thyristors aansturen.

Hallo iedereen. Ik heb weinig ervaring met aansturen van thyristors waar moet ik op letten? Weet iemand een goede AN/pdf?

Ik wil meerdere thyristors in serie zetten en ze tegelijk aansturen met ieder een eigen een gdt, gate drive transformer. Ik moet namelijk 15 kv sckakelen bij 10A. Maar de stroom gaat mooi sinusvormig van 0 naar piek en terug naar 0.
Iedere thyristor krijgt een 1:10 ringkern transformatortje met de secundaire van de gate naar de kathode.
Door de primaire/enkele draad door al de ring kerntjes wil ik een puls van 200 us en 2,5 ampere sturen zodat alle gates een puls van 250 mA en 200 us krijgen.
De puls maak ik met een mosfet. Ik plaats een flyback diode over de primaire, maar toch krijg je een negatieve piek op de gate van de thyristor door koppeling factor etc. Zijn ze daar gevoelig voor? kunen ze dicht klappen door een negatieve spanning op de gate als een gate turn off thyristor? GTO.
Als mijn voorwerk klopt moet the holding current ruim genoeg zijn na 200 us. 1 A

Dat zal wel een grap zijn, of anders zal je bij Siemens wel iets kunnen bestellen wat dit aankan. Ze gebruiken dat om treinen mee te doen rijden.

Ik heb een beetje ervaring met thyristors, maar niet heel veel. Het is belangrijk om ze met voldoende stroom te ontsteken, en de dI/dt van de gatestroom moet groot genoeg zijn. Je hebt dus een transformator nodig met een goede koppeling, en dus een lage lekinductie, om die dI/dt hoog genoeg te krijgen.

De negatieve spike laat zich natuurlijk eenvoudig onderdrukken met een diode anti-parallel met de gate-kathode overgang.

Het lijkt me wel belangrijk om voor een goede verdeling van de stromen te zorgen; als je de gates elk een eigen wikkeling geeft op dezelfde transformator, zonder andere maatregelen, zou de gate waarvan de spanningsval het kleinst is, de meeste stroom opnemen, waardoor een of meerdere andere thyristors wellicht een te lage gatestroom krijgen. Als je elke gate een kleine weerstand in serie geeft, zou dat de verdeling wel ten goede komen, lijkt me.

Het lijkt me nog wel een uitdaging om ervoor te zorgen dat alle thyristors tegelijk ontsteken; als er een net iets trager is dan de rest (en dat zal, door parasitaire effecten, altijd gebeuren), krijgt hij de volledige spanning te verwerken.

Dit zou je gedeeltelijk kunnen voorkomen door RCD snubbers te gebruiken, waarbij je dus voorkomt dat de spanning over elke thyristor heel hard gaat stijgen door via een diode een condensator te laden.

geen grap. dc na een 6 fase gelijkrichter werkt al.

Heftig! Da's 150kW!

Ik heb al kerntjes met een hoge Al . juiste kerntjes gaan echt bepalen of dit gaat werken. dank je sparkygsx.
Ja rew echt 150 kw!

Op 13 maart 2016 19:14:05 schreef rew:
Heftig! Da's 150kW!

Niet meer. Das maar een klein treintje :-).
Ik zie je al beginnen om drive tafo's te wikkelen die aan 30kV (marge)doorslagspanning gaan voldoen. Optische kabels zijn veel geschikter en veiliger om zo iets te gaan doen. Lees modulatoren van zware co2 laser snijders, en dan nog gaat het dan maar over stromen van 1A a 20kV. In de manual staat in koeien van letters dat aanraken geenenkele overlevingskans biedt.
Mogen we ook de toepassing kennen?

Tesla spoel die 500 keer per seconde een 400nf condensator moet opladen tot 30kv.

Een teslaspoel is geen stroombron. Kan goed zijn dat het bijna een halve minuut gaat duren eer 400nF vol raakt.

ha ha 400nF halve minuut tot 30 kv, ga rekenen jerome

Volgens mij gaat u dat niet lukken, afgezien van het feit dat thyristoren in serie schakelen niet zo vanzelfsprekend is zul je ook nog andere punten moeten aandacht geven.
50Hz thyristoren zullen niet voldoen op 500Hz, zijn te traag.

Egalisatieweerstanden, weerstanden die de spanning over elke thyristor gelijk maken, moeten ook hsp weerstanden zijn, de snubbers ook...

Je zult uw thyristoren met een pulstrein moeten ontsteken wegens de capacitieve of inductieve last

En zoals Jerome al schreef, de isolatie van de onsteektrafo.

Wat ik me vanochtend nog bedacht is dat je dit project beter klein kan beginnen. Begin eens met wat goedkopere onderdelen, en dan 2 in serie voordat je als het mis gaat in 1x 100 euro of meer aan thyristoren naar de eeuwige jachtvelden helpt.

Google eens op "light triggered thyristor". Dat lijkt de aangewezen weg voor deze spanningen en vermogens te zijn.

Infineon heeft hele leuke exemplaren. 2300A bij 8000V schakelen bijvoorbeeld. Maar ze hebben het wel steeds over 50/60Hz.

http://www.infineon.com/dgdl?folderId=db3a304412b407950112b4095af601e2…

[Bericht gewijzigd door joopv op (14%)]

Ik ga zeker eerst op kleine schaal beginnen. Veel teveel werk om het meteen op grote schaal tedoen. Ik denk aan 30 a 40 1000v thyristors in serie voor 15 kv.

Light triggered thyristors heb ik al eerder naar gezocht maar die bestaan alleen op industrieele schaal hockeypucks, leuk als je een hvdc distributie lijntje wilt aanleggen. Net nog even gezocht op de infineon webshop. Daar hebben ze een lief kleintje van 540A 8kv. Daar heb ik er dan 2 of liever 3 van nodig. 1500 euro bij afname tot 3 stuks. 4500 euro is helaas ver boven mijn budget. Het is toch puur voor de hobbie..

Wat ik heb is een werkende teslaspoel met een 400nF tank condensator.
Trafo, 150 Kva 10,4 Kv. Gelijkrichtbrug. 6*30 10A diodes in serie. Dat geeft een mooie 15 kvdc die vlak genoeg is. Nog eens 30 20A diodes. Dan een paar henry ballast. Dan tankcondensator. Dat werkt allemaal perfect. Als de draaiende vonkbrug de condensator ontlaad beperkt de ballast de stroom naar de condensator en zorgt dat die oplaad tot 30 kv. Dat gebeurd instelbaar tot 500 keer per seconde, toerental van de vonkbrug.

Nu wil ik digitaal regelen of de condesator wel of niet mag opladen. Een thyristor lijkt me iedeaal om dat de stroom keurig naar nul gaat en ik niet hoef te timen hoelang het opladen duurt. Ander groot voordeel is dat ik de gate niet actief hoef te ontladen zoals bij een igbt of mosfet.

Iedee is een hoogspannings kabel met daaromheen 30 ring kerntjes om de 30 thyristors aan te sturen. Zolang de onderlinge afstand tussen de kerntjes groot genoeg is heb ik geen isolatie problemen. Door de hvdraad stuur ik de 2,5A puls.
Deze stack plaats ik dan tussen de bruggelijkrichter en de extra 20A gelijkrichter.

Ik schakel dus geen ac maar dc. Het stroom verloop is precies een eerste halve periode van een sinus. Resonatie frequentie van de ballast met de 400 nF. Tweede helft is er niet door de diodes.
Moet ik dan een puls trein gebruiken ? De K-A stroom neemt namelijk tamelijk snel toe in eerste instantie. Met wat spice simulaties, vond ik dat ik de gate lang genoeg kan voeden met 250 mA tot een kwart periode als de stroom maximaal is. Tenminste met het juiste kernmateriaal, oppervlakte en in plaats van een thyristor een diode als gate naar kathode. E25 ringkernen die zeer geschikt zijn om grote igbt's en MOSfets's aan te suren tot 200 kHz.

Waarom zijn thyristors te langzaam mgp? Je kan toch ook maar 10% van de fase aansnijden? Of heeft een thyristor een langere recovery tijd na het doven voor je hem weer mag aansturen ofzo?

Volgens mij kun je beter een dikke zendbuis ervoor gebruiken om die teslaspoel aan te sturen, of een solid state tesla spoel maken.
Dat lijkt mij veel makkelijker.

Op 14 maart 2016 19:23:40 schreef Martin V:
Volgens mij kun je beter een dikke zendbuis ervoor gebruiken om die teslaspoel aan te sturen, of een solid state tesla spoel maken.
Dat lijkt mij veel makkelijker.

Solid state heb ik ook gemaakt. Maar niet 150 kva en 9 meter overslag. is ook nog niemand gelukt.
Ik heb hier een Jan 1257 thyratron. 40 bij 20 cm glaswerk, die kan het niet.

Die 150kVA trafo verplaats je met een vorkheftruck neem ik aan.

Johan

Op 14 maart 2016 19:49:07 schreef snameroc:
Die 150kVA trafo verplaats je met een vorkheftruck neem ik aan.

Johan

Wat er aanwezig is. Rollen gaat nog wel. Ding heeft een soort van trein wielen. Tillen verder geen optie. +- 400 kilo.

Op 14 maart 2016 17:56:16 schreef ArjanEmm:
Nu wil ik digitaal regelen of de condesator wel of niet mag opladen. Een thyristor lijkt me iedeaal om dat de stroom keurig naar nul gaat en ik niet hoef te timen hoelang het opladen duurt.

Maar je zult wel moeten meten hoe hoog de spanning is van de te laden C en de aangeboden spanning op dat moment, niet zo eenvoudig op die spanningen.
Daaruit kun je het geschikte ontstekingstijdstip bepalen.

Gewone thyristors zijn te traag en zijn ontworpen voor 50Hz - 100Hz, als je hoger gaat moet je High Frequency typen kopen zoals ze gebruiken in windmolens.

Maar ik blijf erbij, als je maar zoveel ervaring hebt met thyristors is het onbegonnen werk.

mgp, Ik hoef niet te meten. Ik weet dat de spanning op de C 0 is als ik ontsteek en de aan gelegde spanning 15 kv dc is.

.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op (98%)]

Op 14 maart 2016 17:56:16 schreef ArjanEmm:
Ik ga zeker eerst op kleine schaal beginnen. Veel teveel werk om het meteen op grote schaal tedoen. Ik denk aan 30 a 40 1000v thyristors in serie voor 15 kv.

Dan verschillen we van mening over wat "klein" is. Ik dacht aan "2 of 3 in serie en totaal onder de 1000V". Neem je dan 1000V thyristoren, dan KAN je ze niet met overspanning kapot maken. Maar onderwijl wel meten of je constructie inderdaad de spanningen netjes verdeelt.

Dat is wat mij betreft het "onderzoek" deel van dit project. Het stuk met onzekerheid. Jij geeft aan dat 4500 euro aan onderdelen je te ver gaat. Als je met "het werkt toch niet" 30-40 Thyristoren van een tientje opblaast zit je na 3x ook aan de 1000 euro.

Als je iets doet waarvan je weet dat het riskant is, en waarom, dan kan je het een keer proberen. Dus neem een PSMN1R2-30 en ontlaad een condensator met 20V er in zo hard je kunt. In theorie wordt de stroom iets van 20kA: 20V/0.001 ohm. In de praktijk zal er wel voldoende impedantie in het systeem zitten dat de stroom onder de max van de fet blijft, toch? Als je je dat realiseert, kan je het proberen, constateren dat het werkt, of niet, en daarna verder met je project. (Dikkere mosfet zoeken, impedantie toevoegen of "niet over drukmaken").

Maar als de boel kapot gaat zonder dat je weet waar het aan ligt dan gaat er nog veel meer kapot voordat je er achter bent wat het is. Dus kan je beter de boel gecontroleerd kapot laten gaan.

Ik gisteren m'n motor-controller-voeding van 12V naar 24V gedraaid, met de 30V mosfets, moet toch wel gaan? Dus nadat het even gewerkt had op 24V... ineens niets meer. Alles dood! Dan weet je dus niet waar het aan ligt en heb je dus "nog talloze ladingen met fets" die kapot gaan in het verschiet. Da's vervelend. (vind ik) Of je stopt de stekker er weer in. Pfff!

Op 15 maart 2016 01:54:54 schreef ArjanEmm:
Ik weet dat de spanning op de C 0 is als ik ontsteek en de aan gelegde spanning 15 kv dc is.

Ja de eerste keer, daarna tast je in het duister als je niet meet.
Ook de 0V zul je moeten meten :p

Best eens een opstelling maken zoals Rew schrijft, doe dat zo zorgvuldig mogelijk om alle alle niet HSP gerelateerde fouten te elimineren.

Je begeeft u op voor hobbyisten op onbekende wegen, behalve over heel voorzichtig zijn, zul je niet veel raad kunnen krijgen.

Hopelijk krijgen we feedback en een foto van het geheel, altijd heel interessant.

Op 14 maart 2016 19:44:55 schreef ArjanEmm:
[...]

Solid state heb ik ook gemaakt. Maar niet 150 kva en 9 meter overslag. is ook nog niemand gelukt.
Ik heb hier een Jan 1257 thyratron. 40 bij 20 cm glaswerk, die kan het niet.

Ik hoop dat je weet waar je het over hebt, die indruk maak je wel althans. :-)
Anders horen we na enkele experimenten nooit meer wat van je :-(

Maar de zin:

150kva en 9 meter overslag.

Stelt me toch wat teleur.
Die 2 grootheden horen niet bij elkaar. de ene is vermogen, de andere spanning,
Bij 9 meter overslag hoort een spanning van ±9 megavolt (bij 1kv/mm)

Ja dat zou toch kunnen, een teslaspoel heeft een enorm hoge uitgangspanning.
Bij een spoel van 1000 windingen secundair en 5 windingen primair is de transformatie verhouding 200.
Met 10,5kV op de primaire is de spanning op de secundaire 2100kV, dat is welliswaar geen 9MV maar dit is slechts een voorbeeld.

Beste Arjan,nu is het me nog steeds niet helemaal duidelijk hoe het principe schema met die thyristors en de mosfet eruit ziet.
Zou je iets kunnen tekenen?