Hallo Experten, 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? 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? Im Voraus vielen Dank für eure Hilfe! Grüße Bernd
Eventuell einen älteren Fernseher mit kleiner Bildröhre ausschlachten. Das Hochspannungsnetzteil liefert ungefähr die gewünschte Spannung, allerdings bei 16kHz.
Bei welchem Strom sollen denn die 10KV anliegen? Evenutell ginge ein Gegentaktwandler. Man müsste nur einen passenden Kern finden, der groß genug ist, die sekundärwicklung aufzunehmen und dazwischen auch noch die Lagenisolationen. Ich habe so einen Wandler mal für 3KV gebaut und bin damit auf ~12KhZ gekommen. Nur waren das bei 3 Primärwindungen bereits mehr als 400 Windungen auf der Sekundärseite und damit war der Kern schon voll. Das war daß größte, was ich bekommen konnte. Frank
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?
Die Hochspannungserzeugung bei sw-Fernsehern liegt bis zu 16 kV, bei Farbgeräten 28 kV und mehr. Und es ist immer eine Gleichspannung, leicht pulsierend im Zeilentakt. Bei ca 1,5 mA wird abgereglt (Strahlstrombegrenzung). Für den TS also nicht zu empfehlen.
Bernd schrieb: > Ist wahrscheinlich nicht so trivial bei der Frequenz, oder? Eher weniger trivial bei der Leistung. 50mA bei 10kV ergeben bereits 500 Watt.
> 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?
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
Bernd schrieb: > Liegt eher im Bereich > von 10-20mA Spitze, bei 6-7kV. Nostalgie-Zeilentrafo aus altem Röhrenfernseher könnte das gerade noch schaffen, wobei die im Vergleich zur Entwurfsfrequenz von 16 kHz geringere Betriebsfrequenz deinem Ansinnen nicht gerade entgegenkommt. 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. Die Primärwicklungen dieser Teile waren natürlich für röhrentypische Spannungen von einigen 100 V konzipiert. Allerdings habe ich sowas in meiner Jugend erfolgreich auf Transistorbetrieb umgewickelt, indem ich die existierende Primärwicklung komplett entfernt habe und durch dicken Kupferlackdraht ersetzt. Kannst ja mal schauen, ob der Kram, den Oppermann unter "Teslatechnik" so hat, für dich geeignet wäre.
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.
MaWin schrieb: > Bei über 1kV wird das mit der Isolierung schon ein Problem, > bei 10kV wird es wohl ohne Vakuumverguss nichts. Wenn man ordentlich wickelt und an den Lagenrändern die Isolierfolie gut überstehen lässt, dann geht daß, habe ich selbst schon mit mehr als 3KV gemacht. Man braucht dazu noch keinen Verguss. Das Einzige Problem welches ich hatte waren die Anschlüsse vim Wickelkörper wo es überschläge zum geerdeten Kern hin gegeben hat (ein Wicklungsende war geerdet) oder ohne Erdung von beiden Wicklungsenden zum Kern hin. Aber mit einer ordentlichen Isolation habe ich auch das hin bekommen. Wichtig dabei ist, daß man die richtige Isolierfolie verwendet. Leider weiß ich nicht, was für Folie ich da verwendet habe, da diese aus Restbeständen ohne Inventarisierung kam. Aber als Tipp: Normales Tesaband ist bis 1,5KV durchschlagfest (getestet), dürfte also bis 1KV problemlos al Einzellage funktionieren. Und mehr Lagen erhöhen dann auch die Durchschlagfestigkeit. Ausserdem gibt es noch mehr Folien, die man mit einem einfachen Prüfgerät mal unter die Lupe nehmen kann. Verwendet habe ich diesen Kern: http://de.rs-online.com/web/search/searchBrowseAction.html?method=getProduct&R=0180806 und die dazu gehörigen Wickelkörper und Befestigungssätze. Frank
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
Eine Zündspule würde ich auch favorisiern.Da diese aber nur eine Primärwicklung hat müsste vermutlich die Ansteuerung mit einer Halb-oder Vollbrücke erfolgen ( im Gegentaktbetrieb).
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.
Er will doch Wechselspannung haben ...
Paul schrieb: > Deswegen soll er ja die Spannung mit dem Multivibrator austasten. Einen Multivibrator mit 10 kV betreiben? Hmm, naja, wäre ja mal 'ne Idee ... Bräuchte man zwei PD500 als Röhren für den Multivibrator. ;)
Kannst du, statt hier mit Begriffen und Ausrufezeichen um dich zu werfen, wenigstens einigermaßen erläutern, wie du deiner Meinung nach zu einer brauchbaren Wechselspannung gemäß deiner Methode zu gelangen gedenkst? Schließlich wurden schon gangbare Methoden oben erwähnt, die allesamt ihre Praxistauglichkeit für den angedachten Verwendungszweck noch beweisen müssen. Ich vermute mal, mit deinen paar Brocken hier kann leider niemand deine geniale Methode nachvollziehen ...
Diese "geniale Methode" wird schon seit mehr als 70 Jahren beim Röhren-Fernsehen angewandt. Ein dortige Hochspannungskaskade macht nichts anderes.
Paul schrieb: > Diese "geniale Methode" wird schon seit mehr als 70 Jahren beim > Röhren-Fernsehen angewandt. Ein dortige Hochspannungskaskade macht > nichts anderes. Außer, dass sie halt Gleichspannung am Ausgang produziert ... (Hochspannungskaskaden sind für Fernseher übrigens erst vielleicht 40 Jahre alt, davor hat man nur Einweg-gleichgerichtet. Schau dir mal 'ne DY86 an.) Zeilentrafo war übrigens als mögliche Methode bereits ganz oben im Gespräch.
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
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