Work in progress - Катушки Тесла и все-все-все

Большие DRSSTC почти готовы

admin — Wed, 18 Jul 2012 17:31:43 +0000

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.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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

Большие DRSSTC: дело движется

admin — Sat, 02 Jun 2012 17:37:55 +0000

Основной большой проект — двух парных музыкальных DRSSTC — неспешно, но верно движется вперёд.

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.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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.

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

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.

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

Намотаны два ГДТ локалкой на больших ферритовых кольцах.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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.

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

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

[See image gallery at teslacoil.ru]

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

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

Куплены трёхфазные силовые вилки-розетки и автоматы защиты.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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.

[See image gallery at teslacoil.ru]

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

Текущие проекты

admin — Mon, 12 Mar 2012 14:06:31 +0000

[See image gallery at teslacoil.ru] Давно не было новых записей, в основном ввиду частично лени рисовать схемы и оформлять законченные записи, частично бешеной нехватки времени.
Тем не менее, жизнь не прекращается, устройства делаются, что-то происходит. Наконец-то силовая электроника из какой-то мифической и таинственной области начинает становиться для меня более или менее рабочей зоной.

Текущие проекты:

Полномостовая ISSTC.

[See image gallery at teslacoil.ru] Автогенератор на основе транформатора тока, надетого на провод заземления, двухступенчатый драйвер (разработанный sifun’ом, скопированный и адаптированный уже мной) на основе UCC27425 и трёх GDT, мост — ~~полевики FCA47N60~~ быстрые IGBT на 70А (марку не скажу, а то все их скупят :)), резонатор 11х33 см, частота около 200-250 кГц, двойной прерыватель по схеме Стива Варда. Длины разряда до 60+ см, работа стабильная. Проект, собственно, закончен, но не могу никак нарисовать к нему схему.

[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.

Начало длительного конструирования самой большой пары DRSSTC в России.

[See image gallery at teslacoil.ru] На настоящий момент намотаны вторички и закуплен ряд компонентов (половина электролитов, радиатор и IGBT для тестов, медная трубка первички). Хрен знает когда удастся их закончить, остаётся надеяться что удастся вообще. Предположительная длина парного разряда — 4+ метра, предположительная потребляемая мощность — 15+ кВт, предположительный бюджет проекта — ок. 5-7 тыс. евро (спасибо спонсорам проекта), проигрывание MIDI и металлический костюм (Tesla Suit) прилагаются. Пожелайте мне удачи, кто-нибудь.

[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] [See image gallery at teslacoil.ru]

Аудиомодуляция SSTC.

Buck-конвертер по питанию и любая катушка в CW-режиме. Бак-конвертер — это просто полумост (у которого один из транзисторов может быть заменён на диод), который рулится ШИМом (например, от TL494 через оптодрайвер), и который после себя имеет интегрирующий дроссель. Такая конструкция позволяет преобразовывать ШИМ в значение питающего напряжения, а поскольку TL494 умеет преобразовывать амплитудную модуляцию (т.е. обычный аналоговый звук с плеера, например) в ШИМ, то такая связка позволяет делать амплитудную модуляцию в SSTC. На видео — модулированная катушка из первого абзаца. К сожалению, большой стример хоть и громко звучит, но сильно хрипит, так что бак отправится в более мелкую, полумостовую катушку.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

Инверторы.

От нечего делать недавно восстановил ранее сгоравший полумост на той же TL494 с ГДТ-развязкой и IRFP460A в силовой. 800-ваттные дуги от розетки, ничего кроме строчника не греется. В планах попробовать мост на тех же 460-х и несколько строчников параллельно в нагрузку, чтобы снять 3-4 киловатта дуги. Пока удалось без сгорания ключей получить около 1.5 квт.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Текущие проекты first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

QCW DRSSTC

admin — Sat, 04 Feb 2012 20:07:31 +0000

[See image gallery at teslacoil.ru] QCW — аббревиатура для quasi continious wave, одного из последних трендов в области топологии полупроводниковых катушках Тесла. Суть построенной по этой технологии катушки — плавное управление накачкой (относительно типичного «резкого» прерывания прямоугольником), обычно в виде линейного нарастания питающего напряжения. Такая методика позволяет получать длины разряда, значительно превышающие длину резонатора (вторички). Теорию работы расскажу позже, когда система будет отлажена и прилизана, а пока оставлю ссылку на статью Эрика Гудчайлда, который подробно всё уже расписал, что только можно

[See image gallery at teslacoil.ru] Сия катушка — совместный проект меня и sifun’a (по правде говоря, основную работу сделал он: всё управление и buck-конвертер в питании). Параметры: резонатор 16х16 см проводом 0.4 мм, 6-витковая первичная обмотка с высоким коэффициентом связи со вторичкой, небольшой тороид. Частота около 320-340 кГц. Обратная связь по трансформатору тока 1:25, с большой разделительной ёмкостью (для правильного поворота фазы). Управление накачкой: микроконтроллер Attiny13, который драйвит buck-конвертер (по сути, электронный ЛАТР). Обратная связь автогенератора реализована через хитрый двухступенчатый драйвер: перед силовым мостом (на FCA47N60) стоит предусилительный на полевиках, выпаянных с материнской платы (маркировку не помню), которые раскачиваются при помощи UCC27425. [See image gallery at teslacoil.ru] Развязка сделана на трёх GDT, один с пятью обмотками от UCC до материночных фетов, и по два трёхобмоточных от материночных фетов до силового моста. Мост обвязан диодами HFA30TB60, TVSами 1.5KE400 и снабберами из керамических конденсаторов на 1000пф с высоким ESR (таким образом, снабберные резисторы оказываются излишни). Резонансная ёмкость последовательно с первичкой — три штуки К78-2 последовательно, ёмкость суммарно 33 нф.

Всё это вместе, несмотря на феноменальную сопливость, даёт около 90 сантиметров разряда, вшестеро превышая длину резонатора (вторички). Пиковая мощность — около 15 киловатт, судя по показаниям датчика тока в первичке.

Когда-нибудь, когда катушка перестанет представлять собой кучу соплей, окажется оформлена в корпус, и будет стабильно и эффективно работать, я подробно распишу нюансы её работы, и, возможно, составлю схему и инструкцию по сборке аналога (если статья Эрика не окажется для кого-либо исчерпывающей).

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

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post QCW DRSSTC first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

DRSSTC: неспешное ковыряние

admin — Thu, 15 Dec 2011 15:08:25 +0000

[See image gallery at teslacoil.ru] Быстро закончив полумостовую SSTC и удостоверившись, что полупроводниковые катушки Тесла не всегда взрывают транзисторы, а иногда даже и запускаются, я начал продолжительную и неспешную работу, даже скорее исследование, более жирной катушки, уже с топологией «мост». После продолжительных неудач с PLL CD4046 и оптодрайверами, я отказался от оптики и ФАПЧ на ближайшее время в катушках вообще и перешёл полностью на автогенератор и GDT в качестве развязки генератора и силовой. [See image gallery at teslacoil.ru] Принцип предполагался тот же самый: автогенератор, кормящий два драйвера UCC27425, каждый из которых питает одну из обмоток двух GDT, каждый из которых в свою очередь управляет двумя транзисторами моста. В первой версии стояли IRFP22N50, которые после взрыва половинки полумоста были отложены в сторонку и заменены на FCA47N60. Эти транзисторы обвязаны всем, чем только возможно (монтаж на фотоснимке справа): ультрафасты HFA30TB60 последовательно и в параллель каждому транзюку, снабберы 10 ом 1 нф, TVS 1.5КЕ400, 15 мкф плёнок по питанию на каждом полумостовом модуле, предельно короткие соединения между компонентами для уменьшения индуктивности. Ко всему этому я ещё добавил интерраптер с бёрст-модом (по сути, просто прерывание одной из 555-х второй) по утащенной у Стива Варда схеме, подправив номиналы частотозадающих цепей у NE555 для увеличения максимальной возможной ширины импульса (хотелось получать приятные глазу жирные спиралевидные разряды, а не тонкие SGTC-подобные трескучие хренотени в режиме одиночных импульсов). Вероятно, зря, потому что в итоге пара фетов в таком режиме таки самоуничтожилась, видимо, от слишком длительной импульсной мощности, которую попросту не смог рассеять кристалл.

Катушка работала неплохо, но тем не менее результаты были как-то не очень, не достигалась даже длина вторички. И, наигравшись с возможными коэффициентами связи и конфигурациями резонаторов, я решил поставить в первичный контур резонансный конденсатор, постепенно изменяя его номинал простым перекидыванием контакта между выводами последовательно спаянных десятка К78-2 1000в 0.1 мкф, и подбираясь таким образом к полному двойному резонансу. Результаты оказались весьма впечатляющи (до полуметра разряда с 33 см вторички), но, к сожалению, из-за отсутствия ZCS и вообще общей безалаберности конструкции очередного захода экспериментов вынесло в коллекцию дохлых деталей два полевика из четырёх. Как только найдутся душевные силы — заменю и продолжу.

Тем не менее, несмотря на то, что катушка греется, нестабильна, и вообще довольно убога, и может работать в очень узком диапазоне режимов прерывателя и с крайне низкой средней мощностью, доказана работоспособность небольшой DRSSTC не на IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором), а на полевиках, несмотря на меньшую толерантность последних к большим импульсным токам, протекающим в первичном контуре. Учитывая возможность параллелить полевые транзисторы в больших количествах (в отличие от IGBT), это всё открывает интересные перспективы по созданию большой катушки на полевиках, каковые сильно дешевле мощных биполяров.

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

Работа и эксперименты продолжаются.

The post DRSSTC: неспешное ковыряние first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Ксеноновые шары и маленькая SSTC

admin — Tue, 25 Oct 2011 23:28:54 +0000

Начал ковырять небольшую полумостовую SSTC. Про неё расскажу потом, а пока обнаружил, что она, благодаря своему тороиду, в отличие от качера способна вывести большие плазмашары с ксеноном на полную мощность, как я и предполагал. Зрелище совершенно волшебное, надо попробовать как-то его заснять на фотоаппарат. Пока получилось видео. Первый шар с примесью спирта, зелёный; второй — самый первый запаянный вообще, чистый ксенон; третий — тоже чистый ксенон, но с чуть меньшим давлением, он идеально работал от качера, а SSTC даёт в нём слишком прямой и статичный разряд.

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Ксеноновые шары и маленькая SSTC first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

Разреженные газы в ВЧ поле.

admin — Sun, 16 Oct 2011 19:20:44 +0000

[See image gallery at teslacoil.ru] В результате некоторых интересных событий, занявших у меня совершенно всё свободное время за последние три месяца, мне посчастливилось стать обладателем (помимо прочих интересных ништяков) почти что полноценного вакуумного поста и кучки баллонов с разными газами, а также горы химпосуды самого разнообразного фасона. Не вдаваясь в излишние подробности (им будет отведен отдельный рассказ), расскажу, что вакуумный пост состоит из роторного форвакуумника 2НВР-5ДМ и стеклянного дифнасоса с полифениловым эфиром в качестве масла. Применение ПФЭ позволяет избегнуть необходимости азотной ловушки, устраняющей избыточные пары обычных вакуумных масел. Пост даёт в идеальных условиях (отсутствие газящих резиновых шлангов, течей и так далее) не менее 10^-4 торр, что пока что более чем достаточно для проводимых экпериментов. Все предыдущие эксперименты с плазмабанками и прочим унылым говном давали на пять порядков худший вакуум, который и вакуумом-то нельзя было назвать.

[See image gallery at teslacoil.ru]

Из газов удалось достать в количествах, более чем превышающих необходимые, почти все стабильные инертные газы — гелий, неон, ксенон и криптон (а также технический аргон), из неинертных — азот и водород, и, помимо этого, массу других, пока ещё не испытанных на свечение: хлор, хлорметил, элегаз, массу фреонов и так далее. Инертные газы по отдельности и в сочетаниях при разных давлениях дают невообразимо красочные эффекты. В принципе, я наконец-то смог реализовать то, что давным-давно хотел: изготовление практически настоящих, изрядно превосходящих по красоте заводские, плазменных шаров. В домашних условиях и на коленке.

[See image gallery at teslacoil.ru]

Третий необходимый элемент — стеклянные ёмкости. Для качественной работы с ними пришлось осваивать основы стеклодувного дела, хотя бы в форме редактирования готовых приборов, колб и емкостей. Подогрев пламенем пропановой горелки, использование графитового инструмента и горелки на гремучке в роли точечного скальпеля дают наилучшие результаты. Кстати, гремучка — HHO, с её температурой горения под три тысячи градусов — позволяет редактировать даже кварц. Про стеклодувку тоже будет отдельный пост.

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

Короче, вакуум+газы+стеклодувка = самодельные плазмашары. Примеры — ниже. При разворачивании каждой фотографии (щелчок левой кнопкой мыши) под ней будет подпись — что за газ и какие условия. А пока расскажу про газы по отдельности, из тех, что уже попробовал. Ах да, в качестве источника ВЧ поля на всех снимках использовался обычный качер.

Ксенон. Самый дорогой (литр при н. у. стоит какую-то невообразимую сумму в 950 рублей) и интересный газ из всех. Он очень тяжёлый, и поэтому разряд в нём при давлениях в диапазоне 100-10 торр шнуруется и завивается в дичайшую фрактальную структуру. Имеет сине-белый цвет свечения шнура, при давлениях ниже где-то 1 торр может иметь самые разные цвета — коричневатый, зеленоватый, желтоватый и так далее. Органические примеси дают ярко-изумрудный цвет шнуровки.

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

Криптон. Чуть хуже, чем ксенон, шнуруется, имеет более желто-коричневый цвет разряда. При давлениях ниже давления шнуровки умеет делать очень странную штуку: в точках наибольшей напряжённости поля на стекле образуются самовольно бегающие точечки очень странного вида. Хорошо генерирует заметные страты. При добавлении органики также приобретает зелёный цвет шнуровки.

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

Неон. Примечателен способностью ионизироваться при атмосферном давлении: нагнанный в ёмкость до атмосферы, он зажигает разряд даже если оторвать незаткнутую колбу от вакуумного насоса. При низких давлениях обретает изумительный знакомый по неоновой рекламе свет высокой яркости, но требует очень качественной очистки всей системы от любых примесей, причём очищать надо даже само стекло — длительным прогревом до 200-250 градусов. Если всё сделано правильно, получится очень яркий оранжевый девайс. Примеси сдвигают цвет в сторону розового, жёлтого, какого угодно ещё. Кстати, очень интересны смеси неона с разными другими газами, например, ксеноном.

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

Аргон, как и азот и воздух, интересных эффектов почти что не дают. Аргон и азот — фиолетовые, аргон с добавлением оранжевого, азот тоже фиолетовый, стандартное свечение. Что-то интересное получается при откачке до реально низких давлений, но там уже преимущественно светятся пары масла.

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

Ниже — галерея всех интересных снимков разрядов, а в самом низу — подборка видеороликов. Поскольку большая часть эффектов лучше всего видна в динамике, очень советую их посмотреть.

[See image gallery at teslacoil.ru]

Щелкните здесь для просмотра встроенного видео.

The post Разреженные газы в ВЧ поле. first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.

У меня есть квантрон!

admin — Fri, 25 Mar 2011 13:38:52 +0000

Квантрон К-107

Наконец-то мне удалось наложить лапки на настоящий, полновесный квантрон — К-107, с Nd:YAGовым стержнем в комплекте. К сведению, такой же новый стоит ~50 тыс. руб. До кучи достались две лампы — ИНП3-7/80А с фильтрацией УФ-части спектра вспышки, и ИФП-800, идентичная по размерам, но без фильтра. Как только достану (точнее, сделаю из алюминиевой или дюралевой плиты) юстировочный стол, попробую его запустить: конденсаторы в накачку лампы есть (возьму из импульсовки-I), поджиг есть, юстировки зеркал возьму ещё в феврале купленные от ГОС-301, как и сами зеркала, глухое штатное, а выходное — самодельное из пары стеклянных пластинок (надеюсь, что заработает с ним). Говорят, можно выкачать до 10 Дж. Интересно было бы ещё попробовать непрерывный режим, но, боюсь, не потяну ни охлаждение, ни БП, да и лампы под непрерыв пока что нету.
Блин, один этот гранатовый стержень стоит раза в полтора больше отданной за квантрон суммы.
Я доволен.

Квантрон К-107, вид с торца

The post У меня есть квантрон! first appeared on Катушки Тесла и все-все-все.