VTTC XII - GU5B 2MHz


       Po len nedávno úspešne dokončenom veľkom VTTC XI s GU-5B ma lákala myšlienka, už keď som to tak mal celé zapojené a rozložené po zemi. Preladiť to na úplne iné rozdielne cievky, najprv som chcel ísť vyššie len o niekoľko stoviek kHz s novou sekundárnou a primárnou cievkou. Keďže 200kHz pri predošlom VTTC bolo predsa už málo a na hornom maxime 325kHz to robilo o niečo väčšie výboje do vzduchu. Chcel som tak 500-700kHz možno skúsiť no nakoniec som šiel ešte vyššie k jednotkám MHz. Vyhrala to myšlienka, ako budú vyzerať výboje až na takto vysokej frekvencií. Otázka však bola k akej frekvencií sa pokúsiť ísť. Nad cca 10MHz už prechádza výboj do žltého plameňa (je nutná už aj filtrácia). Pod 10MHz sú výboje priveľmi točené a krútene, kde je veľký predpoklad, že sa výboj bude až veľmi stáčať späť do primárnej cievky alebo prerážať zo sekundárnej cievky do primárnej a pod. To by chcelo opäť viac experimentovať a skúšať, no je to už dosť vysoká f, ak som chcel veľké výboje na danej f a nie nejaký plameň. Vychádzalo mi to, že niekde medzi 1,5 – 3MHz by to mohlo byť dosť zaujímavé a hlavne ešte veľmi nikto nerobil takýto TC na danej frekvencií. Teraz nemyslím tie rôzne malé cievky na plameň či rôzne malé HF SSTC/HF VTTC s plameňom resp. sršavými výbojmi prípadne pre audio. Zaujímalo ma, ako budú vyzerať výboje pri tejto frekvencií z veľkej sekundárnej cievky v klasickom zapojení bežného VTTC pri veľkom výkone s 50Hz napájaním z násobiča. Výsledok je veľmi zaujímavý, vzhľadom k tomu vzniklo aj dosť veľa fotiek, medzi ktorými sa mi aj ťažko preberalo čo dať na web, tak je tu toho aj preto o dosť viac :). Celý tento zázrak som prerobil za 2 dni, keďže už som to mal vo funkčnom stave a len som potreboval nové cievky a preladiť to na novú f. Teda tento VTTC vychádza z predošlého a z toho dôvodu tu niektoré veci ani nebudem písať, zvyšok okolo zapojenia je popísaný tu – VTTC XI.

       Prv som prepočítal sekundárnu cievku cez JavaTC. Vyrátal som to na 3,8MHz pre samotnú cievku + toroid, kde som predpokladal, že mi ešte f0 klesne nižšie niekde k požadovanej f medzi 1,5 – 3MHz. Netreba ešte zabúdať, že okrem poklesu f0 sekundárnej cievky vďaka toroidu a samotnému výboju, ktorý ma tiež svoju kapacitu, ktorá sa pridá k toroidu a cievke, taktiež f0 sa rozštiepi na 2 rezonančné maxima horné a dolné. Presne na tieto dva maxima som prelaďoval predošlý VTTC, kde bolo poznať dosť veľkú zmenu charakteru výbojov. Sekundárnu cievku som navinul silovým žltozeleným vodičom o priemere žily 1,1mm o počte závitov 154 na rúru o rozmeroch 7,5x37,5cm teda v pomere cievky 1:5. Žiadna malá cievka na vysokej frekvencií, chcel som niečo veľké na vysokej frekvencií a použiť klasické zapojenie VTTC s primárnou cievkou aj pri jednotkách MHz. Primárnu cievku som navinul na rúru o priemere 12,5cm s odbočkami opäť cez fastony pre rýchlejšie ladenie od 4z po 16z. Ešte som nevedel, akú kapacitu použijem pre rezonančný kondenzátor, tak som do istoty navinul viac závitov na primár. Nakoniec som skončil pri 7 závitoch primárnej cievky a 470p rezonančný kondenzátor (K15U1 15kV 40kVAr). Feedback cievka má 3 závity VN káblom úplne u spodku rúry. Tu som dosť riešil problém preskakovania výbojov z primárnej cievky do feedback cievky a dokonca aj medzi koncami primárnej cievky vďaka vystupujúcim fastonom a veľmi vysokej frekvencií oscilátora. Len jeden večer som strávil prerábaním cievok a najmä feedback cievky, aby to nikde neprebíjalo, nakoniec to vyriešil VN kábel. Pri takto vysokej frekvencií v MHz stačí aj nízke napätie niekoľko kV a hneď vzniká koróna a preskakujú výboje. Tiež som neskôr riešil problém, keď sa mi začali plaziť výboje a prerážať do dreva cez kovové distančné stĺpiky z rezonančného kondenzátora, čo pri 200kHz nebol žiadny problém. Fakt tu hrá rolu každý jeden ohyb, ostrá hrana, dokonca ani nie je potrebná žiadna ostrá hrana a stačí len porušená izolácia a začne to prebíjať a začnú sa plaziť výboje po rúre a to ani nie od sekundárnej cievky, ale už len od samotného primára a do FB cievky.

       Ono pri takto vysokej frekvencií stačí už aj len jedna zvyšujúca primárna cievka, ako autotrafo bez sekundárnej cievky. Samotné napätie VN zdroja bude úplne dostačujúce pre výboje pri takto vysokej f. Sekundárom to napätie ešte zvýšim no nie o nejako veľmi veľa. Preto aj ľudia často robia malé cievky bez sekundárnej na vysokých f alebo budené do spodku sekundárnej cievky bez primárnej a pod. Rovnako aj magnetron z mikrovlnnej rúry dokáže robiť veľký plazmový plameň a to je tam len v podstate pár kV no pri 2,45GHz. No mňa hlavne zaujímalo, ako sa to bude správať v takomto klasickom zapojení pri danej vysokej frekvencií. Ako napájací zdroj som použil 4ks MOTov zapojených sériovo-paralelne + násobič s výstupným napätím naprázdno 12,4kVp. Celá zostava je dole na fotkách a samotné nové cievky.

       Taktiež od predošlého VTTC prešiel aj prerušovač vylepšením, ktorému som pridal tlakový spínač, aby som ho vedel zapínať a vypínať z ústami na diaľku a zároveň bol odizolovaný hadičkou od elektroniky. Na videách pekne vidieť, ako zapínam VTTC tlakovým spínačom.


Záver
       Výsledok tohto experimentálneho VTTC je veľmi zaujímavý, jednak sa mi podarilo vzhľadom na vysokú frekvenciu 2MHz dosiahnuť dosť veľké výboje 50-60cm a hlavne veľmi zaujímavý a nezvyčajný tvar a charakter výbojov. Príkon VTTC je až 5,5-6kVA (21-29A) podľa nastavenia prerušovača, takže účinnosť tu nebude nejaká skvelá, no vzhľadom na tvar výbojov to stojí zato. Vo výbojoch je dosť veľa prúdu a pri plnom výkone dosť pália pri uzemnení výboja do ruky. Určite odporúčam nevynechať a pozrieť si aj spodné finálne video, kde je spravený zostrih a ku konci videá veľmi zaujímavá plazmová guľa z 500W žiarovky.


VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC

  • Sekundár: 7,5x37,5cm; pomer - 1:5
  • Vodič na sekundáry: 154z; d=1,1mm silový žltozelený
  • Primár: rúra priemeru 12,5cm; celkovo 16z (napojené na 7z); S=2,5mm2
  • Feedback: 3z; VN kábel
  • C rez: K15U1 470p/15kV 40kVAr
  • C blok: 20,3n/18kV - MMC 36ks TESLA TC343 82n/1500V
  • Príkon: cca 21-29A; 5,5-6kVA podľa nastavenia prerušovača
  • Napájací VN zdroj: 4x MOTy sériovo-paralelne + zdvojovač = 12,4kVp naprázdno
  • f prevádzková (viečko zo skla): 2,2MHz
  • f prevádzková (veľký toroid): 2MHz
  • Výboje: 50-60cm pri 2MHz
  • Elektrónka: GU-5B (2,5kW trióda) [datasheet1, datasheet2]

  • Nový VN zdroj: asi 4kVA transformátor z radaru + zdvojovač = 12,4kVp naprázdno
  • Výboje s novým VN zdrojom: 70cm do sieťky pri 2MHz !
  • Príkon: cca do 30A; 5,7kVA podľa nastavenia prerušovača

  • Pre ďalšie informácie okolo zapojenia nutné pozrieť tiež predošlý článok: VTTC XI - GU5B

Schéma
Schema


Prvé výboje na 2,2MHz
       Máme tu prvé výboje, zatiaľ nepoužívam toroid, len maximálne viečko zo skla. Frekvencia oscilátora je 2,2MHz meraná osciloskopom sondou vo vzduchu. Primárna cievka je na šiestom závite a rezonančný kondenzátor celý čas ostával na 470p. Tvar výbojov je tu veľmi zaujímavý pri takto vysokej frekvencií.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC

       Ďalšia zbierka fotiek nafotená zrkadlovkou a svetelným 35mm f/1.8 objektívom. Krátke časy fotenia a vysoké ISO. Ta koróna samotných výbojov a tvar je proste úžasný.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC




Pridaný toroid a preladenie na 2MHz
       Neskôr som skúsil pridať na vrch veľký toroid čo to spraví s výbojmi. Prekvapivo po pridaní toroidu stačilo preladiť primárnu cievku o +1z nahor, teda teraz na 7 závitov pre doladenie. Frekvencia oscilátora klesla z 2,2MHz na 2MHz a výboje sa predlžili až na 50-60cm ! Ani o závit viac ani menej, to by chcelo už mať odbočky po 0,5z alebo možno aj 0,3z vzhľadom na vysokú frekvenciu. No výsledok je úžasný a tvar výbojov ešte viac.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC

       Opäť ďalší album fotiek so zrkadlovkou. Na konci posledné fotky fotené s dlhou expozíciou.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC





Finálne video – odporúčam pozrieť !

Meranie príkonu
       Na okamih sa tam objaví aj 35A no to som omylom šiel do CW chodu, kde to bežne nezapínam, len v pulzoch. V CW režime to momentálne nemôže ísť, jedine v pulzoch. Toto video vzniklo ešte keď som mal v RC člene kondenzátor 3n3 no potom som dal 10n, ako je aj aktuálne v schéme, výboje sa veľmi nezmenili no príkon klesol dole o nejaké 2A. Zlepšila sa o niečo účinnosť. Aj keď 2A hore dole pri celkovom odbere...




4. 4. 2018

A znova ľudská záťaž pre VTTC ! – “human topload”
       Nemohol som si odpustiť, znova nevyskúšať sa pripojiť a posadiť aj na tento VTTC, ako aj pri predošlom VTTC XI. Tento krát, už je tu dosť vysoká frekvencia aj vrátane mňa, ako pridávna kapacita. TC bežal na cca 1MHz, čo je pekne vidieť aj na samotných výbojoch, ako mi idú z prsta. Najprv som náhodou zistil, že idú dosť zaujímavé a pekné výboje už zo samotnej stoličky, kde som sa chystal posadiť. Tak mi to veru nedalo a najprv som vyladil primárny LC pre túto stoličku, bez problémov tam skákali 60cm výboje a možno aj niečo nad 60cm. Spravil som niekoľko fotiek a potom som znova preladil primárnu LC už aj vrátane mojej kapacity na stoličke. Škoda, že aj so mnou nejdú tak veľké výboje z ruky, ako zo samotnej stoličky. Frekvencia pri samotnej stoličke bola 1,3 a 1,4MHz (na oboch f to bolo naladené) a potom už aj so mnou to bolo preladené na asi 1MHz. Na videu ku konci mi odpálilo integrovaný obvod v prerušovači, muselo to byť rušenie priamo z VTTC, no je zaujímavé, že mi tam odpaľuje IO len ak sa tam posadím, inak doteraz nikdy nebol žiadny problém. Ktovie čo za rušenie ide do okolia z tohto VTTC na tak vysokej frekvencií a hlavne tom výkone. A čo sa ešte dostalo od tyristora do elektroniky. Prerušovač ovládam tlakovým spínačom z ktorého ide von hadička.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC




8. 4. 2018

Nový VN napájací zdroj, výboje až 70cm pri 2MHz !
       Hurá konečne ku mne dorazil VN transformátor od kamaráta z Čiech. Pôvodne bolo asi z radaru no je bez štítkových údajov. Výkon bude asi 4kVA a pri 180V na vstupe dáva 4kV AC na výstupe. No už sa začína presycovať, ďalším zvyšovaním napätia len narastá presycovanie a prúd primárnou cievkou. Pri 180-200V na vstupe je to ešte dajme tomu na hrane a použiteľné, no ako si všímam oteplenie transformátora, pri 180V by to mohlo zrejme ísť aj dlhodobo ak nie trvale. Vzhľadom na military pôvod vyzerá celý transformátor dosť masívne a cievky sú kompletne zaliate. Je dvojpólovo izolovaný takže ďalšie veľké plus, pôvodne tam bol na svorkách mostíkový usmerňovač. Neviem, aké je jeho nominálne výstupné napätie, no netvári sa, aby mu vadilo vyššie vstupné a na VTTC sa len mierne ohreje. To sa ani nedá porovnávať s MOTmi. Štyri MOTy zapojené sériovo-paralelne mi odoberali zo siete pri 230V 14A a to len šli naprázdno. Tento nový veľký transformátor má odber 1 až 1,6A podľa vstupu medzi 180-200V aj to sa už presycuje.

       Pravdaže som hneď vymenil MOTy za tento transformátor, doladil som ešte kapacitu v násobiči, pridal som tam ďalšie kondenzátory z mikrovlniek s celkovou výslednou kapacitou 8uF o celkovom počte kondenzátorov aktuálne 32ks (už mi aj došli zásoby). Primárna cievka, FB cievka, toroid všetko ostalo nezmenené. Zmenil sa len napájací VN zdroj s upraveným násobičom a veľkosť výbojov dosiahla do sieťky vzdialenosti až 70cm a to pri frekvencií oscilátora 2MHz ! Pokiaľ viem, tak je to aktuálne aj najväčší a najvýkonnejší s najdlhšími výbojmi VTTC o takto vysokej frekvencií až 2MHz na svete.

VTTC VTTC VTTC

  • Nový VN zdroj: asi 4kVA transformátor z radaru + zdvojovač = 12,4kVp naprázdno
  • Výboje s novým VN zdrojom: 70cm do sieťky pri 2MHz !
  • Príkon: cca do 30A; 5,7kVA podľa nastavenia prerušovača

  • Pre ďalšie informácie okolo zapojenia nutné pozrieť tiež predošlý článok: VTTC XI - GU5B

Schéma
Schema


Fotky
       Na záver pravdaže fotky výbojov. Hneď prvá fotka je cvaknutý výboj dlhý 70cm do sieťky. Vzhľadom na výšku frekvencie 2MHz, výboje nikdy nebudú tak dlhé, ako pri nízkej f povedzme 300 – 500kHz. Zo vzrastajúcou sa frekvenciou nahor je potrebné aj viac výkonu pri rovnako dlhom výboji, ako pri povedzme 350kHz. Vo výboji na vysokej f je oveľa viac prúdu, sú oveľa vyššie kapacity voči okoliu.

VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC
VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC VTTC


Pozri tiež:

VTTC XI - GU5B
VTTC X - GU81M
VTTC III - 2x 6P45S

© copyright 2010 - 2018   |   Jakub Tejiščák   -   tesla.kubo(zavináč)gmail.com