Habe eine Kondensatorbank mit 32x 4700µF die auf 900V geladen wird. Es sollen in gesicherter Umgebung Kurzschlussversuche gemacht werden. Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie möglichst schnell und mit geringsten Widerständen an den Prüfling zu legen? Ich schätze den Strom irgendwo bei 50 bis 100kA. Die Scheibenthyristoren die ich bei den bekannten Quellen gefunden habe, hören so bei 40kA auf. Ob ein Barrenschütz das so kann weiß ich nicht. Noch ein kleiner Hinweis: Das Experiment wird von fachkundigen Personen in einer gesicherten Umgebung durchgeführt, auch an so kleine Dinge wie z.B.: active discharge ist gedacht worden.
32x 4700µF
50 bis 100kA.
hören so bei 40kA auf
32 x 40kA = 1280kA
... Das Experiment wird von fachkundigen Personen in einer gesicherten Umgebung durchgeführt ...
Prima. Wenn die fachkundig sind, dann kannst du sie ja fragen. Wenn sie keine Antwort wissen, dann sind sie es nicht ...
Du verstehst das Dilemma?
Aber vielen Dank daß du gefragt hast. Dein Vertrauen ehrt uns.
Ist heute schon wieder Freitag ? HolgerR
Der Schalter, den Du brauchst, heißt Ignitron. Das ist ne Quecksilber gefüllte Röhre, ähnlich wie ein Quecksilbergleichrichter. Die gabs mal bis 1500A Strom mit Wasserkühlung.
In der DDR wurden z.B damit Pumpanlagen in der Landwirtschaft oder Walzwerke gesteuert, wenn die preßluftgelöschten Schütze nicht mehr ausreichten.
Irgendwann wurden solche Teile hier im Markt angeboten oder sind auf ebay zu bekommen.
mfg
Ignitron ist kein Schalter...
Ignitron ist kein Schalter im herkömmlichen Sinn, aber gebe Dir recht...
Ignitron ist kein Schalter...
Es leitet aber im gezündeten Zustand hohe Ströme bei minimalen Spannungabfall von rund 15 Volt, ist dann also extrem niederohmig.
Wenn Du einen Kondensator mit dem Teil und ner Drahtbrücke in in Reihe schaltest, den Kondensator auflädst und das Ignitron dann zündest explodiert die Drahtbrücke mit nem lauten Knall, wenn die Verdrahtung >15mm im Quadrat ist und die Brücke 0,9 mm. Geil! ;-P
mfg
Moin, kann Dir ein EG&G HY-3202L Thyratron anbieten. Datenblatt: 20 kA peak. Gruß, Wolfgang
Eigenbau: Wie beim Schlagbolzen einer Waffe. Federbelastetes Kupferstangen-Stück über Schaltklinke gegen ein festes Stangenstück knallen lassen. Bei Verschweißen auswechseln/opfern. Anordnung muß koaxial sein wegen starker Magnetkräfte. Beim Magnetlabor in Dresden nachfragen, wie die k-Ampere schalten.
Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie möglichst schnell und mit geringsten Widerständen an den Prüfling zu legen
Wenn Behlke nichts hat
Aber doch, Thyratron bis 200kA.
Dennoch dürfte es Halbleiterlösungen geben denn deine Impulsdauer ist endlich und viele Halbleiter vertragen weit mehr Strom wenn es nur kurz dauert, Stichwort BlitzIGBT.
Was baut man denn heute in Atombombenzünder ?
Was baut man denn heute in Atombombenzünder ?
Getriggerte Funkenstrecken. Weil diese die nötige Sicherheit auch bei hohen Beschleunigungskräften bieten. Und strahlungsrestent sind. Wichtig bei Unfällen vom Typ "broken arrow": https://www.atomwaffena-z.info/geschichte/atomwaffenunfaelle/unfallbeispiele
Oder hast Dich sonst nie gefragt, warum die Atombomben nicht beim Aufschalg auf dne Erdboden durch die Erschütterung fehl-gezündet werden?
Ist halt immer ein UUPS_HOPPALA wenn mal 5 Megatonnen zur falschen Zeit am falschen Ort freigesetzt werden.
Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie möglichst schnell und mit geringsten Widerständen an den Prüfling zu legen?
Was ist jetzt bei dir möglichst schnell? Wenn das unter 1ms sein soll, dann ist vermutlich alles mechanische raus.
Grobe Überschlagsrechnung: Kontakt bewegt sich den letzten 1mm in 1ms. Das sind 3,6km/h. Das geht noch. Bei 1 µs ist es dann 10fache Schallgeschwindigkeit mit der die Kontakte aufeinaderprallen und das dann möglichst prellfrei.
Die Scheibenthyristoren die ich bei den bekannten Quellen gefunden habe, hören so bei 40kA auf.
Thyristoren könnten auch zu langsam sein. Das ganze große Zeugs ist meistens auf Netzfrequenz optimiert. Und so ein großer Thyristor hat eine begrenztes di/dt, sonst wird der lokal überhitzt uns stirbt deutlich unter Nennstrom. Der muss also künstlich angebremst werden.
Wenn du mit den Schaltzeiten hinkommst, halte ich ja Thyristoren für das Mittel der Wahl. So ein Infineon T4021N hat 100kA Itsm. Ein paar parallel und das Problem ist gelöst.
Ignitron ist kein Schalter...
Es leitet aber im gezündeten Zustand hohe Ströme bei minimalen Spannungabfall von rund 15 Volt, ist dann also extrem niederohmig.
Wenn Du einen Kondensator mit dem Teil und ner Drahtbrücke in in Reihe schaltest, den Kondensator auflädst und das Ignitron dann zündest explodiert die Drahtbrücke mit nem lauten Knall, wenn die Verdrahtung >15mm im Quadrat ist und die Brücke 0,9 mm. Geil! ;-P
mfg
Mir scheinen die Anschlüsse die ich bei einem Foto im Internet gefunden habe auch stark unterdimensioniert. Wir verwenden Kabel 2x 95mm². Und die haben sich bei ähnlichen Versuchen mit weniger Spannung und Kapazität schon ordentlich bewegt.
Habe eine Kondensatorbank mit 32x 4700µF die auf 900V geladen wird. Es sollen in gesicherter Umgebung Kurzschlussversuche gemacht werden. Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie möglichst schnell und mit geringsten Widerständen an den Prüfling zu legen? Ich schätze den Strom irgendwo bei 50 bis 100kA.
Das glaubst aber auch nur du. Ich habe "hier" deutlich größere Kondensatorbänke mit deutlich mehr Spannung, und da kommen "nur" je nach Typ um die 10-15kA raus. Deine 900V sind Spielkram. Wenn dein Aufbau nicht SEHR niederinduktiv ist (< 1uH), kommen da vielleicht 1-2kA raus.
Noch ein kleiner Hinweis: Das Experiment wird von fachkundigen Personen in einer gesicherten Umgebung durchgeführt, auch an so kleine Dinge wie z.B.: active discharge ist gedacht worden.
In England? Die Teutonen entladen aktiv.
Also die Kräfte werden auch erheblich. Da hoffe ich ja das ihm das klar ist.
Bei 100 kA und 1 m Abstand zwischen zwei Leitungen wirken 2000 N pro 1 m Leitungslänge.
Man kann natürlich auch Thyristoren parallel schalten. Wird z.B bei DC-Plasma-Lichtbogenofen gemacht.
- Wie wurde der max. Strom berechnet?
- Wie lange fließt der hohe Strom? => I²t - Wert?
- Induktivität des gesamten Aufbaus? Wie groß ist di/dt? Kommt es zu einem Umschwingvorgang?
- D.h. der Schalter muss >900V in Vorwärtsrichtung schaffen, und hat sonst keine dynamische Beanspruchung?
- sind die Kondensatoren "hart" parallel geschaltet? Wenn einer kaputtgeht, kommt dann die Feuerwehr?
- Die Kondensatoren schaffen das?
- Gibt es eine Schaltung bzw. Simulation dazu?
leider mehr Fragen als Antworten.
leider mehr Fragen als Antworten.
BINGO! Das sind die richtigen, wichtigen Fragen! Einfach nur monströs viele Kondensatoren parallel schalten reicht nicht.
Welche Möglichkeiten gibt es, die Energie möglichst schnell und mit geringsten Widerständen an den Prüfling zu legen?
https://youtu.be/0mGhhdPgXG8?si=q5GioLRxGgyrVNu-
Oliver
Gast
#7774088
Eigenbau?
Zwischen 2 geeigneten Metallstücken eine Gasflamme zünden.
Gast
#7774100
Ich habe ja auch eine kleinere Kondensatorbank für Entladungsversuche (can crusher, disc launcher) und mehrere Varianten zum Schalten der hohen Ströme.
Rein mechanischer Schalter (Hammerschlagmethode), getriggerte Funkenstrecke und dann noch ein Thyristormonster von Infineon (TZ740N).
Bin gespannt, welchen Weg du bestreiten wirst. Viel Erfolg auf alle Fälle...
Mehr Informationen: https://stoppi-homemade-physics.de/kondensatorbank/
Angehängte Dateien:
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Funkenstreckenschalter_09.jpg
(350 KB)
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Funkenstreckenschalter_13.jpg
(290 KB)
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Hammerschalter_04.jpg
(380 KB)
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Hammerschalter_06.jpg
(280 KB)
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Kondensatorbank_64.jpg
(310 KB)
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Kondensatorbank_251.JPG
(680 KB)
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Kondensatorbank_261.JPG
(550 KB)
900V sind jetzt eher etwas wenig fuer ein getriggerte Funkenstrecke. Dh eine Funkenstrecke welche die DC Spannung aushaelt, aber schaltet wenn an einer Oberflaeche eine Entladung stattfindet.
Wenn man jetzt sackweise FET haette, koennte man an einen 3D Aufbau von FET denken, jeder mit dem Pulsed Drain Current belastet. Dann muesste man sich noch ueberlegen, wie die Last von selbst symmetrisiert wird. zB mit Ferriten um die Pins und so.
Gast
#7774131
Worauf basiert diese Schätzung?
Reines Bauchgefühl. Ich habe Kurschlusstests mit einer Halbleiterbrücke und einem 330µF / 500V Kondensator gemacht, dabei Ströme von über 6kA im µs Bereich zusammengebracht.
Worauf basiert diese Schätzung?
Reines Bauchgefühl. Ich habe Kurschlusstests mit einer Halbleiterbrücke und einem 330µF / 500V Kondensator gemacht, dabei Ströme von über 6kA im µs Bereich zusammengebracht.
PMPO
Reines Bauchgefühl. Ich habe Kurschlusstests mit einer Halbleiterbrücke und einem 330µF / 500V Kondensator gemacht, dabei Ströme von über 6kA im µs Bereich zusammengebracht.
Zeig mir mal die Messung dazu.
Gast
#7774160
Ich habe Kurschlusstests mit einer Halbleiterbrücke und einem 330µF / 500V Kondensator gemacht, dabei Ströme von über 6kA im µs Bereich zusammengebracht.
Mit speziellen Folienkondensatoren kann das sein, mit Elkos sicher eine Hausnummer gemessen.
Gast
#7774171
Was baut man denn heute in Atombombenzünder ?
Behlke.
Die kochen aber auch nur mit Wasser und verbauen klassische Halbleiter. Was Behlke gut kann ist die Halbleiter auch synchron schalten zu lassen und das mehr als einmal.
In der Realität begrenzt bei derart hohen Strömen aber die Induktivität. Also vollständig koaxial aufbauen mit induktionsfreien Kondensatoren die in der Größe wohl zwei Europaletten Füllen und den Gegenwert einer Eigentumswohnung kosten. Non repetive Puls findet man bei Mouser auf Anhieb zwei Thyristoren mit 100KA Schaltvermögen.
52 Wochen Vorlaufzeit und ab 3500€ ist man dabei. Bei Digikey findet man 5Stk ab 1000€.
Also einfach mal deutlich kleiner anfangen und erste Erfahrungen sammeln.
Mit speziellen Folienkondensatoren kann das sein, mit Elkos sicher eine Hausnummer gemessen.
Stimmt. Sind spezielle Folienkondensatoren, niederinduktiv an die Halbleiterbrücke angeschlossen. Details darf ich aus Geheimhaltungsgründen nicht nennen.
Gast
#7774178
Details darf ich aus Geheimhaltungsgründen nicht nennen.
Induktionsfreie Kondensatoren sind doch kein geheimes Herrschaftswissen. Die kann man bei z.B. AVX so bestellen.
Wenn Ihr aber diese Summen im Budget habt um 32x4700uF zu kaufen, dann versteht ich nicht warum du hier im Forum nach einer Lösung fragst.
Rede mit Behlke. Ein Name der Dir bei der Recherche nach Halbleiter + Hochstrom + Schalter ständig über den Weg gelaufen sein muss.
52 Wochen Vorlaufzeit und ab 3500€ ist man dabei.
Das ist ein Ausschlussgrund. Wir planen 4 Thyristoren die kurzfristig lieferbar sind parallel zu schalten. Ich würde mit diesen beginnen: https://de.rs-online.com/web/p/thyristoren/7689026
Gast
#7774183
Mobile schrieb:
Details darf ich aus Geheimhaltungsgründen nicht nennen.
Geht mir auch so.
EOT
me too ,-)
Gast
#7774196
4 Thyristoren die kurzfristig lieferbar sind parallel zu schalten.
Super. Mit Schnellwechselfassung? Der schnellste mit der niedrigsten Vf bekommt den Strom.
Aber macht mal. Wird lustig! Und ihr werdet viel lernen. Aber Gehörschutz tragem und hinter der 10mm Polycarbonatscheibe bleiben ;-)
Deine 900V sind Spielkram. Wenn dein Aufbau nicht SEHR niederinduktiv ist (< 1uH), kommen da vielleicht 1-2kA raus.
Das kann man ja zum Glück vorher abschätzen und messen. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, dauert die Halbwelle mit 1µH Gesamtinduktivität 1,2ms und ohne Rücksicht auf Verluste (Brennspannung der Funkenstrecke, Spannungsabfall am Prüfling) ergeben die 61kJ einen Spitzenstrom von 350kA.
Von der Entladezeit her könnten Elkos schnell genug sein, aber die Meisten unterschätzen wohl die Induktivitäten eines Aufbaus und deren schädliche Wirkung. Evtl halten gewöhnliche Elkos auch nicht sehr viele dieser Entladungen aus.
P.S.:
Non repetive Puls findet man bei Mouser auf Anhieb zwei Thyristoren mit 100KA Schaltvermögen.
Das bezieht sich meist aber auf eine 60Hz oder 50Hz Halbwelle. Hier ist die Show nach dieser Zeit aber längst vorbei, bzw. das zulässige dI/dt des SCR wird überschritten.
Super. Mit Schnellwechselfassung? Der schnellste mit der niedrigsten Vf bekommt den Strom.
Unwahrscheinlich. Die Stromaufteilung wird durch die Induktivitäten in der Parallelschaltung (Selbst-/Kopplung-) bestimmt. Außerdem kann man Halbleiter selektieren.
Michael schrieb:
Non repetive Puls findet man bei Mouser auf Anhieb zwei Thyristoren mit 100KA Schaltvermögen.
Das bezieht sich meist aber auf eine 60Hz oder 50Hz Halbwelle. Hier ist die Show nach dieser Zeit aber längst vorbei, bzw. das zulässige dI/dt des SCR wird überschritten.
Vermute auch einen Tod durch di/dt Überschreitung. I²t wäre für die Auswahl auch interessant. Ist aber geheim.
Noch ein kleiner Hinweis: Das Experiment wird von fachkundigen Personen in einer gesicherten Umgebung durchgeführt, auch an so kleine Dinge wie z.B.: active discharge ist gedacht worden.
Bitte ein Bild von dem Versuchaufbau vor und eins nach dem Experiment hier posten. Ein Video geht auch.
Mfg aus dem Rhein-Ruhr Gebiet.
Um sich einmal die Wirkung von 100 - 200 kA anzusehen: Der destruktive Engländer Photonicinduction hat eine 5000 Ampere-Sicherung "gepoppt": https://www.youtube.com/watch?v=0mGhhdPgXG8
Sam Borros Powerlabs sind zwar 20 Jahre alt, aber dennoch einen Besuch wert: https://power-labs.com/highvoltage/ https://power-labs.com/emguns/ https://power-labs.com/railgun/ https://power-labs.com/pssecc/
Mein Vorschlag für einen mehrfach benutzbaren Einmal-Schalter: Ein relativ sicherer und niederimpedanter Schalter ist aus zwei Kupferplatten gebaut, die durch zwei Isolierfolien getrennt zusammengeschraubt sind. Zwischen diesen Folien befindet sich ein dünner Draht, der mit einer kleineren Kondensatorbank gezündet wird. Dadurch schmilzt die Isolierung, und ein sehr dünnes und flächiges Plasma ergibt einen kleinen Übergangswiderstand zwischen den Hauptkontakten.
Aber mit solchen Energien umzugehen erfordert VIEL Erfahrung, also erst einmal klein anfangen. Allein die in den Leitungen gespeicherte magnetische Energie ist nicht zu unterschätzen. Bei zu hohem di/dt entstehen gefährliche Rückschlagspannungen. Die Cs können auch rückwärts aufgeladen werden.
H. H. schrieb:
Worauf basiert diese Schätzung?
Reines Bauchgefühl. Ich habe Kurschlusstests mit einer Halbleiterbrücke und einem 330µF / 500V Kondensator gemacht, dabei Ströme von über 6kA im µs Bereich zusammengebracht.
Reines Bauchgefühl wäre mir etwas zu wenig für so was, bevor man einen (oder gar mehrere parallel geschaltete) Scheibenthyristoren mit einem Stückpreis jenseits der 1000 Euro schrottet sollte man doch etwas genauer wissen welcher Strom zu erwarten ist.
Wenn die Kondensatorbank schon steht dann könnte man Messungen bei stark reduzierter Spannung (z.B. 10..50V) machen. Bei höherer Spannung steigt der Strom wahrscheinlich relativ linear mit der Spannung. Ganz perfekt ist das natürlich nicht wenn man noch nicht den finalen Schalter hat, die Verluste im Schalter beeinflussen natürlich auch den erreichbaren Strom.
Bei zu hohem di/dt entstehen gefährliche Rückschlagspannungen. Die Cs können auch rückwärts aufgeladen werden.
Nicht nur das. Diese Rückspannungen schrotten auch jeden noch mit angeschlossenen Gleichrichter. Fragt nicht woher ich das weis...
Zwischen diesen Folien befindet sich ein dünner Draht, der mit einer kleineren Kondensatorbank gezündet wird. Dadurch schmilzt die Isolierung, und ein sehr dünnes und flächiges Plasma ergibt einen kleinen Übergangswiderstand zwischen den Hauptkontakten.
Hmmm... Die Idee ist gut. Muss ich, wenn ich meinen Krempel mal wieder aufbaue, direkt mal ausprobieren. Ich hatte es bereits mit zwei Hartmetallmeißeln aus einer Straßenfräse probiert welche auf 1 - 2mm Abstand justiert und durch zwei quer dazu angebrachte WIG-Wolframelektroden gezündet wurden. Dazu hatte ich mit einem Hochspannungsgenerator an den Wolframstäben eine 10kV Spannung angelegt. Jedoch war der Abbrand an den Meißeln, das Hartmetall darin ist ca 8mm stark, viel zu hoch. Außerdem sind durch die Plasmawolke um die Meißel auch die WIG-Stäbe mit abgebrannt... Mittlerweile habe ich auch etwas Wolframkupfer angesammelt welches vielleicht weniger schnell wegbrennt.
Wenn man solche Entladungsversuche im Garten macht, sollte man überlegen, ob man aus dem Garten auch später noch was essen will.
Bei den "Funkenflug-Schaltern" werden schliesslich diverse Metalle sonstwohin verteilt.
Da kommt ein Halbleiter-Schalter schon besser.
Gast
#7775347
Da kommt ein Halbleiter-Schalter schon besser.
Bei dem was der TO da skizziert hat, ist das Ergebniss das gleiche. Wie meine Vorposter bereits präzesiert haben, ist es mit dem zulässigen Max. Peakstrom nicht getan. An diesem Experiment ist einfach alles speziell.
Man kann sowas bauen, aber man muss sich Erfahrung erarbeiten. Also Geld, Zeit, mehr Geld, mehr Zeit, Rückschläge, Frustration, mehr Zeit, mehr Geld.
Die 32 x 4700uF des TO sind nie und nimmer induktionsfreie Folienkondensatoren. So viel Geld gibt man niemanden in die Hand der dann bei MC.net nach dem Schalter fragen muss und nicht die leiseste Vorstellung davon hat was da eigentlich auf ihn zukommt.
Mir klingt das ganze eher nach hobby heimwerken von einem der eine EMP Bombe bauen will, eine Coil- oder Railgun. Und da ist es doch gut, das das eben nicht so einfach zu bewerkstelligen ist.
Bisher ist hier das Stichwort "Spark gap" noch nicht gefallen ...
Bisher ist hier das Stichwort "Spark gap" noch nicht gefallen ...
Wer lesen kann, ist klar im Vorteil.
Beitrag "Re: Schalter für extrem hohe Ströme"
Ok, es ist die deutsche Bezeichung, die nicht so ganz dem Zeitgeist der Denglisch sprechenden Hipster entspricht.
Bisher ist hier das Stichwort "Spark gap" noch nicht gefallen ...
Vielleicht wärst Du im englischen Forum besser aufgehoben, da hättest du den Begriff bestimmt gefunden
Noch einmal : Ein Ignitron ist bei 900 Volt Spannung ideal, hat keine Macken wie Thyristoren isr robust und kostet bei ebay rund 100 Euronen.
Für Blitzversuche braucht es keine Wasserkühlung, an nen Gartenschlauch angeschlossen ist ne gewünschte Kühlung äusserst leicht.
Der eizige Nachteil, es braucht ne Menge Strom am Zünder dies kann man aber nit ner Kondensatorentladung gut in den Griff bekommen.
Mach alle Versuche im Freien!
mfg
Für ein Ignitron müsste man wissen, wie hoch der Maximalstrom wirklich ist. Ich habe vor einigen Jahren hier im Forum so einen Quecksilbersee bekommen, aber der ist glaube ich nur für 3kA Impulsstrom gut.
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