kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

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Multi-kv
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#46 Beitrag von Multi-kv »

Guten Morgen kilovolt,

1 m Zündstrecke wäre ja wirklich der Hammer - das dürfte wohl hier rekordverdächtig sein :awesome:
Die Widerstandsketten sind in den weißen Kunststoffrohren versteckt, nehme ich an? Hattest Du die zur besseren Isolation mit Heißkleber gefüllt?
Würde es sonst ggf. Überschläge über die Länge der einzelnen Widerstände geben? Das ist natürlich kühltechnisch nicht optimal.
Epoxykleber ist deutlich hitzebeständiger (mind. bis 150 Grad, manche bis 250 und mehr) - zumindest verflüssigt der sich nicht sondern kokelt dann irgendwann und beginnt allerdings fürchterlich zu stinken (erst oberhalb 300 Grad schätze ich). Evtl. würde es reichen nur die Anschlüsse direkt am Widerstandskörper zu isolieren und den eigentlichen Widerstandskörper im wesentlichen frei zu lassen. Bei doppelter Leistung würde dir sonst der Heißkleber vermutlich irgendwann aus den Rohren laufen :omg:

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kilovolt
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#47 Beitrag von kilovolt »

Hallo Multi-kv

Ja genau, die Widerstände sind alle in den weissen Installationsrohren verbaut. Sie sind nicht komplett vergossen, sondern nur an ihren Enden, um sie mechanisch in den Rohren zu fixieren. Eine wirksame Isolation mit Heisskleber ist schwierig hinzukriegen bei so hohen Spannungsleveln. Wie schlimm die Widerstandsketten in den Rohren sprühen, kann ich leider nicht eruieren, aber an den äusseren Anschlusskontaktierungen und Verbindungsstellen bilden sich massive Koronaentladungen, die ich nicht mehr weiter ignorieren kann, wenn ich noch höher gehen möchte und inwendig wird es wohl auch nicht besser aussehen. Vermutlich lässt sich das auch nur mit Massnahmen zur Feldformung einigermassen in Schach halten, was halt mit einem gewissen Aufwand verbunden ist. Habe mir überlegt, über den Widerstandsketten eine Art "Dachkapazität" anzubringen, also ein grosses Toroid oder so, um einen Feldschatten zu erzeugen. Das wäre zumindest die einfachste Variante. Besser wäre natürlich ein zusätzlicher Schutz mit Koronaringen, welche jeweils auf dem gleichen Potential wie die zugehörigen Widerstände liegen, aber das scheint mir schon recht aufwendig. Hingegen darf man auch nicht vergessen, dass die Widerstände im kritischen Leerlauf-Betrieb alle auf genau gleichem Spannungsniveau liegen, daher wäre ein einziges grosses Topload vielleicht tatsächlich genügend. Wenn der Lichtbogen gezündet hat, sieht die Situation anders aus, da sich dann ein kontinuierlicher Spannungsverlauf entlang der Ketten ergibt. Da dann die Spannung generell stark einbricht, ist dies wohl kein so kritischer Fall. Hingegen steigt dann wohl das Risiko von Überschlägen über die Widerstandsketten direkt zum Topload. Das ist halt der grosse Nachteil der bipolaren Konfiguration: Die Widerstandsketten stehen unter maximaler Spannung gegen Erde. Bei unipolaren Aufbauten hat man diese Schwierigkeit nicht, da man dort die Widerstände einfach in den Erdzweig einschlaufen kann und somit jedes Sprühen komplett unterbunden wird.

Naja, irgendwas muss ich machen, wenn ich die Spannung weiter erhöhen will, aber nun baue ich zuerst mal noch die zweite HV-Versorgung für mehr Strom ;) Habe am Sonntag mit dem Bau der Brücke begonnen und werde wohl heute noch etwas Kleinmaterial bestellen, das dafür benötigt wird. Gerne melde ich mich hier wieder, wenn es Neuigkeiten gibt ;-)

Beste Grüsse
kilovolt
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Paul
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#48 Beitrag von Paul »

Moin kilovolt,

auch von mir ein riesenfettes Lob an dich und deinen epischen Aufbau! :awesome:

*SPRRATZZZZZ!*

Beste Grüße
Paul!
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#49 Beitrag von kilovolt »

Hallo Paul

danke vielmals für die Blumen ;-) Das hier ist aber eigentlich nur eine Zwischenstation. Bin leider noch immer mit dem Bau der zweiten Brücke beschäftigt, aber es geht schon langsam in die richtige Richtung. Bis jetzt habe ich das hier:

20200913_184541[1].jpg

Nun muss ich noch die Verdrahtung der Gates mit der Schutzbeschaltung bauen und den aktuell verbauten 35A-Gleichrichter gegen eine 50A-Version tauschen, dann ist die zweite Brücke fertiggestellt. Danach folgt dann eine Erweiterung des Treiberteils, damit dieser zwei Brücken gleichzeitig anzusteuern vermag (mal schauen, ob sich noch etwas Platz auf dem bestehenden Print findet. Danach kommt dann der erste Test mit zwei Röntgentanks. Hoffe, dass dieser dann nicht enttäuschend ausfällt :moep:

Beste Grüsse
kilovolt
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#50 Beitrag von Multi-kv »

Hallo kilovolt,

mit wieviel Ampere eff. wird denn der Brückengleichrichter belastet? Hatte auch mal so ein Teil, das nach den Specs für 50A "zugelassen" war.
Bei ca. 40...50A ist er mir durchgebrannt, trotz fetten Kühlkörpers. Ganz so groß wie deiner hier war er aber nicht.
Sind die Kabel aufgesteckt mit Kabelschuhen oder direkt angelötet? Die Kabelschuhe haben aus meiner Sicht nicht so einen guten Kontakt wie gelötet.
Bei 50 A hast du etwa 3V Verlust, d.h. Du mußt 150W abführen!

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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#51 Beitrag von kilovolt »

Hallo Multi-kv

Danke vielmals für Deine Gedanken.

Eigentlich wäre maximal etwa 25 bis 30Aeff pro Brücke geplant (der Variac bringt zwei Phasen à je 20A). Gemäss meinen Erfahrungen geht das mit einem 50A-Gleichrichter gerade noch so, wenn man einen im Metallgehäuse nimmt. Die Impulsspitzenströme können aufgrund des Kondensators in der Brücke ziemlich hoch werden. Es ist schwierig, solche Sachen rein rechnerisch auszulegen, deshalb arbeite ich hier ziemlich nach Erfahrung. Mit einem eher dünnen Netzascnhlusskabel kann man die Spitzenladeströme noch etwas abfedern, zum einen durch die Induktivität des Kabels, aber auch aufgrund des geringen Leiterquerschnitts. Sollte der Gleichrichter dann dennoch kaputt gehen, passsiert glücklicherweise nicht wirklich viel. Weil bei einem Ausfall des Gleichrichters meist zwei Dioden im gleichen Zweig Kurzschluss machen, wird der Variac knallhart kurzgeschlossen, wodurch dessen Überstromschalter turboschnell auslöst. Gleichzeitig wirkt der Kurzschluss des Gleichrichters als Schutz für die Brücke. in meinem alten Setup hatte ich tatsächlich einen solchen Fall. Es ging nur der Gleichrichter kaputt, sonst nichts. Die Anschlusskabel hatte ich bis jetzt immer nur gesteckt, aber wie gesagt, ich gehe bei wietem nicht an das spezifizierte Limit des Gleichrichters. Wenn möglich plane ich immer gewisse Reserven ein, auch für die Brücke selber.

Ein herzlicher Gruss @All
kilovolt
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#52 Beitrag von kilovolt »

Guten Morgen Gentlemen
muss Euch was beichten :hauen: Habe gestern noch die Brücke fertiggestellt und als erstes gleich mal die Treiberschaltung abgeschossen :facepalm:
Irgendwas im Gatezweig der neuen Brücke muss faul sein, hab noch nicht rausgefunden, was genau, jedenfalls freute sich der Treiber gar nicht über den Test mit der neuen Brücke. Die ganze Treiber-Ausgangsstufe ging hopps, obwohl ich noch nichtmal eine Brückenspannung angelegt habe, also nur mit angeschlossenen Gates. Mittlerweile hab ich die Ausgangsstufe des Treibers zwar wieder repariert, aber die Ursache für den Kurzschluss in der Brücke noch nicht gesucht. Ich gehe davon aus, dass das Problem irgendwo beim GDT liegt, da ich aufgrund der geringen Kerngrösse das Netzwerkkabel extrem eng gewickelt habe. Gut möglich, dass es da irgendwo zu einer Quetschung gekommen ist, insbesondere, weil ich den GDT recht satt angeschraubt habe und dabei das Netzwerkkabel stellenweise recht stark gepresst wurde. Auch die Gatewiderstände habe ich niederohmiger gewählt (2.7 Ohm sattt 4.7 Ohm), aber das war wohl nicht das Problem. Jedenfalls habe ich nun einen grösseren GDT-Kern bestellt und werde diesen Teil nochmals neu ausführen, diesmal auch wieder mit 4.7 Ohm Gatewiderständen, so wie in der alten Brücke.

@Multi-kv:
Du hattest übrigens Recht, sorry :oops: Habe bei der alten Brücke offenbar die Anschlusskontaktierungen des Gleichrichters doch auch gelötet (hatte das falsch in Erinnerung). Werde dies dann bei dieser Brücke auch machen, wenn der 50A-Gleichrichter da ist.

Diesmal habe ich mein Material bei Reichelt in Deutschland bestellt :D Die Preise bei Euch in D liegen nur etwa bei 1/3 bis 1/2 von dem, was wir hier in der Schweiz bezahlen und - ganz erstaunlich - die Versandkosten von D nach CH sind bei Reichelt sogar noch leicht günstiger, als bei einigen Anbietern in der Schweiz, wenn ich nur innerhalb der Schweiz liefern lasse :awesome: Wenn das gut funktioniert, werde ich wohl in Zukunft des öfteren deutsche Anbieter berücksichtigen. Es ist mir zwar schon klar, dass die Preise aufgrund der höheren Löhne in der Schweiz etwas höher ausfallen dürfen, aber das hier ist schon bemerkenswert viel Unterschied, um nicht zu sagen, eine Frechheit.

werde Euch auf dem Laufenden halten, wie es hier weitergeht ;-)

Gruss kilovolt
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#53 Beitrag von Multi-kv »

Hallo kilovolt - und alle anderen :-)

für hochwertige/teure Bauteile kann ich Euch LCSC empfehlen!
Die sitzen zwar in China, sind aber ein etablierter und renommierter (Groß)-Händler, der auch kleine Kunden bedient. Die liefern tatsächlich noch echte Ware zum halben Preis wie in Deutschland.
Hatte meine Leistungsmosfets für den IH dort bestellt, nachdem sich die ebay-China-Bestellung als fake herausgestellt hat. Bei der LCSC-Lieferung war alles einwandfrei und sogar die Specs mit meinem rudimentären Test waren alle o.k. Die Versandkosten nach D liegen etwas höher als Inlandsversand und ich vermute die liefern auch recht günstig in die Schweiz. Lieferzeit meist unter 2 Wochen. Probleme mit dem Zoll hatte ich auch keine (allerdings war der Warenwert nur um die 30 Eur).
Auch die Kontaktmöglichkeiten und Service waren sehr gut! Hatte eine Bestellung zurückstellen lassen um noch Bauteile nachzubestellen - die haben sich dann umgehend per email gemeldet und den Prozess erklärt.
Ob sich der Zoll dann bei größeren Bestellung einmischt kann ich nicht sagen, ist vermutlich Glückssache. Aber selbst mit Zollgebühren sind sie noch deutlich günstiger :-)

Wenn man es natürlich etwas eiliger hat (und/oder die heimischen Händler fördern möchte) sollte man eher bei Conrad, reichelt & Co. bestellen ;)

Schade um den Treiber, kilovolt - aber ich bin sicher, Du wirst das Problem lösen :)

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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#54 Beitrag von kilovolt »

Hallo Multi-kv

Danke für den Tipp mit LCSC. Interessanter Versand, allerdings scheint er nicht generell günstiger zu sein und er scheint auch bei jedem Produkt einen eigenen, asiatischen Hersteller zu haben. Ich habe mal auf die Schnelle zwei Typen gesucht, den TO-247 IGBT IRGP50B60 und den Mosfet IRFP460. Die Preise für diese Halbleiter sind fast gleich wie bei Reichelt, da wär mir die Ware von Deutschland dann schon lieber. Stimmt aber schon, dass er beispielsweise die Standard-50A-Brückengleichrichter im Metallgehäuse sehr günstig anbietet ;-)

EDIT:
Was mir auch noch aufgefallen ist: Der IRGP50B60 hat seltsam kurze Anschlussbeine auf dem Bild, schau mal hier:
https://lcsc.com/product-detail/IGBTs_I ... 71651.html

Bin da schon eher etwas skeptisch ;-)

Beste Grüsse
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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#55 Beitrag von Multi-kv »

Hallo kilovolt,

hmmm, bei dem Bild hast Du Recht, die Beine sehen wirklich etwas mikrig aus. Kann nur sagen, das was ich bestellt hatte, war alles in Ordnung, soweit ich es prüfen konnte.
Meine Teile waren fast alle um die Hälfte günstiger als bei Conrad & Co. wobei ich jetzt nicht jeden Anbieter verglichen habe. Reichelt ordne ich preismässig etwa in die gleiche Klasse ein wie Conrad, Pollin ist etwas günstiger verkauft aber überwiegend Ramsch und hat nicht die große Auswahl. Es kann sein, das sie manchmal evtl. nicht die Originalteile sondern evtl. in "Lizenz" produzierte Teile eines chinesischen Herstellers verkaufen, aber die Specs haben bis jetzt immer gepasst. Habe allerdings auch erst 2 mal dort eingekauft, einige Mosfets, kleinere Transistoren, Dioden etc. - nichts sonderlich Spezielles. 100%ig sicher kann man bei den Chinesen wohl nie sein :-)
Von daher ist etwas Skepsis schon angebracht ;-)

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Re: kilovolts neue Ultra-HV-Kaskade

#56 Beitrag von kilovolt »

Danke für die Erfahrungsberichte, Multi-kv. Es ist schon wertvoll, wenn man solche Infos austauschen kann. Vielleicht probiere ich LCSC auch mal aus. Gibt ja auch Teile, wo man ohnehin nicht so viel falsch machen kann ;-)

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