Mitoitus osa 6. - suurjännitekondensaattori
Kondensaattorin kapasitanssi määräytyy muuntajan tehon mukaan. Tarkoituksena on saada kondensaattori täyteen ladatuksi jossain siinä vaihtovirran puoliaallon huipun kohdalla, tai vähän sen jälkeen. Jos kondensaattori on liian pieni, se täyttyy jo ennen huippua, jolloin osa muuntajan tehosta jää hyödyntämättä. Vastaavasti liian suuri kondensaattori ei ehdi täyttyä täyteen jännitteeseen.
Sivuston Tesla Coil Design, Theory and Construction kohdasta Equations and Data Lists/Cap Size löytyy laskuri.
Laskurin mukaan sopiva kondensaattori valitun muuntajan arvoilla on 0,0063 µF.
Käytännössä teslamuuntajan kondensaattorin joutuu kokoamaan useammasta yksittäisestä kondensaattorista kytkemällä niitä sarjaan ja/tai rinnan, jotta saadaan sopiva kapasitanssi ja jännitteenkesto.
Sivustolla HVStuff myydään kaikenlaista suurjänniteroinaa. Katsotaan millaisia kondensaattoreita siellä on.
Sieltä löytyy monen muun joukosta tällainen:
0,02μF 15KV High Voltage Capacitor HV Tesla Coil Ham
Kytkemällä näitä kolme kappaletta sarjaan, saadaan kapasitanssiksi
1/C = 1/0,02 + 1/0,02 + 1/0,02 = 150
C = 1/150 = 0,0067 μF
Jännitteenkestoksi saadaan 3 x 15 kV = 45 kV, mikä on kolme kertaa suurjännitemuuntajan toisiojännite.
Neon-muuntajamme toisiojännite on 15000 V. Se on tehollisjännite, josta vaihtojännitteen huippuarvo saadaan kertomalla neliöjuuri kahdella. Kondensaattorin tulee kestää 21213 volttia, mieluumin reilusti enemmän. Mitoittamamme yhdistelmän jännitteen kesto on kaksinkertainen tarpeeseen nähden, joten hyvin kestää.
Rakennetaan siis teslamuuntajan kondensaattori kytkemällä kolme kappaletta näitä kondensaattoreita sarjaan. Tilataan kondensaattorit HVStuff-nettikaupasta.
Samalla tilataan vuotovastukset. Suositeltu koko on 10 megaohmia, mutta niitä ei kaupassa ollut. Tilataan 33 MΩ suurjännitevastuksia, ne ajavat saman asian. Vuotokovastuksen tehtävänä on tyhjentää kondensaattorin varaus, kun teslamuuntaja kytketään virrattomaksi. Muuten kodensaattoriin jää varaus ja siitä voi saada tappavan sähköiskun vielä pitkän aikaa laitteen sulkemisen jälkeen. Teoriassa kondensaattori kyllä tyhjenee suurjännitemuuntajan toision kautta, mutta varmuuden vuoksi vastukset kuuluu asentaa. Ne on mitoitettu niin pieniksi, että ne eivät vaikuta teslamuuntajan käyttöön.
Tarvittavat kondensaattori voisi valmistaa itsekin, mutta en nyt jaksa kaikkea tehdä itse.
Sivuston Tesla Coil Design, Theory and Construction kohdasta Equations and Data Lists/Cap Size löytyy laskuri.
Laskurin mukaan sopiva kondensaattori valitun muuntajan arvoilla on 0,0063 µF.
Käytännössä teslamuuntajan kondensaattorin joutuu kokoamaan useammasta yksittäisestä kondensaattorista kytkemällä niitä sarjaan ja/tai rinnan, jotta saadaan sopiva kapasitanssi ja jännitteenkesto.
Sivustolla HVStuff myydään kaikenlaista suurjänniteroinaa. Katsotaan millaisia kondensaattoreita siellä on.
Sieltä löytyy monen muun joukosta tällainen:
0,02μF 15KV High Voltage Capacitor HV Tesla Coil Ham
Kytkemällä näitä kolme kappaletta sarjaan, saadaan kapasitanssiksi
1/C = 1/0,02 + 1/0,02 + 1/0,02 = 150
C = 1/150 = 0,0067 μF
Jännitteenkestoksi saadaan 3 x 15 kV = 45 kV, mikä on kolme kertaa suurjännitemuuntajan toisiojännite.
Neon-muuntajamme toisiojännite on 15000 V. Se on tehollisjännite, josta vaihtojännitteen huippuarvo saadaan kertomalla neliöjuuri kahdella. Kondensaattorin tulee kestää 21213 volttia, mieluumin reilusti enemmän. Mitoittamamme yhdistelmän jännitteen kesto on kaksinkertainen tarpeeseen nähden, joten hyvin kestää.
Rakennetaan siis teslamuuntajan kondensaattori kytkemällä kolme kappaletta näitä kondensaattoreita sarjaan. Tilataan kondensaattorit HVStuff-nettikaupasta.
Samalla tilataan vuotovastukset. Suositeltu koko on 10 megaohmia, mutta niitä ei kaupassa ollut. Tilataan 33 MΩ suurjännitevastuksia, ne ajavat saman asian. Vuotokovastuksen tehtävänä on tyhjentää kondensaattorin varaus, kun teslamuuntaja kytketään virrattomaksi. Muuten kodensaattoriin jää varaus ja siitä voi saada tappavan sähköiskun vielä pitkän aikaa laitteen sulkemisen jälkeen. Teoriassa kondensaattori kyllä tyhjenee suurjännitemuuntajan toision kautta, mutta varmuuden vuoksi vastukset kuuluu asentaa. Ne on mitoitettu niin pieniksi, että ne eivät vaikuta teslamuuntajan käyttöön.
Tarvittavat kondensaattori voisi valmistaa itsekin, mutta en nyt jaksa kaikkea tehdä itse.
Kommentit
Lähetä kommentti