Großes Leistungs-Netzteil mit Variac und 2 RKT

[Multi-kv]

Hallo Leute,

bevor ich mit dem Bau loslege, wollte ich doch gerne noch Eure geschätzte Meinung und ggf. Verbesserungsvorschläge einholen.
Ursprünglich wollte ich mir ein fertiges Lobornetzgerät kaufen - da ich aber nicht das passende ich meiner Leistungswunschklasse fand,
habe ich mir die Einzelteile über einen längeren Zeitraum zusammengekauft und möchte nun mit dem Bau loslegen.

Kurz und knapp:
besteht es aus einem zentralen Variac (Stelltrafo) der also die Netzspannung auf 0 - 230 V bei max. 4 A regeln kann.
Der Ausgang dient dann zur Versorgung von 2 Ringkerntrafos (RKT) wobei einer auf 500 VA ausgelegt ist und sek. 4 x 12 V / 10 A liefert,
der andere bei 1000 VA 2 x 50 V / 10 A. Da ich jeweils nur einen zur Zeit betreibe (vorauss.) kann ich beide Trafos separat zuschalten oder
auch direkt an der Netzspannung betreiben.
Den ersten RKT mit 500 VA habe ich sekundärseitig so verschaltet, das ich 6, 12 und 24 V max. abgreifen kann, dafür einen höheren Strom
von bis zu knapp 30 A. Für die 6 V habe ich eine zusätzliche Wicklung aufgebracht mit 6 mm2 CuL-Draht. (klar kann ich nicht alle gleichzeitig max.
belasten, primärseitig max. 2 A).
Beide Trafo-Ausgänge stehen am Frontpanel direkt zur Verfügung und werden zur Gleichrichtung und Glättung auch noch an einen Brückengleichrichter
+ (zuschaltbar) großen Elko weitergeleitet. Damit die Spannung nicht so träge nachreguliert werden kann (wg. großem Elko) kann ich noch einen Entlade-
widerstand zuschalten.
Für größere Stromentnahmen über 20 A führe ich die AC-Anschlüsse direkt auch als 6mm Gewindestangen heraus (da ich den meisten Buchsen nicht mehr zutraue).
Hatte mit Goldkontakten geliebäugelt, aber die guten aus dem RC-Bereich kann man nicht vernünftig in das Frontpanel einbauen.

Mir ist klar, das da jetzt jede Stabilisierungsschaltung und sonstiger Glättungsschnickschnack mit div. Mosfets etc. kompl. fehlt.
Das hat 2 Gründe: 1. wollte ich es möglichst einfach, robust und belastbar halten, 2. kenne mich mich mit diesen Regel- und Steuerschaltungen nicht so aus -
habe zugegebenermaßen noch nie einen Mosfet verbaut ... (schäm...)


Da ein paar Bilder mehr sagen als 1000 Worte, hier ein paar 3D-Testrenderings:



https://picload.org/view/wpgdgda/netzte ... l.jpg.html


https://picload.org/image/wpgdgdl/netzt ... ten_kl.jpg


https://picload.org/image/wpgdgdi/netzt ... ben_kl.jpg


https://picload.org/image/wpgdgdw/netzt ... orn_kl.jpg

Ich denke, vor allem aus dem 1. und letzten Bild erkennt man ganz gut den Aufbau und die Optionen über das Frontpanel.
Die 5 LSS oben rechts sind evtl. etwas übertrieben...

P.S. Das große Ampmeter links oben wollte ich inzwischen durch eine Panel-Digitalampmeter ersetzen, habe aber Probleme
ein gutes und verlässliches zu finden...

[kilovolt]

Hallo Multi-kv

Mir gefällt das Projekt und ich finde es auch nicht problematisch, dass keine elektronische Regelung verbaut ist. Hier geht es ja in erster Linie um Leistung und bei sowas will man eine gewisse Immunität gegenüber rückwirkenden Störungen von angeschlossenen Schaltungen.

Die vielen Sicherungsautomaten finde ich nicht übertrieben, aber ich würde sie nicht auf dem Frontpanel anbringen, sondern irgendwo an der Rückseite, da sie doch hoffentlich eher selten gebraucht werden. Meiner Ansicht nach wird eine Frontplatte irgendwann unübersichtlich, wenn zuviele Elemente darauf angebracht sind (ist natürlich nur meine subjektive Sicht).

Zum 20A-Anschluss: Wenn Du den 4mm-Bananenanschlüssen nicht traust, würde ich mir überlegen, zwei breite, rechteckige Kupferschienen rauszuführen, welche eine oder mehrere Bohrungen für den Anschluss von grossen Kabelschuhen haben. Das sieht man oft so bei Hochstromnetzteilen. Es ist meiner Ansicht nach eine bessere (grossflächigere) Kontaktierung möglich als mit Gewindestangen.

Ich meine das so wie bei diesem Kepco Power Supply hier:
[ externes Bild ]

Beste Grüsse
kilovolt

[Multi-kv]

Vielen Dank kilovolt für die Hinweise! - Auf Dich ist Verlaß!

Das mit den Sicherungen auf der Rückseite ist eine gute Idee - die hatten mich da oben ohnehin schon gestört,
weil es auch innen dann mit den Anschlüssen schon recht eng wird. Das ganze Gehäuse wird ohnehin geballt voll
und ich bin mir noch gar nicht sicher, wie ich alles verkabeln und montieren soll - das muß gut überlegt werden.
Sonst kommt man z.B. an die unteren Buchsen gar nicht mehr dran, wenn alle RKTs und der Variac schon eingebaut sind.

Das mit den Kupferschienen hatte ich mir auch schon überlegt, allerdings dann für eine noch größere Ausführung mit 80 - 100 A
(für ein Elektrolysegerät). Bei 20 - 30 A scheint mir das dann doch etwas überdimensioniert. Mehr als 30 A Dauerstrom kann
das Teil eh nicht liefern, eher nur 25. Man könnte sicherlich auch große Buchsen nehmen, aber gerade für Anschlüsse über
Kabelschuhe fand ich das eine gute Idee. Jetzt muß ich nur schauen, wie ich die Gewindestangen isoliere, weil ich mir als Frontpanel
so eine Alu-Dibond-Platte ausgesucht hatte. Habe erst später dran gedacht, das das ja vermutlich elektrisch leitend ist - und tatsächlich
sowohl Vorder- als auch Rückseite. Vielleicht suche ich mir auch noch eine andere Kunststoffplatte, es ist ja nichts ärgerlicher, als wenn
man später irgendwo einen Kriechstrom oder gar Kurzschluß eingebaut hat und lange nach dem "Leck" suchen muß (vor allem wenn schon
alles mühsam eingebaut und montiert ist).

Freut mich, das Dir die Konstruktionsidee gefällt - hatte schon befürchtet, das mir das hier ziemlich zerrissen wird, weil gar keine
Regelelektronik drin ist

[Elektro-Bastler]

Der Aufbau im CAD sieht schon mal sehr gut aus. Welche Software benutzt Du dafür?
Kann Dir bei Bedarf gerne Kunststoffhülsen für die Gewindestangen anfertigen, damit sie
keinen Kontakt zur Dibond Platte haben. Alternativ könntest Du in dem Bereich der
Gewindestangen aber auch das Alublech von der Platte entfernen. Das sind nur Kunst-
stoffplatten, auf deren Vor- und Rückseite sehr dünnes Alublech (0,2 mm oder so)
geklebt ist. Kann man im Grunde mit einem Cuttermesser einritzen und die Bleche
abziehen, die sind mit einer Art Heißkleber aufgeklebt. Oder z.B. mit einem 16 mm Fräser
per Hand "wegfräsen".

Gruß

[kilovolt]

Multi-kv, danke für Dein freundliches Feedback.

Freut mich, das Dir die Konstruktionsidee gefällt - hatte schon befürchtet, das mir das hier ziemlich zerrissen wird, weil gar keine
Regelelektronik drin ist

Sind wir so boshaft? Na, und wenn schon, Du solltest Dich deswegen nicht zu sehr hinterfragen. Letztendlich muss einem selber das Konzept in erster Linie gefallen, nicht den anderen Forenmitgliedern.

Zu den Anschlüssen ist noch zu sagen, dass man bis 20A durchaus mit Bananenbuchsen zurechtkommen kann, wenn man die richtigen nimmt. Habe beispielsweise ein Labornetzgerät Delta Elektronika SM6020, welches bis 30V auch dauerhaft 20A liefern kann und das hat lediglich 4mm Bananenanschlüsse, wenn auch relativ massive:

[ externes Bild ]

Wie gut der Kontakt dann schlussendlich ist, hängt auch massgeblich von den verwendeten Steckern ab. Da gibt's teils recht happige Unterschiede. Gute Laborkabel haben damit keine Probleme, aber die kosten dann leider auch einiges. Wenn's deutlich mehr als 20A werden sollen, dann braucht man aber auf jeden Fall eine andere Lösung.

Beste Grüsse
kilovolt

[Multi-kv]

Danke Euch beiden für die Ideen - freut mich, das es doch gefällt

Diese Aludibondplatte als Frontpanel hatte mir gefallen, weil sie eine so schön geschliffene Edelstahloptik hat,
von der praktischen Seite war die Idee evtl. nicht ganz so gut, da wäre so eine etwas dickere Pertinaxplatte evtl. sinnvoller.
Habe noch so ein Senkkopffräser (für Senkkopfschrauben), damit könnte man vermutlich die Aluschicht gut an der Bohrung
abtragen - dann bräuchte ich aber noch sowas wie Kunststoff-Unterlegscheiben.

Evtl. ist das mit den Gewindestangen auch noch etwas übertrieben. Ich habe auch noch so ein paar richtig fette Hirschmann-Buchsen,
die sind glaube ich auch für 32 oder gar 40 A ausgelegt. Habe sogar noch ein paar Polklemmen - bis 200 A - naja, da würde ich dann doch
lieber die Kupferschienenvariante fahren für solche Ströme.

Hatte mir auch schon solche Goldkontaktstecker in 4mm gekauft - das war aber leider ein Reinfall. Diese Büschelstecker waren vorne drehbar,
also mit schlechtem Kontakt zum Anschluß hinten (wieder so ein China-Fabrikat....). Aus dem RC-Bereich gibt es da gute Lösungen, allerdings
nicht zum Einbau sondern mehr als Kontakte für LiPo-Akkus. Mal gucken, wie ich es letztendlich mache...

[Vaporizor]

Es gibt doch auch dieses Speakon System von Neutrik.
In diesem Sortiment findet man u.a. auch Stecksysteme mit hoher Strombelastbarkeit (30A und mehr)
Diese Stecker könntest du ja zweckentfremden

hier kannst du dich mal etwas durchklicken: LINK

LG

[Günthergünther]

Hallo,

Du könntest auch einfach sekundärtakten, wenn du geeignete drosseln und Schalttransistoren findest. Passende Controller gibt es wie Sand am Meer.

Grüße, Thomas

Nachtrag - welche CAD Software benutzt du?

[Multi-kv]

Hallo,

Du könntest auch einfach sekundärtakten, wenn du geeignete drosseln und Schalttransistoren findest. Passende Controller gibt es wie Sand am Meer.

Grüße, Thomas

Nachtrag - welche CAD Software benutzt du?

Sorry, das sagt mir jetzt leider gar nichts.

Zur Software: das ist mit Cinema 4d gemacht, eigentlich ein 3D-Animationsprogramm (3d + Zeit = 4d
Wird gerne auch im Architekturbereich genutzt, darüber bin ich auch dazu gekommen - vor längerer Zeit
als wir unser Häusle geplant haben.

[Censer]

Es gibt doch auch dieses Speakon System von Neutrik.
In diesem Sortiment findet man u.a. auch Stecksysteme mit hoher Strombelastbarkeit (30A und mehr)
Diese Stecker könntest du ja zweckentfremden

hier kannst du dich mal etwas durchklicken: LINK

LG

Nein. Nein. Nein. Nein. Nein.

Wer SpeakOn für was anderes als die Verbindung Verstärker - Lautsprecher einsetzt, gehört sofort und ohne Verhandlung standrechtlich erschossen. Für sowas hat Neutrik extra die Powercon-Stecksysteme entwickelt. Link dazu.
Ansonsten gibts für Kleinspannungen noch CEE in violett oder weiß.
Und dann gibts noch Anderson SB50 oder Powerpole, unter anderem bekannt aus APC-USVs als Akkusteckverbinder. Die kann man auch als Gehäusesteckverbinder verwenden.

[Vaporizor]

Ok da war ich wohl etwas (sehr weit) auf dem falschen Dampfer ....
Fazit: Antworten um kurz vor drei Uhr morgens besser unterlassen

LG

[Multi-kv]

Einschaltstrombegrenzung (für Stelltrafo 4 A) mit Lastwiderstand (kopiert aus dem Thread der kleinen Fragen - da ist es untergegangen):

ich habe in meiner Kramkiste noch ein paar alte Keramikdrahtwiderstände entdeckt,
z.B. einen Vitrohm 19050s, 75 Ohm mit den Massen 50 x 10 x 9 mm. Ein Datenblatt finde ich leider nicht dazu,
schätze er hat 10 Watt. Habe 2 Stk. davon.
Könnte ich den (bzw. 2 in Serie) zur Einschaltstrombegrenzung eines kleinen Stelltrafos (4 A) an 230 V einsetzen?

Kurzzeitig wüden dann folgende Belastungen auftreten:

Bei 1 Widerstand: Max. Einschaltstrom ca. 230 / 75 = ca. 3 A ==> max. Leistung: 3*3*75 = 675 W.

Bei 2 Widerständen: 230/150 = ca. 1,53 A =>max. Leistung: 351 W, pro Widerstand 175 W.

Das wäre also für etwa eine Periode (20 ms) eine Kurzzeitbelastung mit dem mind. 18 - 68 -fachen der Nennleistung.
Ich schätze, das in dieser kurzen Zeit keine wesentlich Erwärmung stattfindet, bin mir aber nicht sicher, ob der Widerstand
von seinem inneren Aufbau das lange mitmacht?

Was meint ihr?



Danke Euch!

[kilovolt]

Hallo Multi-kv

Ich würde beide Widerstände parallel schalten, sonst wird die Begrenzung etwas gar hochohmig. Habe selber gute Erfahrungen gemacht mit 33Ohm 10W, siehe diesen Thread hier:

http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic. ... 3&p=274242.

Das ging sogar für einen grossen Variac mit 20A noch problemlos. Kritischer ist meiner Ansicht nach das Relais. Dieses muss wirklich gute Konakte haben, sonst brennen die nach wenigen Schaltzyklen weg.

EDIT: Bist Du sicher, dass Du für einen Trafo mit nur 4A netzseitig überhaupt eine Strombegrenzung brauchst?

Gruss kilovolt

[Multi-kv]

Danke kilovolt für Deine Einschätzung.

Wahrscheinlich würde es in 80 - 90% aller Fälle gut gehen, hatte aber mal gelesen, das beiim Einschalten eines RKT
Einschaltströme bis zum 20-fachen Nennwert fließen können, das wären dann im ungünstigsten Fall 80 A und dann fliegt
die Sicherung.

Was spricht eigentlich grundsätzlich gegen eine hochohmige Strombegrenzung? Dachte sogar an den k-Ohm-Bereich
um mit kleineren Widerständen aus zu kommen. Da der Trafo im Leerlauf nur etwa 20 mA zieht, sollte doch auch ein Strom
von ca. 100 mA für genügend Magnetisierung sorgen, das dann nach wenigen Perioden die Magnetisierung voll da ist und
der Widerstand überbrückt werden kann. Oder wird das so nicht funktionieren?

Habe ein bischen Sorge den 10 W Wiederstand mit dem fast 70-fachen zu belasten - muß ich wohl einfach mal testen.

P.S:
Problem ist ja noch, das ich den Stelltrafo selbst auch noch mit 4 A absichere, wenn auch träge (C-Charakteristik).
Aber die würde dann schon beim ca. 7-fachen auslösen und das wird vermutlich schnell erreicht.

[kilovolt]

Wahrscheinlich würde es in 80 - 90% aller Fälle gut gehen, hatte aber mal gelesen, das beiim Einschalten eines RKT Einschaltströme bis zum 20-fachen Nennwert fließen können, das wären dann im ungünstigsten Fall 80 A und dann fliegt die Sicherung.

Es ist schon möglich, dass es Probleme geben kann. Habe auch einen Ringkerntrafo mit 1kVA, der sogar recht häufig den Automaten ansprechen lässt, wenn man den Strom nicht begrenzt. Das ist allerdings etwas, das man vorgängig testen kann. Wenn Du den 10 bis 20 Mal hintereinander problemlos einschalten kannst, ohne dass was passiert, dann wird er auch das 21. Mal die Sicherung leben lassen Sollte das so funktionieren, würde ich die Einschaltbegrenzung ganz weglassen.

Was spricht eigentlich grundsätzlich gegen eine hochohmige Strombegrenzung? Dachte sogar an den k-Ohm-Bereich
um mit kleineren Widerständen aus zu kommen. Da der Trafo im Leerlauf nur etwa 20 mA zieht, sollte doch auch ein Strom
von ca. 100 mA für genügend Magnetisierung sorgen, das dann nach wenigen Perioden die Magnetisierung voll da ist und
der Widerstand überbrückt werden kann. Oder wird das so nicht funktionieren?

Ehrlich gesagt, hab das nie näher ausgerechnet oder so. Aber zum einen sieht man bei jeder Einschaltstrombegrenzung einer Mikrowelle, dass da standardmässig etwa 10 bis 30 Ohm verwendet werden, zum anderen denke ich, dass die Grössenordnung von einigen Amps schon besser ist, um eine gegebene Magnetisierung des Kerns aufzuheben, denn offenbar sind die Einschaltströme ja tatsächlich so hoch, und diese Einschaltstromspitzen sind ja eigentlich genau die Ströme, die benötigt werden, um den Kern schnell ummagnetisieren zu können. Viel Zeit bleibt ja auch der Strombegrenzung nicht, der Vorgang muss sich in einigen Millisekunden abspielen.

Problem ist ja noch, das ich den Stelltrafo selbst auch noch mit 4 A absichere, wenn auch träge (C-Charakteristik).
Aber die würde dann schon beim ca. 7-fachen auslösen und das wird vermutlich schnell erreicht.

Man sichert eine Schaltung nie mit dem Wert des Nennstroms ab. Meist ist die Absicherung ein gutes Stück höher, denn die Sicherung muss in erster Linie den Kurzschlussfall oder allenfalls noch einen groben Überlastfall abdecken und soll nicht bei längerer Nennlast plötzlich auslösen. Beispielsweise habe ich hier auf der Arbeit gerade einen Temperaturkalibrator im Labor. Dieser ist mit einer Nennleistung von 400VA angeschrieben. Die Absicherung netzseitig beträgt jedoch satte 4A träge für den Betrieb bei 230V, das ergäbe eine Leistung von 920VA. Es wird also bei diesem Gerät mit mehr als dem Doppelten der Nennleistung abgesichert. Schau ein beliebiges, elektronisches Gerät an und Du wirst überall das gleiche feststellen. Noch krasser ist das bei Geräten, die mit sehr wenig leistung auskommen. Ein CD-Player beispielsweise, der sagen wir mal 20W zieht, wird nicht mit einer 100mA Sicherung bestückt sein, sondern eher mit 500mA.

Habe ein bischen Sorge den 10 W Wiederstand mit dem fast 70-fachen zu belasten - muß ich wohl einfach mal testen.

Probier's aus, ich denke nicht, dass er das nicht verkraftet, sofern es sich wirklich um einen Drahtwiderstand handelt und nicht um einen Kohleschichtwiderstand.

Gruss kilovolt