11:21
habe ich einmal die Zündelektroden direkt mit der Hauptfunkenstrecke parallel geschlossen.
Also nur mal oberflächlich überlegt...
Wie genau soll es möglich sein das sich da genug Spannung aufbaut?
Weil die Spannung über die Funkenstrecke ist ja durch die Kondensatorbank fix vorgegeben.

Also wenn das jetzt ein kurzer heftiger Impuls wäre so das die Workcoil genug Induktivität bietet ja gut aber einfach so mit einem konstanten Gleichspannungspegel aus einer Kaskade...
Sprich vielleicht ein Marx Generator o.Ä. daran anschließen. Oder eben wie bei den Schweißgeräten Überlagerungszündung durch einen Übertrager.

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stoppi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#40 Beitrag von stoppi »

Naja, ich dachte schon dass mir die induktivität der work coil den schnellen spannungsanstieg eventuell zulässt.
Die Frage ist auch, wie der spannungsverlauf am Ausgang der Kaskade ist, wenn ich diese per Taster aktiviere...
Per Überträger koppel ich bei meiner ETG die Hochspannung ein. Nur habe ich dann eben eine hier sehr störende zusätzliche Spule/Induktivität im entladestromkreis.
Und wenn man die workcoil als sekundärwicklung des überträgers gleich nutzt?
Und wenn ich nur einen pol der Kaskade mit einem der beiden messingbolzen verbinde und den zweiten pol mit etwas Abstand seitlich zum anderen messingbolzen postiere? Dann würde zuerst der Funken zwischen eben dieser seitlichen Elektrode und dem messingbolzen erfolgen und somit sprunghaft die Spannung über die Hauptfunkenstrecke ansteigen lassen.
Ich werde dies experimentell einmal überprüfen...
Zuletzt geändert von stoppi am Di 12. Mai 2020, 16:07, insgesamt 2-mal geändert.

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Alexander470815
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#41 Beitrag von Alexander470815 »

Wäre das jetzt ein Marx der sich auf einmal entlädt hätte ich gesagt könnte gehen.
Aber die Kaskade ist ja eher Träge und hat nicht einmal die Chance "auszuholen" da sie von Anfang an so gut wie kurzgeschlossen ist.
Würde die jetzt einen Kondensator laden und wenn dieser voll ist über eine Funkenstrecke in die Haupt Funkenstrecke überschlagen dann könnte es gehen.
Aber so wie auf dem Bild sehe ich die Chance das das funktioniert bei Null.

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Bastl_r
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#42 Beitrag von Bastl_r »

Hallo Stoppi

Die Schweißgerätezünder arbeiten primärseitig mit deutlich höherer Energie als unsere Villardschaltungen.
Da wird ein Kondensator aufgeladen der seine Energie wiederum über eine Funkenstrecke in die Einkoppelspule überträgt welche ihrerseits in einer im Schweißstromkreis eingefügte Spule den Hochspannungsimpuls erzeugt.
Analog dazu könntest Du evtl versuchen mittels einer weiteren Spule über deine Workcoil etws einzukoppeln.

Alternativ dazu könntest Du auch versuchen über ein Trigatron die Entladung zu starten.
Meine Hartmetallspitzen anzubohren brauche ich aber leider gar nicht erst versuchen.
Bin aber am Überlegen meine Villardschaltung zu erweitern und so die Zündelektroden weiter weg zu bringen.

bastl_r

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stoppi
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#43 Beitrag von stoppi »

Danke für eure Kommentare und Anregungen. Aktuell gäbe es sogar ein günstiges Trigatron auf willhaben.at:

https://mobile.willhaben.at/kaufen-und- ... 9308699418

Aber dann wird mir das ganze dann wohl doch zu sperrig. Immerhin muss ich ja alles in den Hof schleppen.

@Bastl_r: Wenn du die Kaskade für eine höhere Ausgangsspannung erweiterst, musst du halt darauf achten, dass der Funken nicht über eine deiner Hartmetallelektroden läuft. Aber deine laufen eh spitzer zusammen, als meine Messingzylinder. Da klappt das wohl eher...

@Alexander470815: große Hoffnungen habe ich ehrlich gesagt eh nicht, dass ich so einfach wie im obigen Schaltplan die HV einspeisen kann. Mal schauen, was das Experiment ergibt...

Kurzer Nachtrag: Der dürfte aber auch so wie ich die triggerelektroden direkt an die hauptfunkenstrecke geschlossen haben

Link: https://youtu.be/nFwxAFEp01E
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Screenshot_20200512-221244.jpg
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Zuletzt geändert von stoppi am Di 12. Mai 2020, 21:15, insgesamt 1-mal geändert.

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Bastl_r
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#44 Beitrag von Bastl_r »

stoppi hat geschrieben:
Di 12. Mai 2020, 19:51
@Bastl_r: Wenn du die Kaskade für eine höhere Ausgangsspannung erweiterst, musst du halt darauf achten, dass der Funken nicht über eine deiner Hartmetallelektroden läuft. Aber deine laufen eh spitzer zusammen, als meine Messingzylinder. Da klappt das wohl eher...
Das ist offensichtlich egal!
Bei der Beschreibung zum Trigatron, schönes Teil übrigens, ist beschrieben, dass die Ionisierung der Luft ausreicht eine für einen Durchschlag notwendige Atmosphäre zu erzeugen.
So auch bei mir. Hauptsache es funkt um die Hauptelektroden herum.

Was aber heute, in Verbindung mit der Workcoil, passiert ist, war, dass nach einigen Schüssen passiert ist, war dass zunächst die Funkenleistung nachließ um dann nach zwei weiteren Schüssen ganz auszufallen.

Da hatte es an zwei der diagonalen Zweigen je eine der zwei in Serie geschalteten Diode durchlegiert.
Nach Ersatz der beiden funkt es wieder wie zuvor.
IMG_20200512_210032.jpg
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Bastl_r
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Re: Experimente mit einer Kondensatorbank - can crusher/disc launcher usw.

#45 Beitrag von Bastl_r »

Moin

Habe eben noch eine "triggered Sparkgap' gefunden.



Hätte in meinem Fall nur eine abgebrannte Zündelektrode zur Folge...

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