Puesta a tierra de mis bancos de condensadores

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Había una ambigüedad en mi pregunta inicial, y no se proporcionó el esquema general de mi circuito, lo que llevó a un malentendido. He reformulado mi pregunta a continuación, con la esperanza de hacerlo más sencillo y proporcionar más detalles.

Básicamente, necesito descargar mi banco de supercapacitores de filtro para suavizar la salida de alta corriente de un rectificador. Después de recibir algunos comentarios, parece que la mejor manera de hacerlo sería usar una resistencia de sangrado en paralelo con los supercapacitores (corríjame si me equivoco).

¿Cuál es la mejor manera de descargar de forma segura los condensadores después de que se haya apagado el circuito? Si utilizo resistencias de purga de 2kΩ, ¿los condensadores se descargarán lo suficientemente rápido o demorarán mucho en descargarse?

Para estar fuera del contexto en el que se realiza el filtro del banco de supercapacitores (vea también el diagrama a continuación):

  • La salida del rectificador de onda completa se puede ajustar (cambiando la configuración de Variac) en el rango de 0-200Amps y 0-10v (corriente alta, baja tensión)
  • La salida del rectificador de onda completa se divide en 10 circuitos paralelos, cada uno de ellos con un supercapacitor con una potencia de 2.7v, 100F
  • La corriente dada en uno de estos supercapacitores estará, por lo tanto, entre 0-20Amps (comenzaré en 0 y aumentaré gradualmente, es posible que no puedan manejar los 20Amps completos)
  • El voltaje dado en uno de estos supercaps estará por debajo de su voltaje nominal, probablemente alrededor de 2.5v
  • La idea detrás de esto es que los supercaps suavizarán la forma de onda de DC individualmente (a corrientes más bajas), y cuando los circuitos paralelos se vuelvan a combinar nuevamente, habrá una salida de corriente alta como antes, excepto que se suavizará, sin golpear la 0v en 120Hz
  • Nota: entiendo que hay mejores maneras de suavizar una salida de alta corriente (estas opciones son demasiado caras y complicadas, por ejemplo, utilizando una fuente de alimentación trifásica)

Este banco de supercapacitores debe descargarse después de que se apague el circuito. La corriente y el equipo que se está utilizando es, por supuesto, MUY PELIGROSO, y lo conozco muy bien (por lo que estoy haciendo preguntas aquí y hablando con otros electricistas).

Elpolywell,enresumen,esundispositivoqueutilizacamposmagnéticosexternosparaconfinarelectroneseionesdedeuterioparareaccionesdefusión.Paracrearloscamposmagnéticossenecesitaunafuentedealimentacióndealtacorriente.Esunconceptonovedosodefusiónquenocuentaconfondossuficientesytieneungranpotencialdecrecimiento(ydefinitivamenteestoyenunaposiciónútilparahacerexperimentosútilesconélunavezquesehayaresueltomicircuito.Tengounmarcodepolywellimpresoen3D,tengounconjuntodecámaradevacíoarriba,tengaconfiguradaunaemisióntermoiónicaytengaunafuentedealimentacióndepulsosdealtovoltaje(@RussellMcMahon).

LassalidasdetodoelcircuitodescritoanteriormentesonidealmenteunaformadeondadeCCalgosuavizada,altacorrientehasta200Aybajatensión~2.5v.Estasalidaseusarásolaparaalgunosexperimentosconelpolywell.Sinembargo,enotrosexperimentos,estoyplaneandoreducirlacorrientedesalidadeestecircuitoparaelusodelacargadeochocondensadoresenparaleloconunaclasificaciónde450vy1500uF.Estebancodecondensadoresseutilizaráparaproporcionarunsoloimpulsodecorrientemuyalta(~2.5kA)conuncircuitodeimpulsodedisparoySCR(circuitoproporcionadoacontinuación).Seutilizarándiodosdeprotección(secolocanalrevésenparalelo)paraprotegerestoscapacitores.Enteoría,estebancodemayúsculasnonecesitaserdescargadocomolassupercápsulasdefiltradoporqueyaestarádrenadoconelpulsoSCR.Peroparasermásseguro,esmejorteneruncircuitodedescargaconfiguradoparaestastapasencasodequeelSCRnoemitaelpulsoquenecesitamosonoesténcompletamentedescargadosporalgunarazón.

En relación con mi pregunta anterior, ¿cuál es la mejor manera de descargar de forma segura estos capacitores (después de que SCR los descarga inicialmente)? ¿Y cuál es la mejor manera de descargar los supercapacitores de suavizado?

    
pregunta Jeremy Adams

2 respuestas

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Los diseños de sus circuitos no tienen sentido y no funcionarán.

Su primer circuito no funcionará porque no hay nada colocado para descargar los condensadores. Habrá una corriente a través de la bobina mientras se cargan los condensadores, luego nada una vez que se hayan cargado.

Tu segundo circuito no funcionará por varias razones:

  • No puede cargar un condensador a un voltaje más alto del que se suministra. Si el voltaje presente a través de su puente rectificador fuera de 2,5 V, el banco de capacitores se cargará a 2,5 V, y no más alto.

  • Los "supercapacitores de suavizado" presentan el mismo problema que el banco de condensadores en el primer circuito. Actuarán como un circuito abierto una vez cargados.

  • Si el banco de capacitores primario se cargó realmente, descargarlo provocaría una corriente de retorno que probablemente apagaría el puente y los diodos de protección.

Como otros lo han notado, estás en una situación muy difícil aquí. Los voltajes y corrientes que estás describiendo son extremadamente peligrosos. Corres grave riesgo de herirte o matarte a ti mismo oa otra persona. Retrocede y obtén algo más de experiencia en electrónica básica antes de intentar continuar.

    
respondido por el duskwuff
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Esta respuesta, que tendrá que "madurar" como lo hace la pregunta, es a partir del domingo 31 de julio, hora de Nueva Zelanda, así que en algún momento del sábado 30 en la mayor parte del mundo real. (Eso es para permitir que la coincidencia entre la pregunta y la respuesta sea verificada).

Una imagen muy completa de lo que cree que está haciendo con el voltaje y la corriente y el Polywell está en orden. En la actualidad, no es obvio lo que desea que logre el suministro de poser, pero es casi seguro que lo que ha demostrado no lo logrará.

Con la pregunta actualizada todavía no es obvio que usted entienda cómo los condensadores afectan la CC rectificada o cómo actúan los condensadores si están separados o combinados. No es obvio cómo pretende que los condensadores estén separados o combinados, o si pretende que estén todos conectados en paralelo en todo momento o en serie en algunas ocasiones.

Sería "inusual" cargar un banco de capacitores 'a través' de la carga como se muestra en su primer diagrama. No es la forma en que normalmente se utilizarían para suavizar la ondulación del voltaje y no es obvio lo que lograría o buscaría lograr con esta disposición.

La energía de extracción de un condensador (o un número en paralelo o en serie) hace que su voltaje caiga. Si el Polywell u otra carga toma una parte significativa de la energía, el voltaje se reducirá mucho. El contenido de energía es proporcional al voltaje cuadrado o el voltaje es proporcional a la raíz cuadrada del contenido de energía. Entonces, por ejemplo, si un condensador tiene el 100% de la energía objetivo a 2 V, contendrá un 25% de la misma energía a 1 V ((1/2) ^ 2 = 1/4 = 25%) y un 0,25% de tanta energía a 0,1 V (( (0.1 / 2) ^ 2 = 1/400 = 0.25%).

Los condensadores a 2,5 V no constituyen un peligro de sacudidas. Constituyen un peligro de descarga de energía. Energía almacenada en un condensador = 0.5 x C x V ^ 2.
Un condensador de 100 F a 2,7 V contiene 0,5 x 100 x 2,7 ^ 2 julios ~ = 360 julios. 10 de estos = 3600 julios. (Aproximadamente 310J y 3100J a 2.5V) Eso es alrededor del rango de energía de un arma de fuego personal superior (rifle de alta potencia y similar) y un cortocircuito en una superficie metálica podría arrojar cantidades peligrosas de metal fundido.

La constante de tiempo de descarga viene dada por t = R.C
Por ejemplo, la resistencia de 1 2000 Ohm y un condensador de 100 F tienen una constante de tiempo de 200 x 100 = 20,000 segundos ~ = 5+ horas. La constante de tiempo es el tiempo para que Vend caiga en ~ = 63% de Vstart, por lo que necesita un período de varias constantes de tiempo para acercarse a cero voltios razonablemente bien.
Una resistencia de 1 Ohm tendrá una constante de tiempo de 100 segundos.

Para proporcionar 310 julios a 200A y 2.5V toma t = E / (VI) = 310 / (2.5x 200) = 0.6s o 6s para cargar 10. Por lo tanto, el drenaje de una resistencia de 1 Ohm es pequeño comparado con el corriente de carga. (Carga = 1200 amp. Segundo).

Lo siguiente será chillón. Me disculpo, pero es mejor decirlo ahora para que tengas la oportunidad de arreglar las cosas. No hay intención de ser grosero (otra vez): no puede comenzar a lograr lo que está tratando de hacer sin aprender conceptos eléctricos básicos. En la actualidad, realmente realmente te acercas mucho a "no tener una pista", es decir, tus entendimientos fundamentales están ausentes o son erróneos, y eso tiene que cambiar. Poner esto a un lado y mirar algún material de entrenamiento básico es esencial.

    
respondido por el Russell McMahon

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