Trafostrom gleichrichten und regeln für Elektrolyse

OP #2174296
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Hallo.

Ich bin Chemiker und habe vor eine große Menge Kupfer elektrolytisch zu 
raffinieren.

Ich habe 5 Ringkerntrafos (630VA) mit Primär: 2x115V und Sek:2x12V.

Da ich mich mit Elektrotechnik nicht wirklich auskenne und gerade einmal 
Grundlagen beherrsche hätte ich ein paar Fragen an euch und ich hoffe 
ihr könnt mir weiterhelfen.

Also, ich möchte die 12V sek. über die ich, nach meinem Verständnis, 
theoritisch(bei 100% Wirkungsgrad) gute 50 Ampere ziehen kann 
gleichrichten und anschließend am besten stufenlos von 0-12V regeln und 
der strom sollte auch regelbar sein.

Nun weiß ich nichts über dafür notwendige Bauelemente etc. und hoffe auf 
Hilfe.

Was ich noch gerne wissen möchte, ist es auch möglich die jeweils 12 V 
sek aller 5 Trafos zusammenzuschließen und dann sozusagen 5x50 Ampere 
ziehen zu können? bzw. wenn das möglich ist dann auch die spannung und 
den strom zu regeln?

ich hoffe auf eure hilfe, da ich zwar mit den elektrochemischen 
vorgängen vertraut bin aber absolut hilflos beim bau eines "großen 
Netzgeräts" bin.


mit freundlichen Grüßen
Markus
Gast #2174322
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Dein vorhaben ist für einen Anfänger kein Pappenstiel das sollte dir 
bewusst sein! Das gleichrichten ist noch relativ leicht. Da kannst du 
eine Greatzschaltung mit großen Dioden und dahinter dicke Elkos 
einsetzen. Die Regelung ist dann schon schwieriger. Da entstehen riesige 
Verlustleistungen die es zu kühlen gilt. Der Schaltplan im Anhang 
müsstest du also noch etwas "größer" nachbauen. Die Schaltung dann 
einfach mehrfach aufbauen und parallel betreiben.
Angehängte Dateien:
#2174358
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@  Markus Landauer (slizer)

>Also, ich möchte die 12V sek. über die ich, nach meinem Verständnis,
>theoritisch(bei 100% Wirkungsgrad) gute 50 Ampere ziehen kann

Naja, wenn die Trafos hinreichend gleich sind umd man sie dadurch 
parallel schalten kann.

>gleichrichten und anschließend am besten stufenlos von 0-12V regeln und
>der strom sollte auch regelbar sein.

Bei deinen Voraussetzungen sollte man sich einen Stelltrafo besorgen, 
0-230V. Der muss aber satte 3,5kW bringen, das ist schon eine Menge 
Eisen.

>Was ich noch gerne wissen möchte, ist es auch möglich die jeweils 12 V
>sek aller 5 Trafos zusammenzuschließen und dann sozusagen 5x50 Ampere
>ziehen zu können? bzw. wenn das möglich ist dann auch die spannung und
>den strom zu regeln?

Theoretisch ja, mit deinem Wissen und Können nein.

Reglen wirst du das per Hand müssen.

MfG
Falk

P S Wenn das im professionellen Umfeld passiert, lass es einen machen, 
der sich mit sowas auskennt. Ist einfacher und mittelfristig billiger.
OP #2174377
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also es soll so einfach und primitiv und so billig wie möglich gemacht 
werden. ich möchte nur aus 12v ac -> 12dc machen und diese Spannung bzw 
den strom dann regeln...per hand...ich muss ledigliche eine bestimmte 
spannung einstellen können und dabei die max kapazität des bzw. der 
trafos ausnutzen.
#2174397
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@  Markus Landauer (slizer)

>kannst du mir das mit der verlustleistung näher erklären. bzw wo und wie
>diese verluste anfallen?

Ohje, und so jemand will 3,5KW in einer Elektrolyse umstzen? Hmmmm.

>Die Elektrolyse soll mit der max. leistung die der Trafo hergibt laufen.
>das heißt ich brauche eine Spannung von 0,4 V und dabei so viel Strom
>wie nur geht.

Und wieso nimmst du einen 12V Trafo, wenn du 0,4V brauchst?

>also es soll so einfach und primitiv und so billig wie möglich gemacht
>werden.

McGyver lässt grüßen. Ich wiederhole mich. So eine Geschichte ist nix 
für Leute mit deinem Kenntnisstand.

> ich möchte nur aus 12v ac -> 12dc machen und diese Spannung bzw

Wieso 12V, wenn deine Elektrolyse 0,4V braucht? Wo soll der Rest der 
Spannung hin?

>den strom dann regeln...per hand...ich muss ledigliche eine bestimmte
>spannung einstellen können und dabei die max kapazität des bzw. der
>trafos ausnutzen.

Ohne mich jetzt mit Elektrolyse im Großformat genauer auszukennen würde 
ich sagen, du brauchst einen Hochstromtrafo. Sowas wie einen 
Schweißtrafo. Kann man ggf. aus deinen Rimgkernen basteln. Alle primär 
parallel an den Stelltrafo, mechanisch übereinander stapeln.

Mal rechnen. Wenn wir mal vorsichtig von 2kW Ausgangsleistung ausgehen.

Für die Elektrolyse brauchst du 0,4V, mit Reserve mal 1V. Ein 
Brückengleichrichter frisst mindestens 2x1V, macht 3V. 2kV@3V sind 
~660A, hoppla. Da braucht man eine DICKE Kupferschiene, die man durch 
die Ringkerne fädeln muss. Damit baut man sich seine Sekundärwicklung, 
welche nur eine Windung hat. Dort fallen dann max. 3V Ausgangsspannung 
ab. Dahinter ein DICKER Gleichrichter mit DICKEM Kühlkörper, der um die 
1,3kW abführen muss, und fertig ist die Monsterelektrolyse.

Je mehr ich drüber nachdenke, umso weniger glaube ich, dass das was für 
dich ist. Realistisch schaffst du das vielleicht mit EINEM deiner 
Ringkerne, der ist immerhin für ~200A gut. Da braucht man aber um die 
35mm^2 oder mehr Querschnitt für die Sekundärwicklung.

MFG
Falk
OP #2174401
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das problem ist ich würde mir ja ein passendes netzgerät kaufen...habe 
allerdings bis jetzt noch nichts gefunden.

ich brauche eine stromquelle die mir dauerhaft 200 ampere liefert und 
bei der ich die spannung von 0-5V einstellen kann.

das selbst zu bauen ist sozusagen einen endlösung weil ich bis jetzt 
keine brauchbare alternative gefunden habe.

ich wäre überaus dankbar wenn du mir ein derartiges netzteil zum kaufen 
zeigst bzw so das es man mit einfachen mitteln selbst zusammenbauen 
kann.

die 12v trafos habe ich von einem bekannten geschenkt bekommen, deswegen 
bin ich aus kostengründen erstmals davon ausgegangen.
#2174427
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@  Markus Landauer (slizer)

>ich brauche eine stromquelle die mir dauerhaft 200 ampere liefert und
>bei der ich die spannung von 0-5V einstellen kann.

DAS hättest du sinnvollerweise in deinem ersten Posting geschrieben, 
siehe Netiquette.

>das selbst zu bauen ist sozusagen einen endlösung weil ich bis jetzt
>keine brauchbare alternative gefunden habe.

Sie gibt es aber. NEIN, ich kann keine empfehlen, kenn mich da nicht 
aus. Aber sowas ist kommerziell verfügbar, wenn gleich nicht für 3 
fuffzich.

>ich wäre überaus dankbar wenn du mir ein derartiges netzteil zum kaufen
>zeigst bzw so das es man mit einfachen mitteln selbst zusammenbauen
>kann.

Hab ich oben beschrieben, ist aber ein Workaround. Schön ist was 
anderes, aber 200A sind alles andere als Kinderkram.

>die 12v trafos habe ich von einem bekannten geschenkt bekommen, deswegen
>bin ich aus kostengründen erstmals davon ausgegangen.

Naja . . . .

Wer nur einen Hammer hat, sieht überall Nägel.

MFG
Falk
#2174444
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Sinvollerweise wuerde man ein Schaltnetzteil verwenden, zB um aus den 
12V, oder besser den 24V, die 0.4V zu erzeugen. Meine Wahl waere einem 
LTC1922 oder aehnlich, mit einem Synchrongleichrichter. So fallen auch 
nicht die rabiaten Gleichrichterverluste an. Dann vieieicht 500-1000W 
pro modul.

Kaeuflich gibt es sowas aehnliches :
Ein Zup 6/132 (6V/132A) http://us.tdk-lambda.com/lp/products/zup.htm
oder
http://www.elektroautomatik.de/
Gast #2174541
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Moin,

bei der Kupferelektrolyse musst du doch bestimmte Stromdichtegrenzwerte 
einhalten damit sich keine Kupferdendriten statt einer gleichmäßigen 
Kupferschicht abscheiden oder? Dementsprechend braucht man doch bei 200A 
ein Elektrolysebad gigantischen Ausmaßes?

Naja mal ganz abgesehen davon: wie Falk bereits schrieb ist die 
bereitstellung solcher Ströme im Hobbybereich sehr kostenintensiv, wenn 
auch möglich.
In deinem Fall ein Stelltrafo incl. Einschaltstrombegrenzung damits dir 
die Sicherung nich rausbläst beim Einschalten des Trafos. Dahinter ein 
entsprechend großer Trafo mit 1-2 Windungen sekundär entsprechenden 
Querschnitts und ne Gleichrichtungs/Glättungs-Stufe.

Im Endeffekt sicher möglich ne 200A-Konstantstromquelle zu bauen, 
allerdings nicht mit deinem Kenntnisstand. Am besten man hätte da nen 
ausgebildeten Elektroniker an der Hand, der einem helfen könnte.

Wie du bereits recherchiert hast sind 200A-Netzgeräte einfach 
Kundenanfertigungen und nichts für die allgemeine Industrie, daher auch 
so teuer.

MfG Echo
Gast #2174567
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Falls Du deine 12V Trafos  mit minimalen Verlusten  nutzen willst, dann 
kann man, wie in der Industrie üblich, mehrere (viele) Elektrolysebäder 
in Reihe schalten. Ohne Leitungs- und Kontaktwiderstände wären dies 
12V-2x1V für Diodenverlust/0,4Vje Bad = 25 Bäder.
Besser wäre ein Drehstromtrafo mit Brückengleichrichter, welcher den 
nötigen Strom bei gewünschter Spannung erzeugt.
MfG
OP #2174658
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also vielen dank für die vielen vorschläge. ich hab mir das mit dem 
"selber machen" nochmal genau überlegt und nachdem es nicht so "einfach" 
ist wie ich mir das gewünscht hätte werde ich es lassen.

ich habe ein preiswertes labornetzgerät mit 50a und von 0-30v regelbar 
gefunden
http://www.ts-audio.biz/tsshop/PRD/ETT1542053/Details.htm

was haltet ihr davon bzw. was bedeutet bis 1A frontseitig?

das heißt nachdem ich da "nur" 50A zur verfügung habe dauert der ganze 
vorgang 4mal so lange, kann aber aufgrund der umstände gut damit leben.

als anmerkung:
bei der kupferelektrolyse generell sollten bestimmte stromdichten 
eingehalten werden. die industrie arbeitet mit stromdichten bis 800A/m2, 
dabei muss man aber bereits diverse additive in den elektrolyt 
einmengen. ich begnüge mich mit 200A/m2 wobei ich keinen additive 
brauche und mir keine gedanken um eventuelles ausbilden von dendriden 
machen muss.
gesteuert wird der vorgang über die oberfläche der rohkupferanoden und 
die dabei eingesetzte stromstärke.

falls jemand andere preiswerte verstellbare netzgeräte mit 50A kennt bin 
ich für jeden vorschlg dankbar.
#2174662
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@  Markus Landauer (slizer)

>ist wie ich mir das gewünscht hätte werde ich es lassen.

Deine Einsicht ist löblich.

>ich habe ein preiswertes labornetzgerät mit 50a und von 0-30v regelbar
>gefunden
>http://www.ts-audio.biz/tsshop/PRD/ETT1542053/Details.htm

Es wird funktionieren, wenn gleich es dafür nicht optimal ist.

>was haltet ihr davon bzw. was bedeutet bis 1A frontseitig?

dass du den dicken Strom mit 50A nur über dicke Klemmen an der Rückseite 
ziehen kannst, nix dramatisches.

MfG
Falk
#2174706
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Markus Landauer schrieb:

> ich brauche eine stromquelle die mir dauerhaft 200 ampere liefert und
> bei der ich die spannung von 0-5V einstellen kann.

Schau dich mal bei Herstellern von supraleitenden Magnetspulen um 
(Oxford, Bruker etc.) Die haben sicher auch die passenden Netzgeräte. 
Kostenpunkt so um die 10.000 Euro (geschätzt)

> das selbst zu bauen ist sozusagen einen endlösung weil ich bis jetzt
> keine brauchbare alternative gefunden habe.

endlösung: wir wissen, dass es dir um die kupfer-geschichte geht - und 
das ist auch gut so. Von der allgemeinen Verwendung des Wortes würde ich 
eher abraten.

> ich wäre überaus dankbar wenn du mir ein derartiges netzteil zum kaufen
> zeigst bzw so das es man mit einfachen mitteln selbst zusammenbauen
> kann.

ist Spezialistenarbeit, allein gewichtsmäßig kommen da gut und gerne 50 
kg zusammen.

> die 12v trafos habe ich von einem bekannten geschenkt bekommen, deswegen
> bin ich aus kostengründen erstmals davon ausgegangen.

bau doch die Elektrolysebecken hintereinander, bei 30 Stück hast du dann 
per Reihenschaltung auch 0,4 V pro Becken.

Und nun noch ne Frage: Wie viel Kupfer erhält man denn, wenn 200 A für 
eine Stunde am wursteln sind?
Gast #2177088
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Man könnte einen Schweißinverter verwenden, gibts sehr billig.

Wenn du die Trafos trotzdem verwenden willst, Thyristor/Triac Regelung, 
aber mit Burt-Fire Zünden. Da du mehrer Trafos hast könntest du 3-Phasig 
an Filteraufwand sparen.

MFG

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