Max's DRSSTC - First Demo! :D

[MaxZ]

Hallo alle zusammen!


@netzpfuscher: in einer ruhigen Minute werde ich mir deinen Ansatz genauer anschauen. Es scheint mir aber, dass er in die gleiche Richtung geht wie einer meiner Ideen.

Das Science Camp ist vorbei und bestens gelaufen. Nachfolgend ein kleiner Rückblick auf den wahrlich spannenden Teil.

Angefangen hat‘s mit packen. Die Spule, Lautsprecher, Laptop, Messgeräte, Stelltrafo, Kabel, Verlängerungen, Material für meinen Workshop, daneben noch Sachen zum Anziehen und was man sonst noch benötigt musste alles ins Auto:

Montags angekommen, habe ich die Spule gleich aufgebaut um vor Ort zu testen und abzustimmen. Letzteres war aber schlecht möglich, da man wirklich überhaupt nichts von den Blitzen sehen konnte. Musik hat hingehauen - so weit so gut. Dann aber fing der Controller des Treibers und mein Microcontroller an bei jedem Blitz abzustürzen, und schließlich bliebt mein Microcontroller während einer Onzeit hängen, was die Sicherungen nicht so toll fanden. Da ich keinen Zugang zum Sicherungskasten hatte und ich eh bald einpacken musste, habe ich gleich wieder abgebaut. Dabei fand ich auch die Ursache für die fehlende Blitze: ich hatte das Erdungsband zwar auf den Boden gelegt, aber nicht angeschlossen...

Post wegen der vielen Bilder in zwei geteilt.

[MaxZ]

Post wegen der vielen Bilder in zwei geteilt.

Am Mittwochabend war es dann soweit. Zusätzlich zu den Kindern sollten auch meine Geldgeber kommen, die nun seit fast einem Jahr auf eine Vorführung warten und bisher nur Fotos und Fehlschläge zu sehen bekamen. Ich konnte sogar noch ein Keyboard organisieren. Doch die Spule streikte - sehr zur Enttäuschung meiner Sponsoren, die die Fehlschläge und Störungen allmählich satt hatten. Ich war auch ernüchtert; wiedr Probleme, wieder nicht sicher woher, und mehr als 30 Leute die etwas sehen sollten und nun vielleicht nicht können. Keine Minute ohne dass entweder der Controller des Treibers hing oder mein Microcontroller neu startete. Schliesslich fummelte ich etwtas an der Alufolie herum, die den Treiber abschirmte, denn sie berührte das Gehäuse, das mit der HF-Erde verbunden ist. Nachdem das behoben war und der Microcontroller zusätzlich abgeschirmt wurde, war endlich störungsfreies Blitzen möglich. Nur richtig abstimmen konnte ich nicht mehr. 1,5 Meter war das beste was rauszuholen war (zur Erinnerung: 2,5m hatte ich schon; ohne Pulse Skipping). Groundstrikes gab es keine. Auch das Keyboard funktionierte auf Anhieb - zumindest fast. Aus irgendeinem Grund hat meine Steuerung keine Abschaltbefehle erkannt, und so spielte sie eine Note so lange, bis die nächste gedrückt wurde.

Kaum lief die Spule zuverlässig, kamen auch schon die Kinder angerannt. Ich erzählte ihnen kurz etwas über den Erfinder dieses Konstruktes und dessen Errungenschaften; das gleiche was ich letztes Jahr in meinem Workshop sagte. Nach dieser Einführung habe ich kurz die Blitze mit normalem Interrupter vorgeführt, mit dem Ziel ihnen die längstmöglichen Blitze zu zeigen. Anschließend erklärte ich, dass ich die Frequenz des Blitzes auch an Noten anpassen kann, und dass neben mir ein Keyboard stehe... Den Rest konnten sie sich denken und alle die wollten konnten - der Reihe nach - auf dem Keyboard etwas spielen. Rund die Hälfte (von 27 insgesamt) hat sich gemeldet. Die meisten konnten zwar nichts spielen, haben aber voller Begeisterung irgendwelche tasten gedrückt, und das Spektakel staunend bewundert, das sie produzierten.

Abschließend ließ ich den Computer musizieren. Auf Wunsch einer meiner beiden spendablen Gäste spielte ich zuerst Final Countdown - Klassiker. Das zweite und letzte Lied hatte ich ausgesucht. Als ich es zum ersten mal in der MIDI-Version hörte wusste ich, DAS ist es. Vergesst die Klassiker; das hier macht wirklich Spaß und kommt richtig gut: Counting Stars.

Nach diesem Abschluss war ausnahmslos jeder hell begeistert, Sponsoren inklusive. Die beiden fotografierten und filmten währen der Demo und posteten fleißig auf Twitter. Sie verpassten mir den hashtag #makermax .
Während Counting Stars saß ich da zu filmen und dachte mir: das ist doch einfach der Hammer! Es läuft gut, es ist geil, und ich hab’s gebaut!

Danke Jules Foxius für‘s Fotografieren!

Danke Jules Foxius für‘s Fotografieren!

Das folgende Video ist noch unverarbeitet, dafür hatte ich noch keine Zeit. Vorenthalten möchte ich es euch trotzdem nicht. Interrupter war auf 5% Tastgrad eingestellt.




Liebe Grüße und ein vorläufiges großes, großes Dankesehr für die hunderten Hilfeposts, mit denen ihr mich unterstützt habt!
Max

[kilovolt]

Guten Abend Max,

gratuliere zu dieser Erfolgsstory Danke für die tollen Bilder, einfach super!!!

Beste Grüsse
kilovolt

[Multi-kv]

Hallo Max,

sind doch schöne, ordentliche Blitze!

Kann es sein, das der Link zum Video fehlt - sehe da nichts?

[MaxZ]

Hallo,


Danke kilovolt!

@Multi-kv: Die Blitze sind ok, aber sauber abgestimmt ist die Spule trotzdem nicht. Das Video ist eingebettet und ich sehe es auf meinem iPad. Könnte das Problem bei dir liegen?
Link zum Video: https://youtu.be/1MsIJOOHj8Q


Liebe Grüße,
Max

[Multi-kv]

Der YT-Link funktioniert
Wo / wie ist da das Video "eingebettet"? Schaue per firefox browser darauf - liegt es daran?

Mir kommt es vor, als ob die Blitze schon immer etwas vor der Musik einsetzen - evtl. täuscht das aber.

[MaxZ]

Hallo Multi-kv,


Es ist mit

Code: Alles auswählen

[youtube]Video-ID[/youtube]

eingebettet; der einzige Weg, den ich hier kenne um Videos einzubetten. Bei mir sieht‘s so aus:

Mir ist jetzt nicht direkt etwas aufgefallen, habe aber auch nicht nochmals genau hingehört. Es würde mich wundern, wenn die Teslaspule schneller wäre; der Syntesizer kann gleich spielen, mein Mikrocontroller muss die MIDI-Befehle erst empfangen und verarbeiten.


Liebe Grüße,
Max

[Multi-kv]

Danke Max.

Das wird bei mir einfach nicht angezeigt, keine Ahnung woran das liegen könnte.
Habe so ein "NoScript" Addon im Firefox aktiv, habe für MFK aber alles erlaubt
Aber ich konnte es ja nun sehen

[MaxZ]

Nabend Leute,


Am 7. September ist noch eine Vorführung geplant - auf dem Science Camp plus (das plus steht für ältere Teilnehmer; 14-18 anstelle von 11-14). Wie schon gesagt hat die letzte Demo Eindruck hinterlassen
Bis dahin versuche ich die Abstimmung und die Schirmung zu verbessern, damit alles fehlerfrei funktioniert.
Ich soll auch wieder einen Workshop halten und werde höchstwahrscheinlich die erfolgreiche Mini-Teslaspule vom letzten Jahr wiederholen. Diesmal vielleicht sogar mit Fünkchen


Liebe Grüße,
Max

[MaxZ]

Nabend,


Kleines, sehr kleines Upgrade. Habe begonnen die von Anfang an geplanten LED-Streifen anzubringen:

Anklicken für Animation

Ansonsten suche ich im Moment einen Testplatz, damit ich die Spule endlich sinnvoll abstimmen kann und wieder Blitze sehe, die größer als die Spule selbst sind


Liebe Grüße,
Max

[MaxZ]

Moin zusammen,


Über 3 Jahre sind schon seit Projektbeginn vergangen... In denen drei Jahren hab ich so einiges gelernt - auch über die Macken des jetzigen Aufbaus - und bin deswegen dabei, die DRSSTC umzugestalten. Mit "Macken" mein ich dabei u.a. folgendes:

• Das Dauerprovisorium aus Keks-Pappschachtel und Alufolie, das eine "Abschirmung" für den Treiber sein soll.
• Die in Alufolie geknüllte Einschaltstrombegrenzung, bestehend aus einem Attiny + Mosfet, funktioniert nicht mehr, seitdem ich die Spule sauber abgestimmt habe; der Attiny stürzt ab.
• Ebenfalls seitdem die Spule abgestimmt ist, schmeißt sie den FI raus, sobald ich auch nur etwas Leistung gebe. Grund: unbekannt.
• Schlechtes Erdungskonzept. Kühlkörper - und somit die Rückseite der IGBTs - ist durch das Gehäuse mit der HF-Erdung verbunden. Je nach Erdung sau gefährlich für die IGBTs.
• Mangelnde Isolierung zwischen den Busbars. Dass es - mutmaßlich deswegen - mal heftig geknallt hat, wissen die einen oder anderen vielleicht noch.

Die wesentlichen Komponenten bleiben fast alle gleich; darunter IGBTs, Elkos, MMC und natürlich der Sekundärkreis. Nur den Treiber will ich über kurz oder lang durch den UD3 ersetzen, aber das wird wohl noch dauern...
Neu hinzu kommen ein dicker 80A / 3 Phasen Netzfilter und Snubber, genauer gesagt 4x 0,68uF. Da es unmöglich war, diese an den alten Busbars anzubringen, und weil letztere eh von Anfang an an zu knappen Isolationsabständen/Kriechstrecken litten, gibt's neue Busbars. Diesmal hoffe ich, alles richtig gemacht zu haben. Das habe ich die letzten Tage in Angriff genommen, und soweit durch; siehe unten. Edit: Und hier. Hab's hochgeladen, da kann es sich jeder online im Detail anschauen, auseinandernehmen, oder herunterladen.

Was genau sich sonst noch ändert, weiß ich nicht, aber ich denke, ich entwerfe den Aufbau komplett in Solidworks. Mal sehen wie weit ich Zeit und Lust habe.

Ich spiele auch mit dem Gedanken, den MMC mit Wasser zu kühlen. Ich würde gerne mit höheren Tastgraden herumspielen, und da dürften sich dessen 64Arms schnell als Flaschenhals herausstellen. Die Idee ist, ihn einfach in ein "Becken" zu legen. Wenn es elektrisch kein Problem ist, die Primärspule (von innen) unter Wasser zu setzen, sollte es den MMC auch nicht jucken. Problematisch ist allerdings, dass letzterer Aluminium enthält, und die Primärspule aus Kupfer ist... Wie ich bei der Kombination Korrosion umgehen kann, weiß ich noch nicht. Vorschläge sind willkommen!


Viele Grüße,
Max

[Paul]

Das schaut einfach nur mega geil aus, insbesondere die Explosionsansicht!
Wünsche dir weiterhin viel Erfolg mit dem Projekt, halte uns auf dem Laufenden!

[Multi-kv]

Sieht sehr schön aus, Deine 3D-Konstruktion - da hat jemand sehr ordentlich geplant!
Der fliegende FI würde mir allerdings zu denken geben, der Sache solltest Du auf den Grund gehen.
Miss doch mal den Strom, der über PE abfliesst - wenn möglich.

[kilovolt]

Hallo Max

Die Endstufe sieht wirklich unglaublich massiv und leistungsfähig aus. Sehr schöne Arbeit, Respekt!

Von der Wasserkühlung des MMCs halte ich hingegen nicht viel. Der Verguss der Kondensatoren leitet die Wärme so schlecht gegen das Gehäuse ab, dass es dann bestimmt nicht mehr viel bringt, wenn das Gehäuse sleber aussen noch ein paar Grad kühler bleibt. Meines Erachtens sollten sich die Kondensatorne schon gar nicht spürbar erwärmen an der Aussenseite, denn wenn es soweit ist, dann möchte ich nicht wissen, wie heiss das Dielektrikum und die Elektroden inwendig sind! Wenn die Kondensatoren aussen spürbar warm oder gar heiss werden, dann ist das MMC unterdimensioniert und braucht mehr parallel Zweige, nicht mehr Kühlung.

Das mit dem fliegenden FI hängt wohl auch irgendwie mit dem Erdungskonzept zusammen, nicht? Hast Du einen Kondensator zwischen Minuspol der Brücke und PE und, falls ja,m wie gross ist dieser? Fliegt der FI auch, wenn Du den Kühlkörper der IGBTs nicht erdest?

Beste Grüsse
kilovolt

[MaxZ]

Moin zusammen,


Vielen lieben Dank für die Blumen!
Fun fact: der Entwurf der ersten Brücke hat einiges mehr an Aufwand gekostet als diese. Nicht nur musste ich da überhaupt erst eine Anordnung finden, nein, mangels CAD Kenntnisse hab ich auch alle Maßen und Abstände von Hand auf Papier skizziert
Apropos Brücke: Im Moment ist sie so entworfen, dass die Kriechstrecke stets größer als 5mm ist. Ansonsten sind überall mindestens 2mm Acryl zwischen den Kontakten. Wenn ich die einzelnen Isolaltionslayer miteinander verklebe (was ich vorhabe) gibt es nur noch zwischen den Anschlüssen Kriechstrecken von min. 7mm. Reicht das? (Bei sagen wir 600VDC) Bevor ich wieder das Gegenteil experimentell bestätigt bekomme...

@kilovolt:
Was den MMC und dessen Kühlung anbelangt: ich denke schon dass das was bringen würde. Bedenke, dass es kein Trafo oder so ist mit mehreren Zentimeter an Vergussmasse, sonder nur ein paar Millimeter. Für die neuen Busbars habe ich auch ein paar Berechnungen zu deren Erwärmung angestellt, da sie komplett von Acrylglas umgeben sind (2mm). Diese 2mm tragen nur zu ca. 10% zur Erwärmung bei; der Rest geht auf die schlechte Wärmeleitfähigkeit der Luft. Nun kann man das noch kräftig relativieren, aber der Anteil der Luft dürfte definitiv erheblich bleiben.
Relevant ist das aber eh nicht mehr; ich habe gerade gesehen, dass im Datenblatt explizit steht, dass ein dauerhaftes Untertauchen nicht erlaubt ist. Wahrscheinlich nimmt der Kunststoff zu viel Wasser auf, was die Isolation ruiniert. Und auf Ölkühlung hab ich nun wirklich keine Lust.
An Vergrößern dachte ich auch schon, dazu fehlen mir jedoch die Kondensatoren; ich hab "nur" 25 insgesamt, davon 15 verbaut. MMn haben sie eh zu viel Kapazität für eine sinnvolle Vergrößerung, denn mit 2 parallelen Strings und gleicher Kapazität bräuchte ich schon 60 (!!) Stück. Naja, mal sehen wie der jetzige MMC sich noch schlägt. Wäre nicht der erste, der weit außerhalb der Spezifikationen noch hervorragende Arbeit leistet

Zum FI: Strom hätte ich tatsächlich messen können; hatte nicht daran gedacht... Ich wollte damals schon die Erdung trennen, um zu sehen, ob das Problem überhaupt an der TC selbst liegt. Der Knackpunkt ist nämlich: an der Hauserde hängt nur das Schaltnetzteil das den Treiber versorgt. Zwischen Brücke und Erde gibt's keine Kapazität*, auch waren keine Netzfilter im Spiel o.ä. Auf Experimente mit dem Treiber-Schaltnetzteil hatte ich dann aber doch keine Lust; ich glaub die Hälfte dieses Themas ist mit derartigen Problemen gefüllt, also fass ich nix an, was funktioniert!
Seltsam war eben nur, dass das Problem erst auftrat, als die Spule wirklich abgestimmt war (erstaunlich in welchem Maße die Störungen dadurch zunahmen )... Im Moment geh ich einfach davon aus, dass der Neuaufbau das Problem beheben wird.

*Keine Kapazität zwischen Brücke und Erde, kein Netzfilter, keine Snubber und lange auch keine TVS-Dioden. Ich muss lebensmüde gewesen sein, als ich das entworfen und betrieben habe (oder aber die niederinduktiven Busbars haben trotz Isolationsprobleme verdammt gute Arbeit geleistet)
Wobei, wenn wir schon dabei sind: Brauch ich die Kapazität zwischen Brücke und Erde, wenn ich einen Netzfilter habe? Sprich: macht es einen Unterschied ob diese Kapazität vor oder nach der Gleichrichtung kommt?


Liebe Grüße,
Max