Здравствуй, читатель.

Эта запись посвящена самому амбициозному и успешному проекту нашей команды. Project Silantor — кодовое название для модели DR4, музыкальной катушки Тесла высотой 3 метра и с длиной разряда, достигающей 6 метров и больше. Это самая большая работающая катушка Тесла этого типа на Евразийском континенте на момент написания данной статьи. Ниже я расскажу некоторые подробности конструкции и истории её создания, от идеи до публичного запуска.

Идея сконструировать нечто действительно интересное витала в ноосфере нашей команды TeslaCoilRu уже несколько месяцев. Тесла-пушка, гигантская QCW DRSSTC, полноценное шоу с Тесла-тумбами и прочие проекты требовали реализации. Но увы, человеческая жизнь коротка, и приходится выбирать в каждый момент что-то одно. И мы решили для начала сделать Большую Катушку Тесла. Большую — это как минимум вдвое крупнее чем всё, что доводилось нам собирать до того. А это означало разряд не менее 5-6 метров и общие габариты не менее 300 см. Разумеется, даже вопрос не стоял о том, какого типа будет эта катушка — VTTC слишком ограничены мощностями доступных ламп и трансформаторов, искровые катушки унылы по своей природе, значит остаются DRSSTC — музыкальные транзисторные катушки Тесла.

[See image gallery at teslacoil.ru] Сказано — сделано. По сути такая большая катушка ничем не отличается от мелких, кроме некоторых нюансов, в основном термического и электромагнитнопомехового характера, о которых расскажу чуть позже. А значит, можно взять стандартный рецепт, хорошо нами обкатанный на более скромных катушках Тесла, и масштабировать его с учётом предполагаемой расчётной мощности: силовой мост на «кирпичах», MMC из плёночных конденсаторов на соответствующую емкость, драйвер с обратной связью по первичке, автоматика для плавного запуска в отдельном ящике, ну и, разумеется, резонатор — первичка, вторичка, тороид.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Вначале был нарисован эскиз в 3ds MAX: как будет в общем виде выглядеть будущая катушка Тесла: тумба, тороид и вторичка. А далее каждая из частей была отрисована в инженерном CADe Creo Elements, который позволяет экспортировать файлы программ напрямую на ЧПУ-станки. Это сильно упрощает работу: рисуем, например, целиком первичку вместе со стойками и верхней крышкой, потом делаем трассу для каждой из деталей по отдельности, даже если делаются они в разных местах и на разных станках, и при этом можно оставаться уверенным, что они все подойдут друг к другу как следует.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Хотя я лукавлю. Первым делом, ещё до проектировки, был сделан силовой мост. Просто чтобы дать какое-то реальное начало проекту, так сказать создать точку невозврата. Из специального Ящика Для Кремния были взяты IGBT-модули CM600DU-24NF от Powerex, каждый содержащий в себе два отдельных транзистора, соединённых в полумост, и рассчитанные на 1200 вольт и 600 ампер. По шинам питания из 4-миллиметровой меди разместились электролиты 12000 мкф 450 вольт, общим числом 6 штук, итого 900 вольт 18000 мкф. [See image gallery at teslacoil.ru] Поверх выводов «кирпичей» разместились два плёночных снабберных конденсатора для минимизации выбросов при переключении. Позднее на радиатор были добавлены два кулера. Вся эта конструкция вызывала праведный гнев проектировщика, поскольку делалась лично мной и чисто интуитивно, без какого-либо предварительного проектирования. Однако, она успешно собралась в одно целое и даже заработала с минимальными доработками.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Затем была намотана вторичная обмотка, размером 315х1800 мм. Мы никогда раньше не делали настолько крупных вторичек, и это оказалось довольно нетривиальной задачей, учитывая её вес и толщину провода (провод, кстати, ф=1.06мм ПЭВ-1, 1.12 мм в лаке). После намотки вторичка была покрыта эпоксидкой в один слой (планировали в три, но одного хватило, просто он вышел толстым) и поставлена вращаться до полного отвердевания. Резонансная частота без тороида составила около 50 кГц.

[See image gallery at teslacoil.ru] MMC собралась на специальных заказных конденсаторах, которые делает одна российская фирма. Пять конденсаторов ёмкостью 210 нф и напряжением 20 кВ образуют батарею общей ёмкостью около 1000 нф (или 1 мкф), что вполне достаточно даже для такой катушки Тесла, как эта. Стенки батареи вырезаны на ЧПУ-фрезере из поликарбоната 8 мм и даже снабжены ручкой для переноски.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] А дальше проект остался в подвешенном состоянии, потому что мы не могли найти подрядчика на гидроабразивную резку стеклотекстолита, из которого предполагалось делать первичную обмотку (точнее, её каркас). Стеклотекстолит — офигенный по прочностным характеристикам материал, но его очень трудно обрабатывать механически, особенно если его толщина 15 мм. Гидроабразивная резка же режет всё что угодно без напряга. Эти поиски задержали всё почти на месяц, но в итоге завершились успехом. [See image gallery at teslacoil.ru] Диаметр первичной обмотки получился около 1 метра, медная трубка — 7/8″ (около 22 мм), и, скажу я вам, это действительно достойная конструкция — спокойно выдерживает вес шести человек без признаков деформации. Фанера в данной части конструкции ни за что не позволила бы достичь такой жёсткости. После первички собрать остальную ненагруженную часть тумбы из фанеры 18 мм и стальных шпилек не составило труда.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Чтобы убедиться, что наши расчёты верны и эта катушка в принципе может работать в выбранной конфигурации, оставалось только собрать автоматику и драйвер моста. Что и было сделано в кратчайшие сроки. Внутри коробки автоматики разместились — силовая розетка на 3 фазы, 380 вольт, автомат на 32А, пускатель, диодный мост, кулер для диодного моста, сигнальные лампы, зарядный резистор и драйвер. Внутри получилась жуткая каша из проводов, но свою задачу она выполняет — и слава Богу.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Первичная настройка заключалась в прогоне всей силовой части на первичку без вторичной обмотки. Здесь особо рассказывать нечего — подключаем, настраиваем драйвер, сверяем вид осциллограммы и фиксируем значение ограничителя максимального тока первички на желаемом уровне (мы остановились на 3600А). Попытались сразу поставить вторичную обмотку и собранный из гофры тороид (315х1800 мм, как вторичная обмотка), но габариты рабочего помещения не позволяли вообще ничего. Пришлось опять подвесить всё в ожидании пока найдётся полигон. Полигон нашёлся ещё через неделю, в виде пустого цеха одного умирающего завода, управляющий какового цеха любезно согласился его нам предоставить на вечер после рабочего дня. [See image gallery at teslacoil.ru] Приехали, собрали, и тут обнаружилось, что стены и пол металлические, да ещё и железные. Пришлось заново искать резонанс и настраивать драйвер, что заняло большую часть доступного времени, и в итоге получилась только пара кадров работающей катушки. Впрочем, этого хватило для того, чтобы вся наша команда начала писать кипятком — сходу удалось получить разряд длиной 5.5 метров! Оставалось ждать возможности нормально запустить готовый трансформатор Тесла на полную мощность.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] А тем временем 9 и 10 августа на Елагином острове собирался проходить Geek Picnic — фестиваль науки, искусства и высоких технологий, в котором мы дебютировали с публичным Тесла-шоу в прошлом, 2013-м году. В этот раз мы собирались привезти туда Большую Катушку (пока ещё безымянную), совместив приятное с полезным: запустить её на открытом воздухе и на полную мощность и заодно основательно попиариться в СМИ и просто среди посетителей. Про Гик Пикник 2014 я попробую написать отдельный отчёт, а так просто скажу, что было здорово. Мощность катушки позволила сделать её разряды достаточно эффектными и доступными для фотосъёмки даже несмотря на довольно яркий вечерний свет. Под питание был выделен отдельный 100-кВт дизельный генератор. Мы огородили область диаметром около 20 метров вокруг Большой Катушки и начали зажигать Не обошлось без небольшой накладки — при разборке конструкции после репетиции в цехе с неё зачем-то сняли трансформатор тока, а при сборке на Гик Пикнике поставили не той стороной. В результате публике пришлось минут двадцать ждать, пока удастся найти ошибку, а мы, все взмыленные, бегали кругами вокруг катушки и судорожно думали что же блин тут не так. [See image gallery at teslacoil.ru] Проектировщик и разработчик огребли в спешке пару ударов током от сети, к счастью, не межфазным 380, а с фазы на землю, и лишь потому всё ещё с нами. Зато когда она наконец заработала… просто посмотрите видеозаписи, это трудно описать словами. Сыграли несколько наиболее хорошо звучащих на катушках Тесла мелодий — «Шторм» Вивальди, Братьев Марио, и Тетрис (Коробейники), после чего запускали в импульсном режиме, в котором она просто беспрерывно била в землю — 4 метра, 5 метров, 6 метров. Поглазеть на всё это собралось, по крайней мере, с полтысячи человек, напиравших друг другу на головы. Кадры работающей катушки в основном от них, спасибо всеобщей айфонизации.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] После основного шоу, когда разошёлся народ, мы устроили короткое афтерпати, пользуясь кратким временем между закрытием фестиваля и закрытием самого парка. Удалось снять всего два видео, они перед вами. А также, кроме видео, несколько достойных фотографий, подтверждающих рекордную длину молнии в 6 метров. Примерно в то же время решили утвердить название — Project Silantor, от термина GIGANTOR — названия самой большой из существующих в мире музыкальной катушки Тесла, сделанной командой Стива Варда из США, и слова «силан», SiH4, газообразное соединение кремния с водородом. [See image gallery at teslacoil.ru] В высоковольтном коммьюнити гуляет шутка о том, что при взрыве транзисторов из них выделяется этот самый силан (что, разумеется, неверно, но слова «насиланить» — «взорвать транзисторы», «силанавты» — «неопытные конструкторы SSTC», «силаногенератор» — «плохо собранная катушка Тесла с перспективой скорого выхода из строя» и прочие — основательно вошли в жаргон). Как элемент самоиронии, вследствие постоянных шутливых прогнозов, что «этот твой мост точно насиланит», а также вопреки общему суеверию что как назовёшь лодку, так она и поплывёт, и было решено выбрать такое название.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Отдельно стоит сказать о тороиде. Он собран из алюминиевых труб, гнутых на трубогибном станке, и собранных на распорках в единое целое. Дизайн родился случайно при обсуждении, на что именно заменить мгновенно мнущуюся алюминиевую гофру. Результат превзошёл все ожидания: конструкция лёгкая, прочная, жёсткая и превосходно выполняет функции формирования разрядного промежутка для молнии. С уверенностью можно сказать, что ничего похожего на этот тороид на нашем континенте пока не обнаружено и он уникален. Габариты — 2000х500 мм, каждая труба 50 мм диаметром.

Итого на проект ушло около 2 месяцев считая ожидание и разработку, и около 2 недель на актуальную сборку и настройку.

Ниже можно посмотреть массу видео и фото запусков с разных ракурсов, а также процесса сборки Силантора.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Silantor — гигантская DRSSTC — музыкальная катушка Тесла с разрядом 6 метров first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Не думаю, что такое предложение нуждается в дополнительной рекламе, поэтому просто оставлю контакты:

The post Продаётся большая катушка Тесла first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

В полумостовой катушке всё то же, что и в статье про неё: UCC27425, UVLO, IRGP50B60PD1.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

В полномостовой я перешёл на внешний генератор. Выходные драйвера — IXDD614, две штуки, развязка как всегда через GDT.  В чём плюсы внешнего генератора, спросите вы, ведь его надо каждый раз заново настраивать в новых условиях? Я тоже так считал долгое время, но совершенно упустил из виду, что диапазон настройки можно сделать достаточно узким, чтобы переменный резистор охватывал зону как раз «от и до» — от возникновения разряда ниже резонанса, до его затухания выше резонанса. И тогда подстройка оказывается простой и приятной в любых условиях внешней конфигурации проводников. Таким образом, полномостовая катушка в новой редакции имеет три крутилки: частота, скважность интерраптера, частота следования интерраптера. Интерраптер там всё тот же на AtTiny13, любезно программируемый sifun’ом.

Недавняя попытка убрать катушку в круглый корпус дала на удивление приятный для глаза результат: нет больше режущих глаз квадратных углов, как в стандартном корпусе: катушка состоит сплошь из окружностей и цилиндров разного вида и положения. Пожалуй, в дальнейшем надо придерживаться тенденции делать круглые корпуса. Благодаря ножкам из изоляторов с резьбой М8, в неё можно вкрутить две рукоятки от болгарки, после чего эта катушка Тесла становится этакой Тесла-пушкой. Рекомендую видео к просмотру.

[See image gallery at teslacoil.ru]

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

The post Новые катушки first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

У всех в голове Новый год, а у меня — как обычно.

[See image gallery at teslacoil.ru] Неспешное строительство и наладка моей третьей большой DRSSTC почти закончены. Конструктивно она представляет собой то же, что и каждая из двух катушек Системы Пыщь Пыщь, с изменением некоторых номиналов и наименований деталей. Ну и, разумеется, она больше и мощнее — примерно в полтора раза и то, и то, — чем каждая из них. Первичные тесты в помещении показали разряды в 1.7-2 метра, ограниченные размерами комнаты. Дальнейшие пробы потребовали вынесения на улицу, несмотря на мороз. Поскольку от отсутствия предметов рядом резонансная частота уползла, пришлось довольно долго возиться с поиском нового положения контакта первички.

В мосте стоят ключи — 2 шт CM300DY-24H, и электролиты 400V 5700uF каждый, всего 4 шт. Контурная ёмкость 400 нф. Отличительной особенностью катушки является необычно большая первичная обмотка: 11 витков. Благодаря такой первичке можно проверять влияние коэффициента связи на ток в контуре и разряд, перемещая нижний контакт вверх по виткам. Также она позволяет использовать катушку совместно с Тесла-тумбой (это такая специальная изолированная подставка, на которую встаёт подключенный к катушке Тесла Тесламэн, с целью стримероиспускания из конечностей и головы).

OCD настроен на 1500А. Похоже, что на низких частотах его не всегда достаточно. К сожалению, драйвер не позволяет нормально его увеличить далее этого предела, так что для дальнейшего повышения мощности, помимо буст-конвертера и нормального бензогенератора в питание, необходимо перемотать трансформаторы обратной связи для повышения предела тока.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Поскольку Тесла-костюм из кольчуги и нержавеющей ткани в итоге остался у меня, то, пожалуй, можно заявить о наличии всего необходимого для классического Тесла-шоу. Кроме, разве что, машины для транспорта, и бензогенератора для развязки от сети, но это проблемы решаемые на месте.

Для тех, кто не в курсе, дам краткую справку. Тесла-шоу — это такое театрализованное развлечение, наподобие циркового или фаершоу, ключевым  элементом которого являются трансформаторы Тесла. Вариантов такого высоковольтного шоу — множество разных, но самым популярным является примерно следующий: одна, две или более музыкальных катушек Тесла на расстоянии 1.5-2 длин разрядов друг от друга проигрывают заранее подобранную MIDI-мелодию с компьютера или синтезатора, а актёр в костюме — Тесламэн — между ними что-нибудь из себя изображает и ловит разряды в руки, голову и т. д. Это энергетическое шоу может дополняться: дым-машиной, лазерным шоу, акустикой с основных динамиков (задающей общую музыкальную тему, в которую трансформаторы Тесла вплетаются одним из инструментов), всякими газоразрядными приблудами (неоновая лампа в руках Тесламэна смотрится очень эффектно), и так далее. Особый шик — использование выше упомянутой Тесла-тумбы.

[See image gallery at teslacoil.ru] Некоторые обладатели больших катушек Тесла сценического формата, в основном, сделанных по устаревшей, ненадёжной и опасной для данного применения искровой технологии, так или иначе пытаются использовать их для такого шоу. Наиболее известны в данном отношении «Паноптикум научных развлечений» на ВДНХ и музей «Экспериментариум», оба в Москве. Поскольку большая часть зрителей никогда не видели ВООБЩЕ никакого Тесла-шоу, то даже немузыкальный вариант его имеет определённый успех. Но, к сожалению, Тесла-шоу с использованием таких катушек практически всегда стационарно, ввиду их огромного веса, и требует исключительных мер безопасности и квалификации ввиду использования смертельно опасных высоковольтных силовых трансформаторов. А ещё искровые катушки требуют регулярного обслуживания в виде настройки разрядника, и, по слухам, в одном из упомянутых шоу очень часто выходят из строя с заменой ключевых частей типа конденсаторов и вторичной обмотки.

На данный момент единственным известным в России организатором современного музыкального Тесла-шоу является творческая группа TeslaFX, также в Москве.

А скоро буду ещё и я

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]   [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Кстати. Я недавно довёл до кое-как условно-рабочего состояния второй сайт (типа магазин). Вкратце, если вы хотите купить катушку Тесла — вам сюда:

Всем Нового года.

The post Предновогодние развлечения [зачатки Тесла-шоу] first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Ниже есть два музыкальных видео, сыгранных на первой и второй катушках соответственно. [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Большая пара DRSSTC готова. first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Под катом ещё четыре снимка.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

The post Запуск на улице first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Напряжённая работа над сим амбициозным проектом близка к своему завершению. Сделана практически вся основная базовая электрика и конструктив:
— розетки, автоматы, трансформатор питания драйвера, резистивный блок плавной зарядки электролитов, пускатель-реле, силовые кабели, тороиды, корпуса, первички, крепления (заодно заземления) вторичек и тороидов;

вся силовая часть:
— две MMC и два моста в сборе, включающих в себя, каждый: два полумостовых IGBT-модуля, четыре электролита, два плёночных конденсатора, выпрямляющий трёхфазный диодный мост, радиатор, кулер, алюминиевые и медные шины и термопредохранитель;

и 90% управляющей:
— два транса тока под обратную связь, два полных распаянных драйвера, MIDI-интерраптер, интерфейс MIDI-USB, два GDT, и один из необходимых двух оптических кабелей убран в гофру для защиты от наступания — второй убрать пока ещё предстоит.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Оставшиеся доработки — распаять стабилизатор питания драйвера, сделать ввод оптики через фанерную стенку корпуса, закрепить все блоки (мост, драйвер, MMC) в корпусах и соединить их между собой. Дальше только настройка. Поскольку заказчик настоял на использовании исключительно 3ф 380в питания, ожидается соответствующий электрогенератор мощностью 6+ киловатт для тестов.

В процессе сборки одна из катушек была опробована на 220в 1ф питании с примерно 50-60%-й мощностью, дав в таком режиме разряд около 1.7 метра. К сожалению, ни фотоснимки, ни видео не могут передать впечатлений от наблюдения этого вживую. У DRSSTC разряд как-то неуловимо отличается от разряда SGTC (затрудняюсь сказать чем, возможно, гораздо меньшей пиковой мощностью?), что не позволяет его, по крайней мере, без тренировки, хорошо заснять. На фото ниже — сопливо соединённые кусочки для теста. Видны драйвер, ММС, силовая, GDT и трансы тока.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Как только будут доступны генераторы, хотя бы один, можно будет попробовать полноценный запуск.

Всем удачного дня и успехов в тесластроительстве.

The post Большие DRSSTC почти готовы first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

1) Антенна заменена на трансформатор тока, намотанный на ферритовом синем колечке EPCOS — приблизительно 50 витков — и надетый на провод вторички, идущий на заземление. Он намного проще и надёжнее, чем антенна. Смена фазировки осуществляется теперь не перепаиванием проводов первички, а сменой направления входа провода заземления в кольцо транса тока.
2) Феты заменены на IGBT. От полевых транзисторов в импульсных преобразователях пора отказываться навсегда, оставив их для того же, для чего в своё время оставили лампы: для высокочастотных применений (например, IRFP460A раскачивается на 27 МГц с неплохим КПД). Современные IGBT дешевле, мощнее, надёжнее и имеют больший КПД, чем аналогичные полевики. Одно из возможных решений, например — HGTG20N60A4D, или почти любые IGBT серий IRG4 и IRG7.
3) Диодной вилке добавлен стабилитрон между верхним диодом и минусом драйвера. Вместо стабилитрона можно поставить белый или синий светодиод, что оказывается очень удобно: он мигает в такт импульсам интерраптера.
4) Как в полномостовой катушке, заземление вторички сделано на сеть через конденсаторный делитель из К78-2.
5) Катушке добавлена схема, обеспечивающая её невзрываемость, а именно — UVLO: undervoltage lockout. Это несложная трёхногая микра (DS1233D-5+) в корпусе TO-92, которая просто резко обрубает питание драйвера при падении напряжения ниже установленного уровня (например, 11 вольт). Таким образом исключается ситуация, при которой на затворах транзисторов полумоста оказывается напряжение ниже установленного и исключается вариант их недооткрытия, который является причиной 90% всех взрывов и отказов силовых преобразователей в случае катушек Тесла.

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

[See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru]

Прерыватель на контроллере Attiny13 снимает напряжение с двух переменных резисторов по 10К, один из которых регулирует ширину импульса, а другой — частоту. Частота меняется в диапазоне от 2 герц до ~1-2 кГц (точно не припомню), ширина импульса — до 1/5 (20%) текущей частоты прерывателя. Таким образом, максимально возможное среднее потребление не превышает при любых настройках интерраптера примерно 400-500 Вт.

Данная катушка доступна к сборке на заказ.

Схема:

[See image gallery at teslacoil.ru]

Запись продублирована дополнением к странице «Полумостовая SSTC».

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Полумостовая SSTC 2.0 first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

На данный момент:

Куплены «кирпичи»: CM300DU-24NFH — самые быстрые из мощных IGBT-модулей CM серии, до 50 кГц в хардсвич-режиме. В одном корпусе — два ключа, соединённые полумостом, т. о. пара корпусов образует полный мост. Кроме кирпичей, куплены также диодные трёхфазные мосты на 75А 1000В.

[See image gallery at teslacoil.ru]

Куплены фирменные электролиты EPCOS: 400В 6800мкФ каждый, 8 штук. По 4 штуки в каждый мост.

Куплены хитрые плёночные конденсаторы (20 мкф 800 В) от добрых американских продавцов surplus electronics. Эти чёрные прямоугольные «пятачки» — ультимативное решение по обеспечению низкоиндуктивной разводки моста: их выводы монтируются напрямую на выводы IGBT-модулей, обеспечивая буквально нулевую индуктивность подводящих соединений.

На всём вышеперечисленном при помощи меди, алюминия и винтов собрано два полновесных МОСТА. Конденсаторы включены по схеме удвоителя, т.о. напряжение на мосте при питании от 220В 1ф будет 600-620В.

Намотаны два ГДТ локалкой на больших ферритовых кольцах.

Заказаны заводские платы универсального драйвера Стива Варда последней версии (2.1), заказаны детали для них, и распаяно два драйвера. Для второго не хватает пока что оптического приёмника.

Спаяна одна из двух MMC: 10kVDC 300 нф из трёх сотен силовых плёночных кондёров EPCOS 1000VDC 100 нф каждый.

Сделаны две первички, 5.5 витков 10мм медной трубки. Сделано на 3/4 два корпуса из фанеры, куб со стороной 50 см.

Куплены трёхфазные силовые вилки-розетки и автоматы защиты.

А вот так, скорее всего, будет выглядеть первая катушка при пробных запусках. Корпус ещё необходимо обработать уголками для придания прочности, поставить на колёса и сделать заднюю стенку на петлях.

The post Большие DRSSTC: дело движется first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Основных способов модуляции два: частотная и амплитудная. Частотная модуляция основывается на изменении частоты прерываний в интерраптере, при управлении с микроконтроллера, совместимого с MIDI или аналогичным форматом, или с компьютера. Основное её преимущество в возможности использования с импульсными катушками — ISSTC и DRSSTC — и получении огромных поющих молний с больших установок, в то время как прочие способы для этого непригодны. Силовая часть катушки Тесла включается и выключается несколько сотен раз в секунду, соответственно, плазменный канал молнии то появляется, то исчезает, и нагретый воздух создаёт звуковую волну при его появлении. Но вместо генерирования прямоугольного сигнала для управления транзисторами при помощи таймера 555, как это обычно делают, этот сигнал выдаётся микроконтроллером (или логикой, если не лень её распаивать), а на вход контроллера при этом поступает последовательность нот с определённой частотой, формирующая мелодию. Минусы метода — монофоничность, как у рингтонов старых мобильников (дифоничность в случае парной катушки Тесла) и некоторая сложность при программировании конверсии цифрового сигнала в формате MIDI в набор частот. Скоро будет доделан до законченного вида прерыватель для DRSSTC, который будет способен играть музыку этим способом.

Пример тестового музыкального трансформатора Тесла, который использует этот способ аудиомодуляции, звучит примерно так:

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Реализация амплитудной аудиомодуляции катушки Тесла может быть сделана несколькими принципиально различными способами. Известные мне таковы:

1) Модуляция амплитуды напряжения. На вход инвертора — полумоста или моста — подаётся не полное рабочее напряжение, а некий процент от питающего. Реализуется это обычно при помощи т.н. buck-конвертера: топологии преобразователя из ключа (полевого транзистора или IGBT) и диода (или двух ключей для синхронного бака), и сглаживающего дросселя. Ключ управляется по затвору ШИМ-генератором (например, TL494 или аналогичным), через драйвер и опторазвязку. ШИМ-генератор же получает на вход амплитудно модулированный звуковой сигнал с плеера или другого источника звука. Получается этакое двойное преобразование: АМ -> ШИМ -> АМ. Несколько неэффективно и вносит искажение в звучание, но в целом наиболее просто.

2) Модуляция фазы и частоты. Реализуется обычно на основе ФАПЧ (CD4046 и родственников). Получая на вход амплитудный сигнал, мы в соответствии с ним сильнее или слабее мешаем ФАПЧ подстраиваться в рабочую частоту катушки (предельная частота звука — ок. 1/100 несущей частоты катушки) — уходим от резонанса. Этот метод требует использования топологии ФАПЧ при построении катушки, которая несколько сложнее простого автогенератора. Но в общем случае такой способ должен давать более чистый звук.

3) PDM (pulse density modulation), DDS и другие нестандартные методики. Основаны в основном на хитрых аналого-цифровых преобразованиях (пропуск импульсов, например, как в PDM, представляет именно такое преобразование), использовании специальных дорогостоящих микросхем (DDS) и в целом немалого знания искусства схемотехники. Но, по отзывам и записям, они позволяют получить наиболее чистый амплитудно модулированный звук.

[See image gallery at teslacoil.ru] Ниже представлена моя амплитудно аудиомодулированная SSTC (Музыкатушка, так я её называю) на полумосте из всё тех же HGTG20N60A4D и с управлением звуком через buck-конвертер и ШИМ. Она сделана более чем топорно и неаккуратно, в основном из-за того, что собиралась несколько месяцев — то не было корпуса, то горели компоненты из-за неправильного включения (я подавал питание на силовую одновременно с драйвером, и, скорее всего, драйвер запускался и работал несколько периодов неправильно, что оказывалось достаточным для выгорания силовой. Проблема решилась установкой реле, включающим силовую часть только после того, как заработает драйвер), [See image gallery at teslacoil.ru] вдобавок ко всему у меня отсутствовали подходящие драйверы (UCC27425), так что пришлось использовать UCC27324 и изобретать во-первых, инверсию сигнала и деление его на два канала, и, во вторых, запуск автогенерации ввиду отсутствия у неё ENABLE-входа. Всё это, впрочем, не мешает Музыкатушке неплохо работать. Это первая моя мощная катушка Тесла, постоянно работающая в CW-режиме (качеры не в счёт). Разряд имеет длину всего лишь около 10-15 см при потреблении в полтора киловатта. Такой режим непрерывной работы сильно разогревает как транзисторы, так и первичную со вторичной обмотки: первоначальный вариант первички и вторички быстро нагревался чуть ли не до сотни градусов и выше, угрожая расплавить каркас; пришлось отказаться от компактности в пользу надёжности и стабильности. [See image gallery at teslacoil.ru] [See image gallery at teslacoil.ru] Сейчас частота с тороидом составляет около 250 кГц, при токе по первичной обмотке около 20-25А. Нагрев никуда не делся, но зато хотя бы снизился до приемлемых уровней. Размеры резонатора — 16х20 см, проводом 0.33 мм, в первичной обмотке 6 полных витков провода 10 мм^2.

Звук катушки громкий (ватт на 10 по ощущениям), но весьма «грязный», замусоренный холостым шипением. Предположительно, это происходит из-за глючащего от наводок оптрона в баке. Отлаживать не особо хочется, слишком уж долго собиралась эта конструкция в свой более или менее законченный вид.

[See image gallery at teslacoil.ru] Разряд необычайно горячий — стальная проволока, будучи поставленной на терминал, горит, как бенгальский огонь, а вольфрам моментально начинает испаряться с голубовато-сизым дымом и бело-жёлтым свечением. Создаваемое катушкой поле так сильно, что можно получить весьма чувствительные ожоги, просто случайно коснувшись какого-то металлического предмета, стоя рядом с ней — возникает дуга между кожей и этим предметом.

Впрочем, фотографии здесь не очень интересны — видеозаписи куда лучше передают её работу.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Последнее видео особо интересно: там фигурирует большая неоновая спираль, недавно мною отпаянная и чрезвычайно красиво ведущая себя в тандеме с Музыкатушкой.

Для дочитавших до этого места подарок: полная схема buck-конвертера. Можно копировать.

The post Аудиомодуляция в SSTC — музыкальная катушка Тесла first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.