Mitoitus osa 7. - ensiökäämi

-
Ensiökäämin mitoittamiseksi täytyy ensin selvittää käämin tarvittava induktanssi. Käytetään samaa laskuria, jolla laskettiin toisiokäämin resonanssitaajuus, sivuston Tesla Coil Design, Theory and Construction kohdasta Equations and Data Lists/Freq of LC.

Laskuriin syötetään osassa 6. määritelty suurjännitekondensaattorin kapasitanssi 0,0067 uF. Sen jälkeen kokeilemalla laskurin induktanssikenttään eri arvoja etsitään sellainen, jolla tulos vastaa toisiokäämin resonanssitaajuutta 231,15 kHz.

Asettamalla induktanssiksi 0,07 mH, 70 μH saadaan taajuudeksi 232,398 kHz, mikä on hyvin lähellä toisiokäämin taajuutta.

Seuraavaksi käytetään laskuria Equations and Data Lists/Sprial Coil. 
Laskuriin asetetaan:

  • Käämin sisähalkaisia. Valitaan tähän 200 mm, jolloin se on selvästi isompi kuin toisiokäämin ulkohalkaisija.
  • Kierrosten lukumäärä. Tämä arvo pitää kokeilla siten, että käämin induktanssi vastaa edellisessä kohdassa määriteltyä arvoa 70 μH.
  • Käämilangan paksuus. Valitaan 6 mm, jolloin voidaan käyttää 6 mm kupariputkea.
  • Kierrosväli. Valitaan sama kuin langan paksuus: 6 mm.
Kokeilemalla eri kierrosten määrällä, saadaan lähin vastaavuus luvulla 14. Käämi voidaan valmistaa 15 tai 16 kierroksen mittaiseksi ja säätää sen toiminnallinen pituus kytkemällä se piiriin sopivasta kohtaa kierosten 13 ja 16 välisellä alueella.

Kierrosväliksi valittiin 6 mm. Yhden millimetrin ilmavälin eristyskyky on välillä 1000...3000 V/mm. Kahden noin tuuman kokoisen pallon muotoisen elektrodin välillä läpilyöntijännite ilmassa on noin 3000 V/mm. Kahden toisiaan vastaan kohdistetun piikin välillä läpilyöntijännite on noin 1000 V/mm. Ensiökäämissä suurjännitemuuntajan jännite 15000 V ja 14 kierrosta tekee yhden kierrosvälin jännitteeksi n. 1000 volttia, joten 6 mm ilmaväli riittää hyvin eristeeksi.

Koko laitteiston suojaksi ensiökäämin ulkoreunan tasalle n. 5 cm sen yläpuolelle asennetaan ns. "strike rail" vastaanottamaan mahdolliset muuntajan toision alaspäin suuntautuvat purkaukset ja johtamaan ne maahan. Jos purkaus osuu ensiökäämiin, se luultavasti tuhoaa sekä suurjännitemuuntajan että kondensaattorit.


Kommentit

Lähetä kommentti

Tämän blogin suosituimmat tekstit

Vacuum Tube Tesla Coil Staccato Controller with Arduino

-
Kuva
I built a staccato controller for a vacuum tube Tesla coil using a microcontroller. I used an Arduino Nano , which is an older (2008) and well-known microcontroller based on the Atmega328 . It's relatively slow compared to many newer microcontrollers, but still fast enough to follow the 50-hertz frequency of the mains power, which is the basis of the staccato controller's operation. View in CircuitLab . In the circuit diagram, at the bottom right, there is a transformer, 230/12 V 6 VA. I initially used a 2 VA printed circuit board transformer, but it had a tendency to overheat. A 4 VA transformer would likely be fine, but I installed a 6 VA transformer . Above the transformer, there is a full-wave rectifier , BR1. Following the bridge is an electrolytic capacitor C1, rated at 1000 uF and 35 V. After that, there is a 7812 voltage regulator that steps the voltage down to 12 volts, which is the highest allowed operating voltage for the Nano. Even though the rated voltage of the tr...
Lue lisää

Käämintäkone

-
Kuva
Mitä ei saa kaupasta, se pitää rakentaa itse. Kuten nyt vaikkapa teslamuuntajan toision käämintakone. Sellainen on aina hyvä olla olemassa. Arduino Nano on C++ -kielellä ohjelmoitava mikrokontrolleri , joka soveltuu tähän projektiin täydellisesti. Sillä voi ohjata niin LCD-näyttöä, askelmoottoriohjainta kuin relettäkin, joita tarvitaan tässä projektissa. Lisäksi vähän mekaanisia osia, askelmoottori , johde, langankiristin, käämintämoottori, pari laakeria,  yms. Arduino tarkkailee akselin pyörimistä Hall-anturin avulla ja siirtää kelkkaa joka kierroksella valitun nousun verran. Tässä ensimmäisessä koeajossa käämimme 1300 kierrosta 0,2 mm lankaa. Nousuksi valitaan 0,23 mm koska nimellismitta 0,2 mm on kuparin paksuus johon päällä oleva eristelakka lisää paksuutta hieman. Mikrometrillä mitattuna 0,23 mm vaikutti sopivalta arvolta, jolla lanka käämiytyy vieri viereen. Koneella olisi mahdollista myös jättää haluttu ilmaväli kierrosten väliin, joka käsin käämimällä on mahdotonta...
Lue lisää

Linnunpöntön porttilaskuri

-
Kuva
Olen pitänyt pönttökameraa enemmän ja vähemmän aktiivisesti vuodesta 2000 asti. Pöntöt olivat pitkään varustettuja mustavalkoisilla CCD-kameroilla, jotka tuottivat analogista komposiitti-videosignaalia. Laatu on sinänsä ihan ok, kamerat halpoja ja helppoja käyttää. Yövalaistuksesta huolehti infrapunaledit.  Kameratekniikka on kehittynyt sittemmin niin paljon, että viime syksynä päätin rakentaa kokonaan uuden pöntön kolmella IP-kameralla; kaksi kameraa sisällä ja yksi ulkona. Kuvan laatu parani roimasti, striimaus Youtubeen helpottui, kun kuva oli valmiiksi lähiverkossa, ei tarvinnut enää videosovittimia.  Tänä kesänä kyseisessä pöntössä oli ensimmäinen pesintä. Pönttökameralla on oma blogi: Pönttökameran päiväkirja.  Uudesta pöntöstä voit lukeaa lisää tästä postauksesta . Pesintää seuratessa tuli mieleen, että olisi mielenkiintoista tietää tarkalleen, kuinka monta kertaa päivässä linnut käyvät pöntössä pesinnän eri vaiheissa. Arvioita voi tehdä videotallenteesta, mutta se...
Lue lisää