..............................................................................................................

...Teslův transformátor / výpis článku

 Článek ze dne: 08.12.2009 (3195 přečtení)

Následující článek popisuje vysokonapěťové zařízení, jenž může být vysoce nebezpečné a to již způsobem napájení - přes zdroj dodávající napětí které je při dotyku smrtelné. Mám na mysli trafo pro neonové reklamy - NST. Toto zařízení by měly konstruovat pouze osoby mající odpovídající elektrotechnickou kvalifikaci. Tento článek neslouží jako návod a autor nenese jakoukoliv odpovědnost za případné škody na majetku a zdraví. Toliko Disklejmr ;-)

Již delší dobu jsem zkoušel vyrobit větší výboje z mého prvního SSTC. Bohužel se mi to stále nedařilo. Dosáhl jsem maximální délky cca 60cm a to za cenu značné úmrtnosti polovodičů. Mám na mysli hlavně výkonové MOSfety IRFP460. Stačí teslák špatně naladit, v budiči to podivně zachrchlá a práásk, odejde pojistka na vstupu. Bohužel to ve většině případů znamená proražené dva FETy a někdy i SCHOTTKY diody v kolektorech tranzistorů. Ta pojistka odejde jaksi následně.

Jelikož jsem byl tímto stavem poněkud zklamán, rozhodl jsem se postavit buzení Teslova transformátoru poněkud jinak. Jedná se o klasiku, kterou vymyslel sám Nikola Tesla - tedy zdroj VN budiče, statické jiskřiště a impulzní kondenzátor. Rozepíši se o jednotlivých komponentech. Jako zdroj VN jsem si objednal rozptylový transformátor původně určený pro neonové reklamy. Jedná se o tzv. NSTéčko - tedy Neon Sign Transformer. V mém případě dává na výstupu 10 000V a proud 65mA. Jak si jistě sami spočítáte a dle síťové frekvence 50Hz dáte mi za pravdu, jedná se o napětí 100% smrtelné. Takže je potřeba velké opatrnosti - mám na mysli třeba kontrolku, jasně varující, že je trafo pod napětím. Toto není v žádném případě pro amatéry. NSTéčko bude nabíjet impulzní kondenzátor, který bude složen z více malých kondenzátorů, tvořících tu správnou rezonanční kapacitu na provozním napětí 10kV. Jedná se pak o tzv.MMC(Multi Mini Capacitors), čili více spřažených kondenzátorů. Více Vám popíši, až to budu vyrábět.

Jakmile napětí na kondenzátoru dosáhne té správné výše, přeskočí v jiskřišti jiskra a ta převede celý náboj kondenzátoru do primární cívky tesláku. Dojde ke tlumeným kmitů a těch deset kilovoltů se přenese do sekundární cívky, naladěné na stejný kmitočet. Jiskřiště jsem obšlehnul na NETu a to sice u TOSIho. Jedná se o šest Cu trubek na topení, umístěných v plexi bedně a ovívané ventilátorem. Ten má za úkol chladit trubky a za druhé - deionizovat vzduch a zhášet případné oblouky mezi trubkami. Takže jsem dneska nařezal potrubí a navrtal do něj plastové distanční sloupky. U nich mám jistotu, že snesou 200 stupňů celsiových, takže by se to nemuselo roztavit. Více uvidíme za provozu.

K popisu jsem přidal pár fotek. Na první je zobrazen síťový filtr, který jsem získal z odešlého frekvenčního měniče. Je dosti důkladný, aby to nerušilo zpětně do sítě. Druhá fotka pak ukazuje tabulkové hodnoty filtru. Na třetí jsem právě dokončil osazení distančních sloupků do měděných trubiček o průměru 15. Poslední foto patří mému prvně navinutému sekundáru - pro SSTC se ukázal jako naprosto nevhodný - trubka 75mm, délka vinutí70cm a drát o průměru 0,3mm. Takže to teď na SGTC naprosto rozjedem. Ptáte se, co je to SGTC? Odpověď je tu - Spark Gap Tesla Coil, tedy Teslův transformátor se statickým jiskřištěm.

Aktualizace dne 07.10.2008 - konečně se mi podařilo poshánět dost kondů, abych mohl vytvořit svůj první MMC(Multi Mini Capacitors) pro nově plánovaný klasický teslák. V práci jsem rušil pár starých softstartérů a z nich se mi podařilo zachránit celkem dost kondenzátorů. Jedná se o kondenzátory svitkové, které měly za úkol likvidovat špičkové napětí, vznikající spínáním tyristorů. Pokud nevíte, co je to softstartér, tak Vám to hned vysvětlím. Třífázové asynchronní motory rozbíháme v průmyslovém prostředí buď za pomocí frekvenčních měničů(Měniče dokáží i udržovat frekvenci naprosto odlišnou od té síťové a tím regulovat rychlost pohonu). Druhým rozběhovým prvkem je právě softstart. Mnohem levnější zařízení rozbíhá motor přes tyristory regulací napětí na asynchronním motoru. Je to dosti drastický způsob, ale funguje to. Sice je motor v době rozběhu značně přetěžován, ale plynulý rozběh pohonu proběhne bez problémů. Tady se jednalo o zařízení Powersoft DG(Výkon 37kW) od anglické firmy MTE.

Takže, jak vidíte na fotkách, odpoledne jsem namaloval plošný spoj a nadešlo na jeho leptání. Před chvílí se mi podařilo osadit plošňák kondenzátory. Má to dvě sekce, každá je osazena 20-ti kondy. Kapacita jedné sekce je 5nF/10000VAC/20000VDC. Dám-li to paralelně, dá to dohromady 10nF. Ještě je potřeba každý kond osadit dvěma odpory 5MOhm v sérii, aby se náboj rovnoměrně rozložil mezi kondenzátory. Jinak je potřeba pospojovat pouze dlouhé řetězce kondenzátorů paralelně, nikoliv jednotlivé kondy. To by se pak ztratila možnost jejich samoopravitelnosti po případném průrazu.

Aktualizace 08.10.2008 - dnes jsem se vrhnul do práce na statickém jiskřišti. Mám jej okopírované od TOSIho, alespoň co se rozměrů měděných trubek týče. Použity jsou trubky na topení a průměru 15mm. Jiskřiště jich má celkem šest a mají délku 10cm. Trubky jsou přes distanční sloupky přišroubovány ke spodnímu dílu krabičky. V něm jsou dvě drážky o šířce 3mm, takže je možné posunováním distancí nastavovat mezeru mezi jednotlivými trubkami a tím jiskřiště optimálně naladit dle použitého napájení. Přívodní vodiče ještě nejsou zapojeny, ale připojují se obě krajní trubky, mezi těmi ostatními srší výboje. Trubky jsou ofukované dvojicí ventilátorů o rozměru 60x60mm. Proud vzduchu má za úkol chladit trubky a také zhášet případné oblouky v mezerách jiskřiště.

Na fotkách se můžete pokochat konstrukcí, jíž jsem vytvořil ze 6mm silného plexiskla. Takže mi zbývá vyrobit ještě primární vinutí tesláku. A už jenom čekáme na nové NSTéčko(Trafo pro neonové reklamy), které bude primár napájet. Mám jej objednané a disponuje parametry 10000V/65mA. Jelikož blbnu na více frontách, na půdě se mi dnes konečně podařilo nalézt elektronku z řádkového rozkladu staré ruské barevné televize. Jedná se o typ 6P45S a můžete ji spatřit na poslední fotce. Takže budu stavět ještě VTTC(Vacuum Tube Tesla Coil), což je Teslův transformátor buzený elektronkou :-)

Maličká aktualizace fotek 09.10.2008 - dnes jsem přidal poslední dvě za elektronkou. Poněkud jsem se věnoval "vytunění" bloku kondenzátorů a také jiskřišti, respektive napájení jeho ventilátorů. Mno, fakt se bavím. Rozhodně chci, aby tenhle systém buzení tesláku fungoval bezvadně, takže si dávám záležet ;-)

Aktualizace 14.10.2008 - velice usilovně pracuji na zprovoznění mého prvního klasického tesláku. Dnes jsem svrtával šikmé plexisklové díly na uložení primárního vinutí. Vše pak bylo dovrtáno a dozávitováno se základnou, také z plexi. Už mi nic nebrání, na kostru položit primární vinutí ze silného měděného drátu.

Aktualizace 15.10.2008 - navečer jsem se s velkou radostí pustil do výroby primárního vinutí. Za tím účelem jsem odizoloval zbytkový kabel CYKY 3x10mm a pak i jednotlivé měděné žíly. Samozřejmě mi vycházelo, že je kabel krátký a já budu muset někde ve vinutí napojovat. Vyřešil jsem to elegantním spájením cínem natupo, což drží dostatečně. Prapůvodně se měly ty závity silného drátu páskovat fašetami do děr, jenomže já vymyslel, že by se ten drát dal rovnou protáhnout dírami vyvrtanými v plexiskle. Nakonec to byl naprosto geniální nápad, neboť se drát protahováním od největšího průměru k nejmenšímu pěkně rovnal do zatáčky, jak můžete posoudit na fotkách. Takže ještě nějaká ta data - vinutí drátem o průměru 4mm má deset závitů a jeho vnější průměr činí 42cm :-)

Aktualizace 19.10.2008 - opět jsem dosti máknul na realizaci nového tesláku - více určitě napoví fotky. Minulý pátek se mi podařilo objevit na vyřazených deskách z průmyslových regulátorů stejnosměrných motorů impulsní kondy. Prapůvodně se jednalo o regulátory motorů o příkonu 82kW. Ty kondenzátory chránily výkonové tyristorové bloky proti přepěťovým špičkám. Teď jich mám doma celou dvacítku, takže sestavím MMC o kapacitě 10nF a dosáhnu bez problémů i provozního napětí mého NSTéčka - 10kV střídavých. To se to bude ladit, když je k dispozici více kapacit. Kondenzátory vyrábí italská firma ICEL :-)

V pátek jsem se konečně stavil v GESu a zakoupil miniaturní odpory. Ty jsou připájené paralelně ke kondům v MMC - jedná se vždy o dva 5M1, dohromady tvořících 10MOhm. Odpory za prvé vybíjí kondenzátory po vypnutí napájení a za druhé se za pomoci odporového děliče rovnoměrně rozloží napětí mezi kondy. Zároveň jsem zakoupil fastonové vývody, jimiž se budou jednotlivé komponety propojovat rozebíratelnou kabeláží. No a na posledním fotu vidíte můj nový a mohutný toroid na vrchol sekundáru. Vytvořil jsem jej dle netovského návodu z trubky Aluflex, zakoupené o víkendu v Hornbachu. Truba je zavinuta a spojena pomocí tavné pistole. Jak jednoduché ;-)

Aktualizace 20.10.2008 - nové NSTéčko - dnes jsem přivezl domů nové NSTéčko - Neon Sign Transformer, trafo původně určené pro neonové reklamy. Já se jím chystám budit nový teslák s jiskřištěm. Jedná se o transformátor rozptylový, může tedy pracovat trvale do zkratu - takže se nepřehřívá jako MOT z mikrovlnky. Výstupní napětí NSTéčka je 10kV/65mA - při dotyku je to smrtelné. Proto má vrchní kryt dva propojovací nože, aby se to otevřené vyplo. Já tam však vrazil dva drátky, abych mohl vyzkoušet větší Jakubův žebřík. Sami vidíte, jak vypadají výboje. Jsou žhavé, zapalují se ochotně na centimetr(To je těch dest kilovoltů - teoretická pevnost vzduchu činí cca.1kV/mm) a poté šplhají do výšin, kde se výboj roztrhne a zanikne asi deset centimetrů dlouhý. Natočil jsem i video výbojů z NSTéčka na Jacobs Ladderu(Žebříku). Video je ZDE. Video má velikost 2,6Mb.

Aktualizace 22.10.2008 - už to maká - moje zatím největší výboje - blesky !!! - celý nažhavený jsem odpoledne nalisoval fastony na obyčejné izolované vodiče o průřezu 1,5mm a bleskově propojil jednotlivé komponenty. Tedy žádné VN kabely. Však se mi to pak vymstilo při testu na trávě - probíjelo to přes izolaci do země, tak jsem to podložil odřezky plexiskla. Jak vidíte na fotkách, jsem z úspěchu úplně unešen. Kam se na to hrabe předchozí tranzistorové SSTC! Stačila chvilka ladění posunováním horního přívodu na primáru. Už je to v rezonanci a střílí to výboje na 40cm do vzduchu a 50cm proti uzemněné tyči. A to prosím, s blbě vysokou secondary coil a také bez toroidu na vrcholku. Když tam bouchnu toroid, tak to nenaladím, prozatím disponuji kondem MMC s kapacitou pouhých 11nF. To nestačí. Musím honem dodělat další MMC s kapacitou 10nF. Pak už to snad půjde i s toroidem. Na posledním fotu je vidět perfektně makající statické jiskřiště. Bez problémů se mi podařilo nastavit všech pět mezer a jiskry mezi nimi lítají ostošest. Však se v něm také vyrábí ohromné množství ozónu, vyfukovaném dvojicí výkonných ventilátorů, smrdí to pěkně i venku na dvorku. Natočil jsem výboje na video, soubor má velikost 2,3Mb naleznete jej ZDE ;-)

Aktualizace 23.10.2008 - naladěno s malým toroidem - odpoledne jsem blbnul se včerejší konfigurací a dosti mne znervózňovalo sršení z celého horního konce sekundáru. Tak jsem na to před chvílí zkusil posadit malý toroid z polystyrenovýho věnečku, obalenýho alobalem. Když jsem to samé provedl před nedávnem s SSTC, tak se ozvala tupá rána - oba dva MOSfety v polovodičovém budiči explodovaly. Protentokrát ne, což mě moc těší. Jenom jsem musel se svojí malou kapacitou rezonančního kondenzátoru pošoupnout horní přívod na primáru až na konec, je tedy zařazeno deset závitů. Dál už nemám kam jít, jedině zvětšit kapacitu kondenzátoru. Ale i tak je to dosti efektní na dvacet centimetrů toroid v průměru. Srší to na všechny strany a ten výšleh na druhé fotce měří 45cm. Bomba. Bohužel tento typ tesláku neuvěřitelně ruší - přišla za mnou manželka, že jí přes velice slabý příjem Novy lítají bílé čáry ;-)

Aktualizace 24.10.2008 - naladěno s dvěma malými toroidy - včera mě Limke po ICQ přesvědčoval, abych odmotal pár závitů z té přerostlé sekundární cívky. Prý aby byla v poměru 5:1. Tak jsem se na to vrhnul dnes. Přičemž jsem zjistil, že jsem minule tu dovinutou část vůbec nelakoval, takže se to mezi sebou neprorazí ani bez laku. Ještě včera měla ta cívka více než 2700záv drátem o průměru 0,3mm a dnes má pouhých 1600. A dle slov Limkeho, šlehají z toho výboje opravdu podstatně delší. Sice to nemám zcela naladěno do rezonance(Ještě nemám další MMC kondy postaveny, takže to opravdu nenaladím), ale i tak je vidět rozdíl. Natož pak na videu, to stojí opravdu za to. Nachází se ZDE ;-)

Aktualizace 25.10.2008 - zařízení je poněkud přemístěno - hned po ránu jsem začal ladit teslák venku na náspu - zvětšil jsem mezery mezi trubkami v jiskřišti na cca 1mm. A je to poznat. Hned na to zareagovaly kondy v MMC, jeden z nich práskl a vyfoukl na plošňák černou hmotu. Okamžitě jsem si myslel, že je po něm, ale asi se samoopravil, neboť vše funguje a po změření kapacity je vše O.K. Stejně jsem se navečer vrhnul na výrobu dalšího souboru kondenzátorů, jak vidíte na poslední fotce. A hned jak se setmělo, zkoušel jsem nové výboje. Je to docela hustý - šlehá to z dvojice toroidů na všechny strany a řve to opravdu strašidelně ;-)

Aktualizace 27.10.2008 - triaková regulace výkonu - odpoledne jsem zhotovil plošňák triakové regulace výkonu tesláku. Mám však dosti špatnou zkušenost. Bohužel, transformátor se statickým jiskřištěm téměř nelze regulovat. Vše je dáno mezerami mezi trubkami v jiskřišti. Až téměř na konci regulace začne jiskřiště zapalovat a teslák střílí nepravidelné výboje. Po dalším otočení potenciometru už to práská naplno. Tohle by chodilo s rotačním jiskřištěm, kde je mezera minimální a výboje se ladí počtem přerušení(Změnou otáček). Jedná se tzv. BPS - Breaks Per Second(Počet jisker za sekundu). Na fotkách vidíte skříňku ovládání tesláku - obsahuje ovládací prvky, síťový filtr a konečně - dnes zhotovenou triakovou regulaci. Mám i nové video, které jsem navečer posílal na YouTube. Naleznete jej i na našem serveru - ZDE

Aktualizace 30.10.2008 - konečně dlouhé výboje - hned včera po ránu jsem konzultoval s Limkem problematiku ladění SGTC. Přece jenom má více zkušeností. Takže jsem vzápětí popadl ještě jednu kondenzátorovou baterii a připojil ji paralelně ke stávající Doladit pak teslák posouváním přívodu po primáru bylo dílem okamžiku. A už výboje šlehaly v plné síle. Když jsem se včera vrátil kolem půlnoci z práce, tak jsem vše nafotil a nafilmoval. Blesky zasahují bez problémů i do primárního vinutí, takže je to docela síla. Pokochejte se videem, je trošku delší - 5Mb. Naleznete jej na našem serveru - ZDE

Aktualizace 01.11.2008 - nový kondenzátor MMC - ještě brutálnější výboje - včera před půlnocí jsem do obvodu zapojil nově postavený MMC kondenzátor, sestavený z impulsních kondů. Tak tohle jsem opravdu nečekal - došlo k dosti velkému nárustu množství a hlavně délky výbojů. Výboje zasahují i zem pod stolečkem - což je vzdálenost 110cm! Bohužel se pár blesků trefilo i do dvou vetráčků profukujících jiskřiště. Došlo k tomu, čehož jsem se obával - větráčky na 24V obsahují elektronické součástky, nahrazující u stejnosměrných motorů komutátor. Takže mám po ventilátorech. Musím před příštím spuštěním přemístit všechny díly primárního obvodu pod stůl. Celkem brutální video jsem umístil na YouTube. Klikněte si SEM.

Aktualizace 04.11.2008 - maximální výboje z napájení NSTéčkem - dnes po zotavení z nemoci jsem otestoval opět naladěný teslák. Výboje jsou fakt mrtě hustý. Prestěhoval jsem ještě předtím všechny napájecí komponenty dospodu stolu. Takže se jednalo o celkem zajímavé blesky. Kamarád mi odpoledne přinesl první tři MOTy, které vyzvedl ve sběrném dvoře. První dva kousky mám na stole, více jsem v batohu neunesl ;-) Chystám se z toho vytvořit silnější zdroj pro teslák a případně bych to usměrnil a poté použil rotační jiskřiště. Klikněte si pro video na YouTube SEM. Nebo na našem serveru SEM

Aktualizace 20.11.2008 - fotka tvůrce SGTC - abyste si udělali představu, kdo tohle všechno páchá, rozhodl jsem se zveřejnit svoji fotku hned vedle tesláku. Takhle mě vyfotil můj mladší bratr, když jsme jeli na jeho promoci do Brna a tam jsem pak následně točil video na kameru. Takže pro srovnání - krabička zápalek(To si vždy vzpomenu na film Jízda, kde komentují rozestavěnou jadernou elektrárnu Temelín - oni jenom tak varují - šetřete elektřinou, nebo to tady spustíme ;-) ) Asi jsme nešetřili. Ne ne, já to myslel spíše pro porovnání, že měřím metr devadesát ;-)

• Následuje pár odkazů na stránky zabývajících se konstrukcí VN zařízení
  • www.blesky.ic.cz
    • Limkeho stránky plné blesků - momentálně nejvýkonnější TC v České Republice
  • www.tosi.cz
    • TOSIho Teslův transformátor
  • www.danyk.wz.cz/
    • Pokusy s vysokým napětím a elektronika
  • www.teslacoil.chytrak.cz
    • Teslův transformátor a elektronika
  • www.teslacoil.ic.cz/
    • Druhý nejvýkonnější Teslák v ČR

 | Autor: LTX | Počet komentářů: 2 | Vytisknout článek |

..............................................................................................................

 | Přidat komentář k článku |

Vloženo : 21.2.2011   18:01:35

Jméno : Kuba

Email : outlive1(zavinac)seznam.cz

Komentář k článku : 

Dobrý den, předem by chtěl pochválit váš pěkný teslák, a za druhé bych se chtěl zeptat, kde jste sehnal tyhle kondenzátory, jelikož také stavím teslák, ale s kondíkama je problém- mnou zvolené bouchají. Děkuji

............................................................

 | Přidat komentář k článku |

Vloženo : 16.12.2009   21:38:11

Jméno : Anonym

Email : scobydoo(zavinac)email.cz

Komentář k článku : 

Moc hezký výboje z toho tesláku. Fakt hustý ;-)

............................................................

 | Přidat komentář k článku |