8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

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

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kilovolt
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8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von kilovolt »

Liebe Hochspannungsfreunde

Wer kennt das Problem nicht, MOTs wären eigentlich leistungsfähige HV-Trafos, aber die Ausgangsspannung beträgt lediglich 2kV. Mit Mittelpunkterdung kann man 4kV erreichen. Will man höhere Spannungen, wird es schwierig. Es gibt Leute, die hängen dann einfach noch zwei weitere Trafos HV-seitig in Serie und lösen dann die inneren HV-Anschlüsse dieser Trafos von den Kernen und versenken die ganze Geschichte in einem Ölbad. Dies ändert jedoch nichts daran, dass die äusseren Trafos in einem solchen Aufbau isolationstechnisch massiv überlastet werden, was einen Durchschuss auf den Kern oder direkt auf die Niederspannungs-Wicklung provoziert.

MIr ist nun eine Schaltungsvariante eingefallen, von der ich gerne Eure Meinung hören möchte. "Meine" Schaltung speist die äusseren Trafos erdfrei, siehe Schaltungsbild. Der Nachteil ist dabei natürlich, dass man sechs MOTs statt nur vier braucht und dass die maximale Leistung der Schaltung natürlich nur so hoch wird, wie die der beiden innersten Trafos zusammen, aber dafür sollte die Schaltung absolut stabil laufen, ganz ohne Überlastsituation und natürlich auch ohne Ölbad. Über das korrekte Phasing habe ich mir noch keine Gedanken gemacht, aber das dürfte dann ja recht einfach rauszufinden zu sein. Da die äusseren Trafos auf hohem Potential schweben, müsste das eigentlich funktionieren, oder? Es gibt nirgends einen direkten Erdbezug, ausser natürlich bei den inneren beiden Trafos, aber deren HV-Wicklung ist ja auch einseitig geerdet.
IMG_20240912_0005.jpg
Wenn Ihr auf das Bild klickt, erscheint es aufrecht.

Ich werde die Schaltung wohl mal bei Gelegenheit ausprobieren und berichten.
Gruss kilovolt ;-)
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Thunderbolt
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von Thunderbolt »

Hallo Kilovolt,

An sich sieht die Idee gut aus

Vor vielen Jahren hab ich sowas ähnliches schonmal gesehen, hab sogar die website wieder gefunden
Allerdings war das mit OBITs, Prinzipiell funktioniert das aber wohl ähnlich

http://www.kronjaeger.com/hv/hv/src/obit/index.html
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von kilovolt »

Hallo Thunderbolt

Danke für die Antwort. Die Seite kenne ich auch. Habe sogar das Buch dazu von Jochen Kronjäger. Allerdings geht es mit seiner Schaltung nur mit Trafos, die einen Mittelpunkt aufweisen. MIt den MOTs lässt es sich leider nur über den Umweg mit den zwei zusätzlichen MOTs bewerkstelligen.

Inzwischen habe ich die Schaltung mal aufgebaut und es scheint tatsächlich recht gut zu funktionieren.Die Leerlaufspannung konnte jedenfalls mit ca. 8kV bestätigt werden. Mache dann mal Versuche unter Last mit Lichtbögen.

Beste Grüsse
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Norbi
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von Norbi »

Hm bin am überlegen wo bei Tr3 und Tr4 am besten die Seite der Spule hängt die mit dem Kern verbunden ist, oder obs da nicht sinnvoll ist doch die Verbindung abzuknipsen. Die Hochspannungswicklungen sind soweit ich mich erinnern kann überall gleich mit dem Papier umwickelt, innen wie außen; Die 230V Wicklungen jedoch nur ganz dünn isoliert.

Sollte da der Eisenkern auf Erdpotential liegen hat man beim nächsten Trafo ja nur 2x Die Isolierung der 230V Wicklung gegen 2kV.
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von kilovolt »

Hallo Norbi

Den Eisenkern von Tr3 und Tr4 kann man nicht auf Erdpotential legen, aber ich denke, es spielt keine Rolle, ob man den ganzen Kern schwebend lässt oder den Fusspunkt abknipst, da ja zwischen jedem Trafo jeweils nur eine Spannungsdifferenz von 2kV besteht, welche im Normalbetrieb ebenfalls so vorhanden wäre.

Das Setup funktioniert übrigens gut, fast unhörbar bei 8kV, absolut unhörbar bei 7kV. Das, was man als ganz schwaches Knistern bei 8kV noch wahrnehmen kann, ist ein geringes Sprühen der scharfkantigen Eisenkerne der äussersten beiden Trafos, da diese ja auf hohem Potential liegen. Dies stört mich nicht, da die Feldstärke hier nicht im Isoliermedium auftritt, sondern lediglich als kapazitiver Effekt gegen die Umgebung. Mit Feldformung könnte man dies vermutlich sogar komplett unterdrücken.

Was ich aber noch testen muss, ist, wie gut die Leistungsübertragung tatsächlich stattfindet bei diesem Setup. Die 230V Zwischenspannungen fallen jedenfalls etwas tiefer aus, vermutlich aufgrund von Sättigungseffekten.
20240913_083234[1].jpg
Ist leider alles ziemlich quick and dirty aufgebaut, aber ich wollte halt einfach rasch testen, wie gut das geht. Als Versorgung für eine SGTC könnte ich mir sowas in der Art gut vorstellen. Eine entsprechende Alternative mit Neontrafos (Parallelschaltung von 4 Stück 8kV / 50mA NSTs) würde ein Vermögen kosten. Empfehlenswert wäre wohl, wirklich alles gleiche MOTs zu verwenden. Bei mir waren es 4 Stück 900VA und zwei Stück mit nur 700VA. Diejenigen mit 700VA habe ich absichtlich als äusserste Trafos genommen, denn dort wird wohl ohnehin eher am wenigsten Leistung umgesetzt. Die stärkeren 900VA habe ich in der Mitte als Einspeisetrafos und als Isolationstrafoe Tr3 und Tr4.

Gruss kilovolt
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Norbi
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von Norbi »

Na der ist doch automatisch auf Erdpotential wenn man die geerdete Seite mit der geerdeten Seite von T1 verbindet wie hier in Rot.

Da erscheint mir die blaue Möglichkeit besser.
IMAG2149.jpg
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von kilovolt »

Ich bin gerade etwas unschlüssig, ob die Verschaltung wirklich eine Rolle spielt oder nicht, da eigentlich zwischen Kern und 230V-Seite mindestens eine 2kV-Isolierung bestehen müsste. Selbst wenn P2' geerdet ist, bestehen noch immer zwei Trafoisolierungen zwischen 4kV und Erde. Aber streng genommen wäre die blaue Variante wohl tatsächlich die günstigere Lösung wegen der regelmässigeren Aufteilung der Spannungen, sofern die 230V-Seite näher am Kern liegt, was vermutlich so gelöst ist. Danke vielmals für den Hinweis, Norbi!

Gruss kilovolt
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HV-Juli
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von HV-Juli »

Hallo Kilovolt,

Ich muss sagen, diese Idee ist echt genial ;)
Eigentlich müsste man das doch auch weiter bauen können, z.B. an jeder Seite noch mal je zwei MOTs für insgesamt 12kV. Irgendwann wird das ganze zwar ein bisschen unhandlich und der verfügbare Strom nimmt immer weiter ab, aber funktionieren sollte es, oder?

LG Julian
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Re: 8kV / 1.8kVA mit 6 MOTs

Beitrag von kilovolt »

Hallo HV-Juli

Danke vielmals für das Lob. Ja, theoretisch könnte man die Reihe natürlich weiter fortführen, aber wie Du ja auch schon richitg gesagt hast, wird die Leistung nicht höher, sondern nimmt tendenziell wegen dem schlechteren Wirkungsgrad eher etwas ab und zweitens wird das Setup schwerfällig, das siehst du alles ganz richtig. Wenn man leistungsstarke Moulinex-MOTs zur Verfügung hat, würde es vielleicht Sinn machen, diese zuinnerst als "treibende Kraft" herzunehmen.

Beste Grüsse
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