teslacoil.pl

korbi102 pisze:Pierwszym moim założeniem było, aby skonstruować cewkę niewielkich rozmiarów gdzieś około 15 cm, żeby była poręczna itp. Drugim, żeby użyć falownika półmostkowego, a trzecim mogłoby być przerywanie za pomocą arduino. Dzięki za tą książkę, co do DRSSTC, to kto wie, chociaż czytałem, że jest to bardziej skomplikowana konstrukcja, a jednak nie jestem orłem elektroniki, więc przez tą pracę w sumie się uczę, poza tym nie mam za wiele czasu i pieniędzy. Warto zbudować niewielkie DRSSTC?

Obawiam się że to może być duży problem. Brak pieniędzy znaczy Tego typu projekty w założeniach kosztują kilka stówek do realizacji, końcowo wychodzą 2 tysiące. Może jednak zmiana koncepcji? Cewki lampowe również można fajnie modulować audio, za to są proste w konstrukcji i stosunkowo tanie w budowie (lampa 200 w wersji dużej, czteropak piwa za transformator do mikrofalówki i stówka, max dwie za drobnicę). SSTC również nie są tragicznie drogie ale ich uruchomienie może pochłonąć dużo czasu i środków.
W każdym razie obawiam się że porwałeś się z motyką na słońce.
Ostatecznie możesz spróbować zrobić SSTC małej mocy, za to mocno przewymiarowaną. Może się smażyć i gotować ale pare tygodni podziała

Temat określiłem jako: Akustyczna Cewka Tesli
Cel: cewka Tesli jako przykład wykorzystania zjawiska rezonansu impedancji układu do konstrukcji układu sterowanego częstotliwościami akustycznymi.

Mój plan teorii teorii wygląda tak:
Pierwszy rozdział opisuje idee pierwotnej konstrukcji według pomysłu tesli i tutaj napisałem
historię powstania, zasadę działania, budowę, dwa typy obwodów (z iskiernikiem równolegle do transformatora z rdzeniem i drugi z kondensatorem, który jest zamieniony z iskiernikiem miejscami), opisałem obwód LC, Rezonans w tych obwodach, RLC.

W drugim zająłem się modyfikacjami i tu głównie pisałem o SSTC i DRSSTC, zasadzie działania, opis falownika i wyróżnione głównie te dwa typy mostków i trochę wspominając o tranzystorach dlaczego takie a nie inne, przerywacz, no i podrozdział akustyka cewek Tesli i tu opisałem teorie wytwarzania dzwięku przez cewki, typy modulacji i tutaj opisałem PRF i wspomniałem o E class SSTC chociaż nie głęboko, bo akurat nie chce robić głośnika plazmowego. Chyba jeszcze bede musiał opisać PWM. Teorie właśnie dałem do sprawdzenia, więc może się tam jeszcze co nieco zmienić.

Praktyka no to tutaj jak już mówiłem będzie stworzenie modelu, najlepiej dla mnie jakby był funkcjonalny a zarazem dydaktyczny, chociaż nie wiem czy dam tą cewkę uczelni.
Założenia jeszcze do uzgodnienia, na pewno zrobimy jakiś test akustyki oraz zasilania, żeby sprawdzić wierność sygnału wyjściowego z zadanym. Promotor mówił, że najlepiej byłoby własny pomysł, może też zrobić jakąś symulacje... W każdym razie będę kombinował

chociaż nie wiem czy dam tą cewkę uczelni.

Jeśli od tego będzie zależeć ukończenie szkoły to nie będziesz miał wyjścia...
Ale powiedz mi taką rzecz, jeśli jest to praca poglądowa czy przeglądowa jak ją tam zwą, to czemu musisz mieć fizycznie tą cewkę jako przedmiot pracy? Czy musisz jakąś udowodnić tezę czy coś wykazać itp. na żywo? No bo jeśli kupiłeś tą cewkę, tylko po to aby ją rozebrać dla schematów to poniosłeś kompletnie niepotrzebny koszt. Ta inżynieria wtórna jest kompletnie niepotrzebna. Lepsza o wiele byłaby ta książką, którą podałem.
Mimo, że podałeś temat to wciąż nie potrafię uchwycić sedna problemu tej pracy. Akustyczna cewka Tesli to jest w zasadzie każda, bo każde wyładowanie jest źródłem fali akustycznej, zaś jakby temat brzmiał: Muzyczna cewka Tesli to zmienia postać rzeczy albo: Cewka Tesli... np. Cewka Tesli jako typ obwodu rezonansowego, czy cewka Tesli jako wysokonapięciowy typ obwodu rezonansowego, zastosowanie/wykorzystanie cewki Tesli jako instrumentu muzycznego itp itd.
Dla mnie temat pracy do poprawki jest od razu, a dokładniej musisz go uściślić...

Tylko, że temat już jest zatwierdzony i chyba już za późno na jego zmianę. Też nazwałbym ją muzyczną, ale tak mi zaproponował promotor. Niby można rozumieć ogólnnie, że akustyczna jest każda, ale często też się mówi, jak grane jest na prawdziwych instrumentach, to określa się jako acoustic, więc może nie ma się co tu wiele czepiać. Co do formy pracy, to jednak lepiej się patrzy, jeśli jest projektowa z skonstruowaniem modelu. Jeżeli tego modelu nie ma, to będzie więcej opisywania. Co do sensu to najlepiej zacytuje ci promotora:


Należy się skupić na aspekcie pracy cewki tesli, gdyż opis dotychczasowych rozwiązań, jest tylko kolejnymi modyfikacjami tego samego pomysłu. Należy znaleźć materiały źródłowe, które opisują wynalazek Tesli, a opartym na wykorzystaniu w praktyce pojęcia rezenonsu impedancji układu, które to wykorzytstał autor w swojej realizacji.
Wykorzystanie cewki Tesli, jako elementu pracującego zgodnie z częstotliwościami akustycznymi, to kolejna modyfikacja pomysłu.

Praktyka "Realizacja układu z opracowaną procedurą testowania parametrów pracy cewki (dotyczy to parametrów zasilania, częstotliwości oraz efektów pracy - oszacowanie wpływu zmian częstotliwości (z generatora częstotliwości) na pracę wykonanego ukłądu.

Co do materiałów, to w garażu mam wiele rzeczy elektronicznych, więc zobaczę co da się wykorzystać. Na pewno nie będzie problemu z wykonaniem cewki wtórnej, diód mam niemało, rezystorów też, tylko nie wiem jak wyjdzie z poszukiwaniami odpowiednich układów scalonych. Arduino nano też mam.

Co myslicie o takim rozwiązaniu ? https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf ... /ecj.12196
Wykorzystałoby się może inny sterownik do mosfetów.
https://www.loneoceans.com/labs/sstc2/

korbi102 pisze:Co myslicie o takim rozwiązaniu ? https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf ... /ecj.12196

Pobieżnie przejżałem, sama teoria, w dodatku zbyt mocno uproszczona by mogła poprawnie i efektywnie działać.

Myślę że skoro skupiasz się na SSTC, mógłbyś pokazać że DRSSTC jest bardziej rozbudowaną wersją zwykłej SSTC, gdzie w obu teoria projektowania jest taka sama tylko w DR trzeba uwzględnić rezonans na pierwotnej stronie, i wtedy skupić się na DRSSTC. Zrobienie małego, a więc lekkiego i niezbyt drogiego, modelu będzi stosunkowo proste, konkretniej mógłbyś przedstawić komplet obliczeń co, jak, czemu i z czego wynika, na tej podstawie zaprojektować taką teslę, wiadomo dobór elementów, finalnie budowa modelu wg własnego projektu. Miałbyś wtedy do niego pełną dokumentację wraz z każdym napięciem i prądem w dowolnym miejscu.
Co warto opisać a co wyróżnia ten typ cewki od innych, to wymagane wyprzedzenie przełączania tranzystorów i sterujący tym układ. Pewnie to wiesz, ale jeżeli nie - w DRSSTC prądy obwodu pierwotnego bywają tak wielkie, że sterowanie tranzystorami wyliczone do dziesiątek nanosekund jest kluczowe nawet nie do efektywnej pracy, co po to by tranzystory nie wyleciały w powietrze zaraz po uruchomieniu.
Jeżeli decydujesz się na budowę modelu, największy koszt to zwykle tranzystory. Tu niestety pojedyncza sztuka potrafi kosztować kilkadziesiat złotych a będziesz musiał liczyć się z tym że przy błędach w projektowaniu lub/i uruchomieniu do kosza może pójść ich całe wiadro. Ich koszt byłby ogromny... gdyby trzeba było je kupować Ale o tym dla ochrony przed polską cebulą nie będę pisał publicznie.

Co do tej precyzji w przełączaniu chodzi o właśnie to przełączanie metodą Zero Courrent Switching?
Co do tranzystorów domyślam się . Mógłbyś mi po krótce opisać od jakiej strony powinienem ugryźć to projektowanie? Chciałbym w sumie już coś zacząć, żeby nie tracić czasu i myslę, że najszybciej byłoby wykonać uzwojenie pierwotne, co do reszty się dowiem, ojciec ma tyle elektroniki w domu, że może znajdą się jakieś tranzystory IGBT

korbi102 pisze:Co do tej precyzji w przełączaniu chodzi o właśnie to przełączanie metodą Zero Courrent Switching?

Dokładnie. Nazywa się to miękkie przełączanie.
W porównaniu do przełączania twardego, przez tranzystor płynie prąd i występuje na nim prawie zerowe napięcie (bo przewodzi). W momencie przechodzenia w stan zaporowy najpierw na tranzystorze rośnie napięcie do kilkudziesięciu/kilkuset woltów, (tranzystor wychodzi z nasycenia) a dopiero później zaczyna spadać prąd (faktycznie się wyłącza). A że moc wydzielana na złączu to napięcie razy prąd, to w chwili przełaczenia straty na tranzystorze są duże. Spójrz na kolory granatowy i zielony.
W typowych obwodach praca przy takich przełączeniach to kwestia zaprojektowania chłodzenia i użycia odpowiednich trazystorów. W przypadku obwodów rezonansowych gdzie napięcia idą w setki woltów a prądy w setki amperów straty byłyby tak ogromne że obudowa tranzystora nie zdążyłaby się nagrzać a złącze by się stopiło.
Dlatego stosuje się miękkie przełaczanie. Najprościej wyróżnić medody Zero Voltage Switching i Zero Current Switching. Teoretycznie sprawa jest prosta, jeżeli w momencie przełączenia jedno z nich (prąd lub napięcie) bdzie zerowe, to strat przełączenia prawie nie będzie. Problem w tym że samo przełączenie nie jest natychmiastowe a trochę trwa, więc znając czas przełączenia trzeba zacząć przełączanie przed osiągnięciem przez prąd punktu 0, by skończyło się po przejściu przez 0. To zagwarantuje minimalne straty. Jak niskie? W praktyce przy odpowiednim dostrojeniu tranzystory w TO247 przełączając kilka kilowatów mogą pracować bez radiatorów i być lekko ciepłe.
A do wykrywania idealnego momentu na przełączenie służy właśnie predikter.
Ale wysiłek jest tego wart, cewki DRSSTC potrafią przepychać przez siebie olbrzymie moce generujac chyba najlepsze wyładowania.

korbi102 pisze:Mógłbyś mi po krótce opisać od jakiej strony powinienem ugryźć to projektowanie? Chciałbym w sumie już coś zacząć, żeby nie tracić czasu i myslę, że najszybciej byłoby wykonać uzwojenie pierwotne, co do reszty się dowiem, ojciec ma tyle elektroniki w domu, że może znajdą się jakieś tranzystory IGBT

Sam jeszcze DRSSTC nie budowałem, obecnie kończę VTTC, ale wydaje mi się że odpowiednim podejściem byłoby zrozumienie jak działa zwykła SSTC. Nieco od dupy strony - mamy uzwojenie wtórne wraz z torusem tworzącym kondensator, a więc układ rezonansowy LC. Kluczowa sprawa że pojemność między torusem a zwykle ziemią zależy od otoczenia. Mamy uzwojenie pierwotne i kondensator rezonansowy szeregowo z uzwojeniem czyli kolejny układ LC. Ważne by częstotliwość rezonansowa obu ukłądów była identyczna. Przed uruchomieniem w nowym miejscu trzebaby urządzenie dostrajać przepinając ilość zwojów na pierwotnym, ale możesz zrobić jakiś mechaniczny układ sterowany silnikiem który będzie to sam robił. Ułatwiłoby to prezentację i ogólne używanie. Możesz nawet ten proces zautomatyzować ale to już dygresja.
W obwodzie pierwotnym mamy uzwojenie pierwotne - dla prądu zmiennego ma ono rezystancję oraz reaktancję indukcyjnę. Idea DRSSTC względem SSTC to ten kondensator w obwodzie pierwotnym. Opór takiego w układzie prądu przemiennego nazywamy reaktancją pojemnościową. Dla częstotliwości rezonansowej obie reaktacje się "znoszą" (ich suma to 0) więc raz że jedyne co ogranicza nam prąd w uzwojeniu pierwotnym to jego rezystancja. A że pierwotne to gruby miedziany drut, często miedziana rura, to rezytancja jest prawie żadna co pozwala na przepłynięcie wielkich prądów. Do tego napięcie na pierwotnym ma część rzeczywistą (wynikającą z małej rezystancji) i urojoną (wynikającą ze stsunkowo dużej w porównaniu z rezystancją indukcyjności). Sprawia to że mając napięcie zasilania DRSSTC rzędu 300-400V, na uzwojeniu pierwotnym możemy mieć 800 i więcej.
Wszystko powyższe to kwestai założenia przy jakiej częstotliwości cewka ma pracować i policzenie elementów biernych. Największa zabawa zaczyna się teraz - trzeba zaprojektować mostek (falownik) który przeżyje kilkadziesiąt amperów przy kilkuset woltach. To też nie jest kosmicznie trudne, ale ilość obliczeń jest dosyć duża i radzę się do nich przyłożyć, symulując i licząc każdy parametr. Odpowiednie tranzystory, diody. To niestety może sporo kosztować ale jak coś więcej będziesz miał pomogę Ci załatwić je za darmo. Masz plecy na uczelni to nie będzie z tym najmniejszego problemu. Gorzej z kondensatorami. Je chyba będzie trzeba kupić, a takie z niskim ESR, do pracy impulsowej i wielkich prądów są drogie.
Powyższe tyczy się cewek DRSSTC o "typowych" dla nich rozmiarów, czyli krów po kilka kilowatów w górę. Ty raczej wolałbyś mały model więc i cenowo nie będzie tragedii.
Następnie drivery tranzystorów IGBT, "groszowe" sprawy, i serowanie czyli predikter i przerywacz.
Ah! przerywacz. Tu idea jest prosta, raz że daje nam możliwość sterowania wyładowaniami np by generować muzykę, dwa że możemy przekonać urządzenie do pracy przerywanej, powiedzmy przez 900ms urądzenie czeka i stygnie, a przez 100ms pracuje z 10x wyższą mocą.
Inna kwestia że muzyczne cewki tesli w wersji DRSSTC to taki średni pomysł. Nie żeby były złe, ale na tym polu SSTC są dużo lepsze, umożliwiają precyzyjniejszą pracę.
Także internet w dłoń, raczej angielskie/czeskie/słowackie/rosyjskie części internetu i lecisz

EDIT:
Zapomniałem, w DRSSTC wszystko się grzeje. Kondensatory zasilające, kondensator rezonansowy, wszystko to trzeba chłodzić wentylatorami by się nie stopiło albo nie wybuchło. Oczywiście tranzystory i diody też.

Jeżeli skończysz fazę projektowania i będziesz miał wszystko lądnie przygotowane, na pewno przyciągnie to tutejszych fachowców którzy sprawdzą i doradzą.