10kV AC, 10 kHz erzeugen

Eventuell einen älteren Fernseher mit kleiner Bildröhre ausschlachten. 
Das Hochspannungsnetzteil liefert ungefähr die gewünschte Spannung, 
allerdings bei 16kHz.

Vielen Dank für eure schnellen Rückmeldungen und eure Tips.

-> 16kHz sind leider zuviel (zuwenig Zeit zum Plasma-Aufbau)

-> Die Ströme sind vergleichsweise gering (ca. zwischen 10 und 50mA), 
also nicht zu vergleichen mit einer Bogenentladung.

Ich habe selbst noch ein bisschen nachgeforscht:
Es wird anscheinend häufig ein einfacher Audioverstärker genommen - am 
Eingang einen simplen Frequenzgenerator, sodass man auf die gewünschte 
Frequenz kommt. Dann wird über eine Transformer die Hochspannung 
erzeugt. Ich habe allerdings keine Ahnung was für einen Transformer man 
benötigt. Ist wahrscheinlich nicht so trivial bei der Frequenz, oder?

> ich benötige für einen Plasma-Aktuator eine AC Hochspannung von ca. 10kV
> mit einer Frequenz von ca. 10kHz. Kann mir jemand helfen wie ich das
> möglichst kostengünstig umsetzen kann?

Eventuell hilft Class E, also Rechtecksansteuerung eines Schwingkreises 
wenn die Freuqnz stabil ist. Man bräuchte aber >5kV Schaltelemente, 
eventuell Röhren.

> Ich habe mir sagen lassen, dass sich das zB. mit einem Oszillator (bzw
> Resonant Circuit) realisieren lässt. Was meint ihr? Habt ihr bessere
> Vorschläge oder könnt mir bei der Umsetzung helfen?

Ein resonant circuit hat den Vorteil, daß sich eine Spannungsüberhöhung 
ergibt, hätte man eine Güte von 20 reicht eine Versorgungsspannung von 
500V.

> Die Ströme sind vergleichsweise gering (ca. zwischen 10 und 50mA),

Öhm. 500VA Trafos sind schon recht heftig. Ob man einen Schwingkreis so 
stark belasten kann...(man kann schon, siehe Rundfunksender, aber wohl 
nicht als Hobbyprojekt nebenbei).

Zeilentrafo mißbrauchen? http://de.wikipedia.org/wiki/Zeilentrafo
Es bleibt jedoch die Frage des passenden Ferrits und der richtigen 
Hochspannungswicklung.

Wozu brauchst Du den Plasma-Aktuator?

> Zeilentrafo mißbrauchen?

Für 500 Watt ?

Deutlich zu klein.

MaWin schrieb:
>> Zeilentrafo mißbrauchen?
>
> Für 500 Watt ?
>
> Deutlich zu klein.

Heutzutage wird doch alles mögliche parallel geschaltet. (LEDs,
Spannungsregler in Netzteilen, Akkus usw.) Vielleicht kann man ja
einfach 10 Zeilentrafos parallel schalten. :-)
Gruss
Harald

Nochmals vielen Dank für eure Antworten.
Den Plasma-Aktuator möchte ich für aerodynamische Experimente verwenden.

50mA und 10kV war vielleicht etwas überschätzt... Liegt eher im Bereich 
von 10-20mA Spitze, bei 6-7kV. Sorry...

Ich habe eine ganz ähnliche Anwendung gefunden, auch ziemlich gut 
beschrieben, s. hier: 
http://campus.mst.edu/aplab/index_files/FerryMSThesis.pdf

Habe den Trafo auch mal angefragt, aber der kostet über 500USD, was mir 
doch etwas viel für ein Hobbyexperiment ist. Jemand vielleicht eine Idee 
für eine Alternative?

Specs des Trafos:
Input 80V RMS @5kHz (Lead 10)
Output 11kV @ 0.05A max. (Lead 18)
Turn Ratio 1:137
SRF 4kHz

Jörg Wunsch schrieb:

> Bei den Röhrenfernsehern wurde die Hochspannung in voller Höhe in einer
> einzigen (sehr schmal gebauten und getränkten) Wicklung erzeugt, die
> dann mit einer Röhrendiode gleichgerichtet wurde.  An der Anodenkappe
> dieser Diode wäre dein Ansatzpunkt für die Hochspannung.

Etwas später hat man dann stabförmige Halbleitergleichrichter anstatt
der Röhre verwendet. Ob sich diese externen Halbleitergleichrichter
bis in die Transistorära herübergetrettet haben, weiss ich auch nicht.
Gruss
Harald

Vielleicht eine blöde Frage, aber kann man solche Trafos nicht selbst 
wickeln?

Bernd schrieb:
> http://campus.mst.edu/aplab/index_files/FerryMSThesis.pdf
>
> Habe den Trafo auch mal angefragt, aber der kostet über 500USD, was mir
> doch etwas viel für ein Hobbyexperiment ist. Jemand vielleicht eine Idee
> für eine Alternative?
>
> Specs des Trafos:
> Input 80V RMS @5kHz (Lead 10)
> Output 11kV @ 0.05A max. (Lead 18)
> Turn Ratio 1:137
> SRF 4kHz

Bei über 1kV wird das mit der Isolierung schon ein Problem,
bei 10kV wird es wohl ohne Vakuumverguss nichts.

Obwohl, manche CCFL-Inverter machen es vor, wie es mit
getrennten Kammern zumindest bis 2kV geht.

Ich arbeite in einer Firma, in der wir Mittelspannungswandler bauen, wir 
benutzen als Folie zwischen den Lagen Hostaphan, so nennt die sich 
zumindest, glaube bis 10kv hält die, und Lack hast du ja auch noch auf 
dem Draht, also sollte das kein Problem weiter sein, wiederrum würde ich 
persönlich das auch vergießen, okay, ich kann das bei mir auf arbeit 
machen, aber es würde zu deutlich weniger Problemen führen, als wenn man 
versucht, das an der Luft zu isolieren.


MfG Dennis

> Normales Tesaband ist bis 1,5KV durchschlagfest (getestet),
> dürfte also bis 1KV problemlos al Einzellage funktionieren

Normales Tesaband hat Löcher, also muss man mindestens 3 Lagen wickeln 
bevor man das als Isolierlage betrachten darf. Ausserdem ist es nicht 
besonders temperaturfest, um nicht zu sagen, schmilzt schon beim 
Angucken.

Daher nimmt man eher Kapton...

> Normales Tesaband
ist absolute Kurzzeit-Bastel-Notlösung, da Temperaturbeständigkeit zu 
gering ist. Dunkel erinnere ich mich an Experimente mit 
Polyester-Folien. Problem ist auch Anfang und Ende der Wicklung wenn die 
Drähte nicht genügend Abstand haben.

-Schwachstelle fast jedes kaputten Zeilentrafos war die 
Hochspannungswicklung.

-Weiterhin sollte man die Wicklungskapazität bedenken.

Bernd schrieb:
> Den Plasma-Aktuator möchte ich für aerodynamische Experimente verwenden.

Genau das selbe Problem habe ich auch.
Ich plane auch gerade eine ähnliche, experimentelle Arbeit im Windkanal 
mit LDA und Druckmesstechnik. Bitte kontaktier mich doch mal, dann 
können wir uns ein wenig austauschen.

Constantin.Schosser(ät)unibw.de

Mfg

Danke für eure Vorschläge.

Ich habe noch ein bisschen gegrübelt:

Kann ich nicht einfach als Trafo eine Zündspule verwenden und mit dem 
Primärkreis einen Schwingkreis aufbauen um aus einer DC Spannung (~12 V) 
die gewünschte AC Frequenz zu erzeugen? Durch die Schwingung sollte sich 
ja primärseitig schon eine höhere Spitzenspannung ergeben.

Sekundärseitig könnte man die Spannung gegebenenfalls über einen 
zusätzlichen, passenden Schwingkreis weiter erhöhen.

Die Sekundärspannung sollte sich dann über die DC Primärspannung 
einstellen lassen.

Was meint ihr?

Constantin schrieb:
> Bitte kontaktier mich doch mal, dann
>
> können wir uns ein wenig austauschen.

Ja sehr gerne, schicke dir morgen eine Mail, bin gerade etwas in Eile

Kann das funktionieren? Würde mich auch interessieren.

Bernd schrieb:

> Kann ich nicht einfach als Trafo eine Zündspule verwenden und mit dem
> Primärkreis einen Schwingkreis aufbauen um aus einer DC Spannung (~12 V)
> die gewünschte AC Frequenz zu erzeugen? Durch die Schwingung sollte sich
> ja primärseitig schon eine höhere Spitzenspannung ergeben.
>
> Sekundärseitig könnte man die Spannung gegebenenfalls über einen
> zusätzlichen, passenden Schwingkreis weiter erhöhen.
>
> Die Sekundärspannung sollte sich dann über die DC Primärspannung
> einstellen lassen.

Bernd schrieb:

> Kann ich nicht einfach als Trafo eine Zündspule verwenden und mit dem
> Primärkreis einen Schwingkreis aufbauen um aus einer DC Spannung (~12 V)
> die gewünschte AC Frequenz zu erzeugen? Durch die Schwingung sollte sich
> ja primärseitig schon eine höhere Spitzenspannung ergeben.

Eine Zündspule kannst Du nur mit Rechteckimpulsen betreiben.
Sonst kommt nicht die erwünschte hohe Spannung raus.
Gruss
Harald

Wenn der zu entnehmende Strom nicht allzu hoch sein muß, würde ich eine 
Greinacher- oder Villard-Schaltung aufbauen. Diese durch einen astabilen 
Multivibrator, der auf 10 kHz eingestellt ist, speisen.

Deswegen soll er ja die Spannung mit dem Multivibrator austasten.

Austasten!!!!!

Diese "geniale Methode" wird schon seit mehr als 70 Jahren beim 
Röhren-Fernsehen angewandt. Ein dortige Hochspannungskaskade macht 
nichts anderes.

Jörg Wunsch schrieb:

> (Hochspannungskaskaden sind für Fernseher übrigens erst vielleicht
> 40 Jahre alt, davor hat man nur Einweg-gleichgerichtet.  Schau dir
> mal 'ne DY86 an.)

...und dazwischen gabs noch (Halbleiter-)Stabgleichrichter.
Gruss
Harald