Как сделать и намотать высоковольтный трансформатор своими руками

Электроискровой станок своими руками

Для изменения формы размеров заготовки из металла можно использовать электроэрозионный метод обработки. Он используется на протяжении многих лет в различных отраслях промышленности, характеризуется высокой точностью, но малой производительностью. Для применения данного метода обработки следует использовать специальный электроискровой станок, который можно приобрести или сделать своими руками. Самодельный вариант исполнения можно использовать в быту при мелкосерийном производстве. Его стоимость изготовления своими руками будет ниже, чем покупка промышленного варианта исполнения. Поэтому рассмотрим подробнее то, как можно сделать рассматриваемый электроискровой станок своими руками, что для этого понадобиться и в каких случаях он сможет использоваться.

Нюансы конструкции электростатической коптильни

В этом посте я постараюсь объяснить свои взгляды на некоторые нюансы построения (конструктив) электростатической коптильни.

При конструировании коптильни помните, что дерево, фанера и т.п. материалы,  проводят эл. ток (особенно при повышении влажности) , поэтому крепить к ним напрямую (без изоляторов) излучатели,  трубки для подвеса продуктов (вешало) и др. токонесущие элементы НЕ ДОПУСКАЕТСЯ (иначе будет «утечка» тока, эл.статич. копчения не будет, а ВВ генераторы могут выйти из строя) !!!

При работе ВВ генератора в коптильной камере не должно быть звуков разрядов/искрения, шипения и т.п., а так же запаха озона.

После включения Высоковольтного генератора, перед тем, как поджигать щепу в дымогенераторе и подавать дым в коптильную камеру, КАЖДЫЙ раз рекомендую проверять «фонариком» наличие высокого напряжения и отсутствие утечек тока и короткого замыкания  в камере.  Что такое фонарик, можете посмотреть в .

Даже, если «Фонарик» скачет, он должен “отдавать предпочтение” , т.е.  отклоняться/прилипать   чаще/сильнее в сторону продукта!

Если это не так, то возможны следующие причины:

– толщина “струн” более 0,5 мм и/или они не параллельны вертикально висящему продукту

– высокая влажность воздуха (более 80%)

– малое количество продукта ( 1-2 рыбки)

– на выходе высоковольтного генератора недостаточное напряжение (менее 15 кВ,  искра/дуга менее 1 см) или оно переменное , а не постоянное.

Это может быть так же  и по причине “утечки тока” из-за:

– наличия пробоя (дуги, искры) от токонесущих конструкций до стенок коптильни (мин. расстояние должно быть не менее 3-х см при 20кВ),

– грязных изоляторов , струн (коронирующих электродов) и т.п.

После каждого копчения рекомендую мыть коптильню, т.е. очищать весь налет с изоляторов (труб) и электродов.

Для контроля/индикации  “утечек тока” и КЗ в коптильне, рекомендую по ВВ цепи, последовательно по плюсу включить головку измерительную   на 200 – 500 мкА. Ссылка есть в разделе РЕКОМЕНДУЮ для коптильни.

Для ее защиты от высокого напряжения необходимо параллельно ей подключить встречно-параллельно соединенные диоды серии 4007.

Полярность подключения к вешалу (с продуктом) и к коронирующим электродам обычно особой роли не играет, поэтому подключайте так, что бы “фонарик”  у вас лучше притягивался к продукту.. Некоторые авторы считают, что минус надо обязательно подключать к коронирующим электродам, а плюс к продукту, т.к. из школьного курса физики они помнят, что электроны двигаются от минуса к плюсу. Но это справедливо ТОЛЬКО для ПРОВОДНИКОВ (твердых тел (металл и т.п.)., т.е. – не жидкость и не газ)!  Мы же имеем дело с газом (воздушно-дымовая смесь) и здесь уже работает  напряженность эл. поля, и направление движения заряженных частиц (электрического ветра), упрощенно говоря,  будет направлено от более тонкого к более толстому электроду ( вне зависимости от полярности), и чем больше будет их разница, тем больше будет напряженность эл. поля и соответственно скорость “ветра”!  Я же рекомендую подключать + к электродам, а минус к продукту, что бы была меньше вероятность образования озона, который в коптильне нам совершенно не нужен.

Расстояние между панелями электродов (струн, излучателей) выбирайте так, чтобы от струны до края продукта, висящего между этими панелями,  было примерно 5-10 см. Расстояние между струнами в панели излучателя 5-7 см.

Так же надо стремиться к максимально возможным расстояниям от ЛЮБЫХ токонесущих частей (включая продукт) до стенок камеры, желательно не менее 5 см.

На мой взгляд, самая простая, надежная и удобная во всех отношениях (ВВ безопасности, обслуживании  т.п.) электростатическая коптильня холодного копчения – это каркас из ПВХ труб (моя ) , помещенный в деревянный или пластиковый (а может даже и в металлический) корпус!

Единственное, рекомендую вешало устанавливать на 5-7 см выше струн и крепить его к трубе через клипсу с помощью винта или самореза:

Шляпку самореза / винта с внутренней стороны клипсы следует загерметизировать силиконом или термоклеем.

Так же не делайте коптильню герметичной. У нее должен быть дымоход (щели), т.е. отверстие для связи с атмосферой (диаметром 1-3 см), что бы в камере не создавалось давление, иначе дымогенератор может “захлебнуться”.

Если вы используете вот такой высоковольтный генератор с АлиЭкспресс  , то по выходу в параллель включите два последовательно соединенных конденсатора по 600-1000 пФ на 25-30 кВ каждый, а после них, по плюсу последовательно включите резистор 5Вт 10 мОм и с него уже провод пойдет в коптильню.

Статья будет пополняться информацией.

Так же рекомендую обратить внимание на готовые и  сборно-разборную автономную, которые изготавливает “АТФ-Сервис” (г. Королев)

Приступаем к сборке агрегата

Этап первый: закрепляем двигатель от мотокосы

Для начала берем отрезок доски и обрезаем ее предварительно по размеру нашей станины. Желательно брать увесистый материал, чтобы наше оборудование имело прочную и надежную основу.

Размечаем положение двигателя от мотокосы. С помощью шаблона из бумаги размечаем точно отверстия, засверливая их дрелью или шуруповертом.

Примеряем оба двигателя на станине. Отсоединяем топливный бачок, и на посадочные места закрепляем двигатель от мотокосы.

Этап второй: крепим движок постоянного тока

Размечаем положение движка. Расстояние от обеих валов двигателей должно быть несколько сантиметров, чтобы избежать трения между ними.

Центруем валы наших движков. Расхождение по центрам проще всего откорректировать какими-либо прокладками, или же попросту подправить посадочное место на деревянной станине. Сделать это можно обычной стамеской. Чем меньше будет люфт между валами, тем меньше будет вибрация от агрегата и износ движущей части.

Размечаем патрубки. Чаще всего валы двигателей различаются по размеру диаметров. Это также поправимо, если в качестве соединительных патрубков использовать ПВХ шланги разных диаметров. Их гибкость поможет сгладить мельчайшую неточность в оцентровке валов. В нашем случае автор использовал два шланга разного диаметра, вставив один в другой.

Отрезав патрубки нужной нам длины, насаживаем с обеих сторон три хомута, поджимая их отверткой.

Закрепляем двигатель постоянного тока на саморезы, проложив их предварительно шайбами. Валы соединяем от руки и поджимаем хомуты отверткой.

Теперь можно закрепить и топливный бачок. Справиться с этой задачей не сложно, используя длинный саморез и обрезанный колпак от дюбель-гвоздя. Не забываем подсоединить топливные трубки.

Заведя топливный двигатель стартером, измеряем напряжение на выходе вольтметром. Отверткой регулируем подачу топлива, и количество оборотов, от которого и зависит напряжение. Ориентируясь по номиналу инвертора, выставляем выходящее напряжение с небольшим запасом.

Этап третий: подключаем инвертор

Зачищенные предварительно концы кабелей от двигателя постоянного тока закрепляем на клеммах инвертора. Индикатор питания сразу покажет активность прибора.

Простой контролькой (лампочкой с отрезком кабеля и вилкой на конце) проверяем работу нашего чудо-генератора.

Для подключения электродвигателя к инвертору используем клеммы.

Этап четвертый: кнопка выключения двигателя

Поскольку ведущий у нас двигатель, создающий механическое вращение, ему необходим выключатель. Кнопка выключения идет в комплекте с устройством, поэтому ей необходимо лишь найти удобное место.

Список компонентов:

  1. U1 – «IR2153»;
  2. C1 – электролит 470-1000uf 16v, желательно Low Esr;
  3. C2 – керамика 1n;
  4. C3, C4 – керамика 100n;
  5. C5, C6 – полипропилен 470nf 630v;
  6. R1 – многооборотный подстроечный резистор;

Остальные компоненты вопросов думаю не вызывают.

Файл печатной платы: ir2153.lay6

В качестве генератора используется распространённая микросхема IR2153, для работы которой требуются всего несколько деталей в обвязке: времязадающая RC цепочка и конденсатор с диодом для верхнего ключа.

Транзисторы при сборке необходимо установить на небольшие радиаторы, я этого делать не стал т.к. плата нужна лишь для демонстрации. Так же не рекомендую включать устройство без запаянного электролитического конденсатора, может получится ситуация когда через ключи потечет сквозной ток.

Номиналы времязадающей цепи с помощью подстроечного резистора позволяют микросхеме работать в диапазоне частот примерно от 7 до 146kHz. В процессе настройки включать высоковольтный генератор желательно через амперметр для контроля тока, при этом желательно что бы блок питания выдавал не менее 3-х ампер при 12 вольт.

Подстроечным резистором можно пройтись по всему диапазону частот для нахождения резонансных участков, при этом для получения 20 киловольт искровой разряд не должен превышать буквально 1.5 см, а ток потребления при этом должен быть около 0.6-0.8А.

Если добиться таких результатов не удается то есть два варианта. Первый из них «поиграть витками», увеличивая или уменьшая их количество, второй – заменить резонансный конденсатор с 470 на 330 или 220 нанофарад. У меня все заработало сразу после сборки, но как говориться – если вдруг.

Перед намоткой первичной обмотки на ТДКС феррит следует изолировать изолентой или скотчем, мотать следует эмальпроводом 0.6-0.8мм, или (что лучше) сразу двумя-тремя проводами 0.6 параллельно. Провода от трансформатора до платы желательно не более 10 сантиметров.

Не следует забывать что во вторичной обмотке ТДКС как правило находится диод, поэтому умножитель напряжения к нему не подключишь.

Для использования в электростатической коптильне параллельно выходам необходимо поставить конденсатор

30kV 470pf – 2.2n и выходной токоограничительный резистор.

Практическая часть

Теперь нам надо сделать сам блок высоковольтного копчения (далее ВВ блок). Для этого мы используем детали с Алиэкспресс. Нам понадобится:

  1. Любой блок питания на 12 – 16 вольт. 16 вольт позволяет развить максимальную мощность ВВ блока и это предельное питание для микросхемы NE555, на которой работает ШИМ.

  1. Вольтметр – амперметр для визуального контроля силы процесса копчения. Использование вольтметра — амперметра позволяет подобрать ту силу тока и напряжения копчения, которая оптимальна для используемой вами коптилки. Так же позволяет регулировать напряжение копчения при разной влажности, например зимой и летом.

  1. Сам блок ШИМ. Он может быть разный, но должен вырабатывать импульсы с частотой не выше 1500Гц. Это максимальная эффективная частота для работы используемых высоковольтных диодов от микроволновки. А так же иметь мощность не менее 4 ампера, больше надежнее. Меня например вполне устраивает вот такой с Алиэкспресса. Правда он нуждается в переделке для понижения частоты, необходимо заменить конденсатор указанный стрелкой на номинал 103 (или 001мкФ).

  1. Катушка зажигания. Я не могу точно сказать какая будет работать лучше, я использовал катушку от А/М Toyota на 12 вольт. Предполагаю, что лучше использовать катушку для работы с электронным зажиганием.

  1. Диоды использованы от микроволновой печки на 0.35A 15000 В. Они прекрасно выдерживают нагрузку, даже кратковременное короткое замыкание. Вообще есть диоды до 2.5 ампера, это для очень мощных коптилок.

  1. Ну и конденсаторы. Желательно на 15000 вольт и примерно 560 пФ. Разброс параметров до 25% в обе стороны не ухудшит качество собранного на них выпрямителя.

Последовательность действия и характеристики

Независимо от конструктивной разновидности постоянный ток поступает на первичную обмотку. При этом для питания полевого транзистора требуется создание прямоугольной волны амплитудой от 0 В до + 12 В, а трансформатор будет нуждаться в первичной форме волны, которая имеет среднее значение, близкое к нулю.

Магнитный поток в ядре не сбрасывается, поэтому где-то вдоль линии получается насыщение. В результате остаточный поток, оставшийся от одного цикла переключения, создается следующим циклом: считается, что высокочастотный трансформатор «уходит в насыщение».

Параметры тока и напряжения на первичной обмоткой трансформатора изменяются с помощью однополярного истокового повторителя, причем рабочий диапазон достигает 12 В. При малой нагрузке те же колебания воспроизводятся и вторичной обмоткой. Однако имеются и отличия. Ток в первичной обмотке течет только в одном направлении. При высоком напряжении он увеличивается с одной скоростью, а при низком – с другой.

Важно! Когда выходной сигнал становится низким, ток отключается гораздо быстрее, что искажает его форму. Поэтому применяется управление трансформатором с помощью биполярного сигнала, когда ток, симметрично протекает в обоих направлениях

Рабочие параметры устройств включают в себя:

  • Импульс: гарантирует, что индуктивность остается в заданном диапазоне и избегает насыщения.
  • Функционал режима переключения, который содержит три дросселя и переключающий трансформатор.
  • Способ обратной связи – по выходному напряжению, которое является функцией удержания тока в трансформаторе (реже встречается обратный вариант, с управлением по току).
  • Рабочее напряжение на инверторе – от 1000 В, при низком входном напряжении.
  • Тип изоляции. Рассчитывается на общее напряжение в диапазоне 15 … 200 В.

Высокочастотный ток

Подробности Категория:

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ТОК

, переменный электрический ток высокой частоты; при наличии соответствующего излучателя — антенны излучает в пространство на значительные расстояния энергию в виде волн электромагнитных, которые, в свою очередь, вызывают токи той же частоты в приемных устройствах, расположенных вдали от источников высокочастотного тока.

Высокочастотный ток употребляется в радиотелеграфии и радиотелефонии, при передаче изображений на расстояние, телемеханике и вообще во всех тех случаях, когда необходимо передать на расстояние электромагнитную энергию без помощи проводов. Диапазон частот токов в указанных областях техники заключается в настоящее время в пределах от 15000 пер/сек. (длина волны 20000 м) до 300000000 пер/сек. (длина волны 1 м).

Высокочастотный ток обладает при движении по проводам следующими особенностями, отличающими его от переменных электрических токов низкой частоты: 1) Высокочастотный ток в проводах распределяется в слоях, ближайших к поверхности; 2) наименьшее сопротивление для высокочастотного тока представляют, поэтому, провода, не с наибольшей площадью сечения, а с наибольшим периметром сечения; 3) сопротивление проводов растет вместе с частотой токов; 4) самоиндукция проводов при высокочастотном токе ниже, чем при переменных токах низкой частоты;

5) индуктивное сопротивление проводов при высокочастотном токе значительно выше, чем в случае низких частот: оно растет вместе с частотой; 6) физиологическое действие высокочастотного тока значительно отличается от такого же низкочастотного тока; в частности, высокочастотные токи нежизнеопасны. В силу сказанного в п. 1, провода для высокочастотных токов делаются или в виде полых трубок, или в виде лент, или же составляются из подразделенных тонких проводников. Высокочастотные токи производятся следующими способами: 1) посредством повторных разрядов конденсаторов через искровой промежуток в искровых передатчиках; 2) посредством вольтовой дуги в дуговых передатчиках; 3) посредством машин высокой частоты; 4) посредством электронных генераторных ламп. Высокочастотные токи, получающиеся при разрядах конденсаторов, характеризуются затухающими колебаниями; высокочастотные токи, производимые дуговыми передатчиками, машинами высокой частоты и электронными лампами, характеризуются незатухающими колебаниями.

  • < Назад
  • Вперёд >

Источник высокого напряжения за 5 минут

Из данной статьи вы узнаете как получить высокое напряжение, с высокой частотой своими руками. Стоимость всей конструкции не превышает 500 руб, при минимуме трудозатрат.

Для изготовления вам понадобится всего 2 вещи: – энергосберегающая лампа (главное, чтобы была рабочая схема балласта) и строчный трансформатор от телевизора, монитора и другой ЭЛТ техники.

Энергосберегающие лампы (правильное название: компактная люминесцентная лампа) уже прочно закрепились в нашем быту, поэтому найти лампу с нерабочей колбой, но с рабочей схемой балласта я думаю не составит труда.

Электронный балласт КЛЛ генерирует высокочастотные импульсы напряжения (обычно 20-120 кГц) которые питают небольшой повышающий трансформатор и т.о. лампа загорается.

Современные балласты очень компактны и легко помещаются в цоколе патрона Е27.

Балласт лампы выдает напряжение до 1000 Вольт. Если вместо колбы лампы подключить строчный трансформатор, то можно добиться потрясающих эффектов.

Немного о компактных люминесцентных лампах

Блоки на схеме:1 – выпрямитель. В нем переменное напряжение преобразуется в постоянное.2 – транзисторы, включенные по схеме push-pull (тяни-толкай).3 – тороидальный трансформатор4 – резонансная цепь из конденсатора и дросселя для создания высокого напряжения

5 – люминесцентная лампа, которую мы заменим строчником

КЛЛ выпускаются самой различной мощности, размеров, форм-факторов. Чем больше мощность лампы, тем более высокое напряжение нужно приложить к колбе лампы. В данной статье я использовал КЛЛ мощностью 65 Ватт.

Большинство КЛЛ имеют однотипную схемотехнику. И у всех имеется 4 вывода на подключение люминесцентной лампы. Необходимо будет подсоединить выхода балласта к первичной обмотке строчного трансформатора.

Немного о строчных трансформаторах

Строчники также бывают разных размеров и форм.

Основной проблемой при подключении строчника, является найти 3 необходимых нам вывода из 10-20 обычно присутствующих у них. Один вывод – общий и пара других выводов – первичная обмотка, которая будет цепляться к балласту КЛЛ. Если сможете найти документацию на строчник, или схему аппаратуры, где он раньше стоял, то ваша задача существенно облегчится.

Внимание! Строчник может содержать остаточное напряжение, так что перед работой с ним, обязательно разрядите его

Итоговая конструкция

На фото выше вы можете видеть устройство в работе.

И помните, что это постоянное напряжение. Толстый красный вывод – это “плюс”. Если вам нужно переменное напряжение, то нужно убрать диод из строчника, либо найти старый без диода.

Возможные проблемы

Когда я собрал свою первую схему с получением высокого напряжения, то она сразу же заработала. Тогда я использовал балласт от лампы мощностью 26 Ватт. Мне сразу же захотелось большего.

Я взял более мощный балласт от КЛЛ и в точности повторил первую схему. Но схема не заработала. Я подумал, что балласт сгорел. Обратно подключил колбы лампы и включил в сеть. Лампа загорелась. Значит дело было не в балласте – он был рабочий.

Немного поразмыслив я сделал вывод, что электроника балласта должны определять нить накала лампы. А я использовал только 2 внешних вывода на колбу лампы, а внутренние оставил “в воздухе”. Поэтому я поставил резистор между внешним и внутренним выводом балласта. Включил – схема заработала, но резистор быстро сгорел.

Я решил использовать конденсатор, вместо резистора. Дело в том, что конденсатор пропускает только переменный ток, а резистор и переменный и постоянный. Также, конденсатор не нагревался, т.к. давал небольшое сопротивление на пути переменного тока.

Конденсатор работал великолепно! Дуга получилась очень большой и толстой!

Итак если у вас не заработала схема, то скорее всего 2 причины:1. Что-то не так подключили, либо на стороне балласта, либо на стороне строчного трансформатора.

2. Электроника балласта завязана на работе с нитью накала, а т.к. ее нет, то заменить ее поможет конденсатор.

Используйте конденсатор на соответствующее напряжение! У меня был на 400 Вольт, взятый из балласта другой энергосберегающей лампы.

При проведении опытов с высоким напряжением будьте предельно осторожны! Высокое напряжение опасно для жизни!

Лампа мощностью 65 Ватт, обеспечивает ток порядка 65 мА (65Ватт/1000В). А сила тока более чем 50 мА, смертельна опасна для жизни и вызывает остановку сердца!

Оригинал статьи

Источник высокого напряжения за 5 минут

Из данной статьи вы узнаете как получить высокое напряжение, с высокой частотой своими руками. Стоимость всей конструкции не превышает 500 руб, при минимуме трудозатрат.

Энергосберегающие лампы (правильное название: компактная люминесцентная лампа) уже прочно закрепились в нашем быту, поэтому найти лампу с нерабочей колбой, но с рабочей схемой балласта я думаю не составит труда. Электронный балласт КЛЛ генерирует высокочастотные импульсы напряжения (обычно 20-120 кГц) которые питают небольшой повышающий трансформатор и т.о. лампа загорается. Современные балласты очень компактны и легко помещаются в цоколе патрона Е27.

Балласт лампы выдает напряжение до 1000 Вольт. Если вместо колбы лампы подключить строчный трансформатор, то можно добиться потрясающих эффектов.

Немного о компактных люминесцентных лампах

КЛЛ выпускаются самой различной мощности, размеров, форм-факторов. Чем больше мощность лампы, тем более высокое напряжение нужно приложить к колбе лампы. В данной статье я использовал КЛЛ мощностью 65 Ватт.

Большинство КЛЛ имеют однотипную схемотехнику. И у всех имеется 4 вывода на подключение люминесцентной лампы. Необходимо будет подсоединить выхода балласта к первичной обмотке строчного трансформатора.

Немного о строчных трансформаторах

Строчники также бывают разных размеров и форм.

Внимание! Строчник может содержать остаточное напряжение, так что перед работой с ним, обязательно разрядите его

На фото выше вы можете видеть устройство в работе.

Возможные проблемы

Когда я собрал свою первую схему с получением высокого напряжения, то она сразу же заработала. Тогда я использовал балласт от лампы мощностью 26 Ватт. Мне сразу же захотелось большего.

Я решил использовать конденсатор, вместо резистора. Дело в том, что конденсатор пропускает только переменный ток, а резистор и переменный и постоянный. Также, конденсатор не нагревался, т.к. давал небольшое сопротивление на пути переменного тока.

Конденсатор работал великолепно! Дуга получилась очень большой и толстой!

Итак если у вас не заработала схема, то скорее всего 2 причины: 1. Что-то не так подключили, либо на стороне балласта, либо на стороне строчного трансформатора. 2. Электроника балласта завязана на работе с нитью накала, а т.к. ее нет, то заменить ее поможет конденсатор.

Используйте конденсатор на соответствующее напряжение! У меня был на 400 Вольт, взятый из балласта другой энергосберегающей лампы.

При проведении опытов с высоким напряжением будьте предельно осторожны! Высокое напряжение опасно для жизни!

Лампа мощностью 65 Ватт, обеспечивает ток порядка 65 мА (65Ватт/1000В). А сила тока более чем 50 мА, смертельна опасна для жизни и вызывает остановку сердца!

Как усовершенствовать станок?

Изготовленный простейший станок представляет собой действующую модель. Его назначение – образование отверстий в закаленных деталях.

В дальнейшем нужно рассмотреть вариант с вертикальным расположением электрода. Тогда под него можно установить ванну. Процесс будет происходить без возможных неисправностей, связанных с наличием неубираемого шлама из рабочей зоны.

Нужно также рассмотреть дополнительные механизмы для плавной подачи инструмента. Возможно, потребуется осуществлять не только осевое перемещение, а также движение электрода в горизонтальной плоскости, чтобы проводить трехмерную обработку поверхности.

Любой простейший станок дает мысли к тому, как его в дальнейшем усовершенствовать и создать более удобный агрегат. Главное, сделать первый шаг и попробовать изготовить первый образец.

Видео: самодельный электроискровой станок.