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Thema: 600V Offset für 2kV Wechselspannung erzeugen

  1. #1

    600V Offset für 2kV Wechselspannung erzeugen

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    Hallo,
    ich versuche für ein physikalisches Praktikum einen Versuch aufzubauen und habe folgendes Problem:
    Ich habe 3 Wechselspannungen mit einer Phasenbeziehung von 120° ca. 50Hz und einer Spannung von ca. 2kV. Strom muss keiner fließen (keine Last) es geht lediglich um das erzeugen von elektrischen Feldern zwischen 6 Scheiben

    (Die Werte sind mit "ca." angegeben, da man im besten Fall Frequenz und Spannung schrittweise erhöhen soll, für den Anfang jedoch würde mir genügen das vorliegende Problem für eine fixe Situation zu lösen)

    Auf eine der 3 Spannungen soll nun ein 600V Offset gegeben werden, soll heissen die Spannung oszilliert nicht mehr um Null sondern eben um eine Gleichspannung von 600V.

    Da ich Physiker bin habe ich leider keinerlei Ahnung ob und vorallem wie sich so etwas realisieren bzw beschalten lässt.

    Die Wechselspannung ist gegeben, alles andere wie beispielsweise Netzgerät für die 600V muss gekauft werden, jedoch was für eins?

    Also zusammenfassend:
    Offset von 600V erzeugen:
    - Wie?
    - Welche Geräte?

    Mit freundlichem Gruß

    Schoegges

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von robocat
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    Vielleicht ein Schnellschuss, aber mit 2 Widerständen und einem Kondensator sieht das in LTSpice schon halbwegs so aus wie gewünscht:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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    Da die Quelle nicht belastbar sein muss, könnte man eine Wechselspannung mit einer Villard-Kaskade (glaube so hiess die?) solange verdoppeln, bis man auf die 600V DC kommt (die Schaltung erzeugt Gleichspannung). Zum genauen Einstellen der 600V könnte man Zener-Dioden verwenden (3x 200V in Reihe gegen Masse).

    Grüße von der Katze

    Edit:
    Für meine Geigerzähler habe ich benötigte 500V mal so erzeugt:
    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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    Geändert von robocat (11.02.2013 um 17:15 Uhr)

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Wenn du nur ein Feld erzeugen willst würde ich auch zu einer Villard-Kaskade greifen.
    http://de.wikipedia.org/wiki/Villard-Kaskade
    mit sowas hat man früher die hohen Röhrenspannungen erzeugt.
    Und die eine Seite der Kaskade dann mit deiner Wechselstromversorgung verbinden.

    Beachte, dass du Bauteile nicht an ihre maximalen Grenzen bringst, sondern genug Sicherheitsspielraum lässt.
    Wenn du z.B. 320V sperren willst würde ich eine Diode nehmen, die 600V sperren kann.

    Ich werd mal rasch was zusammenzimmern.....

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    So...da wäre die Schaltung. Wenn du einen Trenntrafo anschliesst, kannst du die Gleichspannung schön einstellen. Da sind auch weit mehr als nur 600V drin, wenn du die Schaltung gleich mit 230V speist. Mit mehr als 230V würde ich die Kondensatoren aber nicht belasten...auch wenn sie für 450V ausgelegt sind.
    Anhang 24495

    So siehts dann in der Simulation aus:
    Anhang 24496


    Die Teile solltest du nehmen können:
    Diode
    Kondensator

    Für den Trafo nimmst du irgendeinen Stelltrafo, mit dem du zwischen 0-230V rumschalten kannst.

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied
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    Hallo,

    @robocat

    Hast evtl. mal noch paar angaben zu dem TR1?

    Danke

    mfG
    Mario

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Lebende Robotik Legende Avatar von PICture
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    Hallo!

    Ich habe die Schaltung fürs Addieren von (AC) Wechsel- und Gleichspannung (DC) skizziert. Der Wert von C ist von Frequenz der AC Spannung abhängig und er muss min. AC + DC Spitzenspannung (also um 2,6 kVs ?) aushalten. Der Widerstand mit genügender Verlustleistung und Spannungsfestigkeit wie C darf ziemlich groß sein und der DC Offset sollte angeblich nicht mit dem AC "schaukeln".

    Zum Rechnen: die Frequenz F = 1 / 10 * pi * R * C für 1% Amplitudengenauigkeit von AC Spannung auf der Platte.

    Übrigens, in der Schaltung von White_Fox (600V_Offset.jpg) müssen beide Trafos zwischen primärer und sekundärer Wicklung eine Isolation von min. 2,6 kV haben.
    Code:
                              |
                              |
                    C         |
                              |
                    ||        |
                +---||---+---+| P
        AC      |   ||   |    |
             ? / \      .-.   |
      2 kVs   ( ~ )     | |   |
               \ /    R | |   |
                |       '-'   |
               ===       |
               GND  DC  / \
                       ( = )
                  600V  \_/
                         |
                        ===
                        GND
    
    (created by AACircuit v1.28.6 beta 04/19/05 www.tech-chat.de)
    Geändert von PICture (24.04.2013 um 14:56 Uhr)
    MfG (Mit feinem Grübeln) Wir unterstützen dich bei deinen Projekten, aber wir entwickeln sie nicht für dich. (radbruch) "Irgendwas" geht "irgendwie" immer...(Rabenauge) Machs - und berichte.(oberallgeier) Man weißt wie, aber nie warum. Gut zu wissen, was man nicht weiß. Zuerst messen, danach fragen. Was heute geht, wurde gestern gebastelt. http://www.youtube.com/watch?v=qOAnVO3y2u8 Danke!

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