150kV Marxgenerator

[Christoph E. (stoppi)]

Hallo!

Viele Projekte stehen ja nicht mehr aus, ein mittelgroßer Marxgenerator 
musste aber noch sein.

Als Speisung kommt eine NE555-Zerhackerschaltung mit IRFP460 und 
Diodensplittrafo zum Einsatz. Damit erziele ich bei 38kHz und 7 
Wicklungen primärseitig DC-Spannungen zwischen 7kV-20kV bei 12-30V 
Betriebsspannung. Damit bin ich hoffentlich auf der sicheren Seite, denn 
die 2000pF Kondensatoren besitzen eine Spannungsfestigkeit von 30kV.
Von diesen werden 10-12 Stück im Marxgenerator verbaut. Als Widerstände 
kommen 1MOhm/10kV Typen zum Einsatz.
Damit möchte ich Ausgangsspannungen im Bereich von 120-150kV erzielen. 
Meine Kaskade mit 28cm Funkenlänge bleibt aber unangetastet...

[Sven S. (schrecklicher_sven)]

Christoph E. schrieb:
> Als Widerstände
> kommen 1MOhm/10kV Typen zum Einsatz.

Da müssten die ja 100 Watt verheizen können.

[Lach (Gast)]

Die roten Widerstände haben je 100W?

[Christoph E. (stoppi)]

Das ist die chinesische Beschreibung, auf welche mit Sicherheit Verlass 
ist ;-)

Von der Größe schätze ich sie auf um die 5W ein...

[Sinus T. (micha_micha)]

Na

Sven S. schrieb:
> Da müssten die ja 100 Watt verheizen können.

Müssen sie nicht dauernd, sondern nur, wenn der Funke knallt. Und das 
werden sie wohl überstehen.

[Kobold (Gast)]

Christoph E. schrieb:

Für Leute, die so etwas wie Lesekompetenz haben, ist klar erkennbar, 
dass die Widerstände mit 2 W angegeben sind.

[Lach (Gast)]

Kobold schrieb:
> Für Leute, die so etwas wie Lesekompetenz haben, ist klar erkennbar,
> dass die Widerstände mit 2 W angegeben sind.

Für Leute die selbst denken können ist klar, daß es einen 
Riesenunterschied zwischen angegebener Leistung und tatsächlicher 
Belastung gibt.
Es stellt sich halt die Frage wie gut die Widerstände das Laden 
überleben, das hängt maßgeblich von der Leistungsfähigkeit der primären 
Spannungsquelle und der Zündhäufigkeit ab.

[Christoph E. (stoppi)]

Wird sich alles im Experiment zeigen. Beim Laden werden halt die ersten 
Stufen am stärksten belastet. Die kurze Belastung während der schnellen 
Entladung werden sie schon auch wegstecken...

[Andreas M. (andreas_m62)]

Lass bruzzeln, Alder ...

http://danyk.cz/z120kv_en.html

[Christoph E. (stoppi)]

>http://danyk.cz/z120kv_en.html

Das ist aber eine Kaskade. Die habe ich wie oben erwähnt auch schon 
umgesetzt mit einer Ausgangsspannung um die 200kV.

[Harald W. (wilhelms)]

Christoph E. schrieb:

> Das ist aber eine Kaskade. Die habe ich wie oben erwähnt auch schon
> umgesetzt mit einer Ausgangsspannung um die 200kV.

Welchen Vorteil hat denn ein Marxgenerator
gegenüber einer "Standard-Kaskade"?

[Christoph E. (stoppi)]

>Welchen Vorteil hat denn ein Marxgenerator gegenüber einer "Standard-Kaskade"?

Die Spitzenleistung während der kurzen Entladung ist wesentlich höher 
als bei einer Kaskade. Beim Marx liefert die Kondensatorentladung einen 
sehr viel höheren, aber eben nur kurzen Strompuls und dann muss man auf 
den nächsten Puls wieder warten. Da limitiert auch kein Widerstand o.ä. 
die Entladung. Bei der Kaskade sollten ja im Entladekreis immer auch 
strombegrenzende Widerstände eingebaut sein, damit die HV-Dioden nicht 
in die Knie gehen...

[Horst S. (petawatt)]

Vor einiger Zeit gab es ja den Tesla-Coil-Wahn. Da wurden auch 
begeistert Marx-Generatoren gebaut. Im Wohnzimmer wurden angeblich 
Spannungen von über 1MV erreicht. Allerdings hat die Summenspannung der 
einzelnen Stufen ohne entsprechende Abschirmung wegen der Vorentladungen 
nichts mit der wirklichen Ausgangsspannung zu tun. Außerdem sind nur 
sehr kleine Lastkapazitäten möglich:
http://www.electricstuff.co.uk/marxgen.htm
http://www.electricstuff.co.uk/marxthree.html
http://www.kronjaeger.com/hv/hv/src/marx/index.html
http://www.rapp-instruments.de/index8.htm

Die Marx-Generatoren in der Industrie benötigen für 1 MV und größer dann 
schon hohe Hallen:
https://www.highvolt.de/desktopdefault.aspx/tabid-1301/1502_read-3812/
http://www.haefely.com/2161690.html

Grüße von petawatt

[Christoph E. (stoppi)]

Hier kann der Hobbyphysiker sich auch einen Marx kaufen, falls er ihn 
nicht selbst bauen möchte/kann: https://www.amazing1.com/marx.html

Mich hat der Marx so um die 100 Euro gekostet (inkl. Zerhacker, ohne 
Netzteil). Also eigentlich ein nicht wirklich teures Projekt...

[Genau (Gast)]

Mach ein bisschen Ionen-Wind: Minuspol als Spitze hinter eine 
Metallscheibe mit großem Loch halten, die am Pluspol hängt.

[Christoph E. (stoppi)]

So, mein Marx hat seinen ersten Testlauf hinter sich.

Schlechte Nachricht: Ich habe mir 2 Stück IRFP460 vom Zerhacker 
zerschossen. Habe nun einen 10nF/3kV Kondensator parallel zur 
Primärwicklung des Diodensplittrafos gelötet und dann auch noch den 
Minuspol der Zerhackerschaltung geerdet. Mal schauen, ob es mir noch 
weitere Mosfets zerlegt...

Gute Nachricht: Der Marx funktioniert auch in horizontaler Ausrichtung. 
Die erste Funkenweite betrug rund 10cm, aber da ist noch überhaupt 
nichts optimiert. Die erste Funkenstrecke beträgt 17mm, die der höheren 
Stufen um die 20mm.

[Christoph E. (stoppi)]

Nächster Testlauf mit neu angeordneter Hauptfunkenstrecke und einigen 
Schutzbauteilen in der Zerhackerschaltung (Zenerdioden am Gate und 
Freilaufdiode parallel zum Mosfet).

Funkenweite ist momentan 18 cm. Gegen Ende der Versuchsreihe hat dann 
mein Sohn Überschläge zwischen Generator und Boden festgestellt und 
gleichzeitig zündete die Hauptfunkenstrecke nicht mehr zuverlässig. Habe 
daher zwei 30 cm lange Plexiglasrohre bestellt, auf die ich dann den 
Marxgenerator stelle.

Aufgenommen habe ich die Entladungen mit gewöhnlichen 30 fps aber auch 
mit 420 und 1000 fps (Casio Exilim). Dabei ist die serielle Ausbildung 
der Funken nicht zu beobachten. Dauert also weniger als 1/1000 sek, bis 
alle Funkenstrecken hintereinander zünden.

[Make the Schniedelwutz great again (Gast)]

Bau doch noch ein 2. Gerät. Dann hast Du sozusagen Marx-Brothers.

https://www.youtube.com/watch?v=CfSa8Vg8XXs

[eProfi (Gast)]

Ich würde den Marx mittig über eine Widerstandskette speisen.
Damit ist die Ladeschaltung etwas entkoppelt und sicher.
Gerade bei unsymmetrischen (senkrecht stehenden) ist es ja so, dass wenn 
die Spitze spannungsmäßig "in die Höhe geschleudert wird", die untere 
Seite nach unten ausweichen will.
Da jeder mm Leitung ein paar nH Induktivität hat, fallen bei solch 
krassen dI/dt schnell kV an den Leitungen ab.  Erden bringt da wenig, 
eher die Gefahr, dass andere am Netz hängende Geräte beschädigt werden.

In Anhang Fotos meines runden 100kV-Aufbaus (50 FKP1s mit 33nF 2kV).
Die Ladeschaltung ist hier beschrieben:
Beitrag "Re: Royer Converter"
Fotos weiter unten im Thread

[Christoph E. (stoppi)]

Habe heute mit meinem jüngsten Sohn noch einen weiteren Durchlauf 
gestartet, nun aber mit den beiden 30cm Plexiglasröhren als Sockel. 
Hatte ja bei den Teeschachteln Überschläge zum Boden. Den Marxgenerator 
werde ich wohl noch um 1 Stufe auf 11 erweitern, da der Platz dafür 
vorgesehen ist. Funkenlänge ist wie schon erwähnt 18 cm. Da würde 
sicherlich noch der eine oder anderen cm mehr gehen, aber ich möchte die 
Bauteile nicht bis aufs Letzte ausreizen. Bin so auch mit dem Resultat 
zufrieden (15cm waren ja angestrebt).

Damit ist aber eigentlich dieses Projekt beendet. Den youtube-link 
reiche ich dann zu gegebener Zeit noch nach...

[Armin X. (werweiswas)]

Klasse Umsetzung!
Mit welcher Frequenz gibt es die Überschläge an der langen 
Funkenstrecke?

MfG Armin

[Christoph E. (stoppi)]

Danke, ca. 1 Entladung pro Sekunde bei Verwendung eines 25Mohm 
Ladewiderstands zwischen Diodensplittrafo und Marxgenerator...

[Christoph E. (stoppi)]

Hier das dazugehörige youtube-Video: 
https://www.youtube.com/watch?v=Z5QW9dXOcuc

[100Ω W. (tr0ll)]

Ich glaube du machst damit Electroboom konkurrenz.
https://youtu.be/dje7uhyW23o

[Christoph E. (stoppi)]

Mit electroboom möchte ich mich überhaupt nicht vergleichen. Warum so 
Typen wie er, die im Grunde überhaupt nichts neues zeigen, so viele 
Klicks und Abonnenten haben, werde ich wohl in diesem Leben nicht mehr 
verstehen...

[Falk B. (falk)]

Christoph E. schrieb:
> Mit electroboom möchte ich mich überhaupt nicht vergleichen. Warum so
> Typen wie er, die im Grunde überhaupt nichts neues zeigen, so viele
> Klicks und Abonnenten haben, werde ich wohl in diesem Leben nicht mehr
> verstehen...

Weil sie "Spannung" und Drama erzeugen! Das ist die Droge, welche die 
Medienjunkies brauchen! Wir leben im Zeitalter der 
Aufmerksamkeitsökonomie. Allergings grenzt es an ein Wunder, daß der Typ 
sich noch nicht selber gekillt hat, vor allem durch seinenen 
Hochspannungskram. Was der schon alles angefaßt hat!!!