buck converter 3000V naar 12 V

3000 volt en 1500 volt bovenleidingspanning is geen wisselspanning maar gelijkspanning.
TS gaat uit van een condensatorlading, en volgens mij kan je geen wisselspanning in een condensator opslaan. ;-)

De Betuweroute en de HSL is 25kV 50 Hz
Frederick E. Terman

Golden Member

Dezelfde schakeling kan je ongewijzigd gebruiken om van 300V naar 3kV te gaan.
Als kleine jongen kon ik het schema van een Marx-generator uit mijn hoofd tekenen, zo'n prachtig idee vond ik het.
Hier worden de condensatoren parallel opgeladen, en dan door de gelijktijdige ontlading van de vonkenbanen, in serie gezet voor een hoogspanningsimpuls aan de uitgang.
Tegenwoordig zou je (voor lagere hoogspanningen) avalanchediodes kunnen gebruiken inplaats van de vonkenbanen.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/86/Marx_Generator.svg/560px-Marx_Generator.svg.png
bron: Wiki
Keramisch, kalibratie, parasitair: woordenlijst.org
Gelijk heb je, @Arco, en jij ook KlaasZ, ik ging het net verbeteren maar dat was dus niet meer nodig. Inderdaad gelijkstroom op de traditionele lijnen, zowel in BE als in NL.

Pour la petite histoire: het effect is een beetje speciaal als een Belgische trein naar NL rijdt, Essen-Roosendaal en Liège/Luik-Maastricht. Die trein is gemaakt voor 3000V= maar krijgt er dus plots maar 1500 meer... dus slechts beperkt vermogen beschikbaar. Maar NL tractiemateriaal zie je op het Belgische spoor enkel in de zgn. Beneluxtreinen, met meerspanningslocomotieven van het type Traxx.

(in de marge: v.w.b. "volgens mij kan je geen wisselspanning in een condensator opslaan" : in een ander draadje lezen we wel over wisselspanningsweerstanden, waarom zouden er dan geen wisselspanningscondensatoren bestaan? :) )

[Bericht gewijzigd door big_fat_mama op 28 november 2018 15:26:20 (17%)]

hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
Prorail wil ook de spanning in NL naar 3000v gaan verhogen, om harder en frequenter te kunnen rijden en ook energie te besparen.
(hardrijdende treinen moet nu nog enige tijd tussen zitten, om de bovenleiding tijd te geven om af te koelen...)
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Oei, en nu ga ik het topic laten ontsporen... ;)

Ik zie hier en daar al grotere isolatoren ja. Ik vind het geen slecht idee, maar zijn de meest recent aangeschafte treinen wel geschikt voor 3kv?
Of moeten ze dan hun hele materieelvoorraad gaan ombouwen naar 3kv geschiktheid?

Het afkoelen lijkt me niet aannemelijk. Waar heb je dat gehoord?
De trein gebruikt alleen maar +- 1000a tijdens het optrekken, gedurende 2 minuten. Daarna kom je met 100a toe om 'm rollend te houden aan 130km/h. Dat kan de bovenleiding zelf gemakkelijk hebben.
Op bepaalde baanvakken (Lelystad-Almere geloof ik) zijn er wel problemen met een te ver inzakkende spanning als er teveel treinen tegelijk op dat vak rijden.
Ledlover zoekt iemand om morse mee te oefenen op 40 of 80m. E-mail me als je mee wil doen!
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Farnell heeft 0 MOSFETs en bipolaire transistors die geschikt zijn voor 3kV, een paar grote IGBT modules van 3.3kV, wat krap is, en exact 1 exemplaar voor 4.5kV, voor slechts € 2.223,00 per stuk (ex. BTW, niet op voorraad).

Misschien kun je nog ergens een Thyratron vinden die het kan, en daar een buck converter omheen bouwen. Succes...
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Van 1500V= naar 3000V=? Dat lijkt mij weggegooide investering, kan hoogstens een jaar of 10 blijven dienen. Ineens naar 15 of 25kV, dat is met enig geluk goed voor enkele decennia. In zuidelijk België zijn er nu al lijnen waar reizigerstreinen onder de 25 kV~ bollen, en in het Groothertogdom is er zelfs niks anders.

En het stadium daarna (100 kV~?) moet en zal een pan-Europese standaard zijn - het is al te potsierlijk dat Fritz per sé 15 kV wilde en Marianne even per sé 25 kV (of was het nu omgekeerd). Dat mag ons geen tweede keer overkomen. Nuja, die malle Britten mogen verder op kippenmest draaien, voor mijn part.
hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord
Voor ombouw naar 25kV is helaas geen geld beschikbaar... ;)
Ombouw van 1500 naar 3000 is vele, vele malen simpeler (en dus goedkoper), en dat kan dan weer even mee.
Nederland is nu eenmaal een land van compromissen... (en 'ons bent zuunig'...)

Het kan altijd erger: in Engeland hebben ze nog delen op 750v...
https://nl.wikipedia.org/wiki/Lijst_van_elektrificatiesystemen
Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - www.arcovox.com
Vrijwel alle hogesnelheidsspoorlijnen draaien al op 25kV wisselspanning. Dat is al vrij lang wereldwijd als standaard aangenomen. Het mooiste zou zijn als we helemaal overgaan op 25kV, maar dat wordt een moeizame operatie aangezien ondertussen de winkel overal moet blijven doordraaien. Twintig jaar geleden hebben ze al vastgesteld dat dat economisch niet haalbaar is en daarom mikken ze nu op een verhoging naar 3kV.
Lambiek

Special Member

Op 27 november 2018 13:17:28 schreef patdet:
Hoe kan in 3000 V gelijkspanning (condensatoren) omlaagtransformeren naar 12 v gelijkspanning voor het voeden van een inverter 12V gelijkspanning naar 230v wisselspanning.

We weten nog steeds niet waar het voor bedoeld is, en hoeveel vermogen dat moet leveren.

Je zou de stap van 3000VDC naar 230VAC natuurlijk in één keer kunnen doen, dan sla je een hele stap over.

Stel dat je een trafo laat wikkelen met een verhouding van 1 op 13, dat zou voldoen aan jou vraag. Je moet dan wel een trafo met een midden aftakking hebben aan de 3000V kant. Dan heb je nog een stukje sturing nodig die de buitenste spoeldraden om en om naar de gnd trekken, Dat zou dan kunnen met een paar IGBT's. Daar heb je ook nog een controller bij nodig om er een mooie goed lijkende sinus van te maken. Al met al een aardig klusje dus.

Maaaaaar zo lang we verder niets weten, valt er verder weinig over te zeggen.

Hier kun je alles naar hartenwens laten wikkelen. :)

http://www.drietrafo.com/
Als je haar maar goed zit, GROETEN LAMBIEK.
benleentje

Golden Member

Van 3000V naar 300V is heel makkelijk met 1 weerstand en een zenerdiode :).
Op 28 november 2018 15:19:53 schreef Frederick E. Terman:
[...]Als kleine jongen kon ik het schema van een Marx-generator uit mijn hoofd tekenen, zo'n prachtig idee vond ik het.
:-) ..en in de natuurkunde?? boeken stonden indrukwekkende foto's van die grote machines
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
maartenbakker

Special Member

Op 28 november 2018 15:06:47 schreef big_fat_mama:
3000V~ 3000V= ruikt naar een Belgische trein, de Nederlandse gebruiken 1500V~ 1500V= dacht ik. Behalve natuurlijk de modernere lijnen, bv. de Betuwelijn en de hogesnelheidslijnen, daar is het heel wat meer (15kV? 25kV?)
Nederland is 1800V tegenwoordig (edit: om dezelfde reden dat men naar 3kV zou willen, maar dan binnen de toleranties van de voeding en het huidige materieel), de HSL is 25kV AC.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 28 november 2018 20:30:13 (14%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose." - Disclaimer: ik post soms vanaf een tablet, het is geen doen om alle autocrrect, ontbrekende spaties en off-by-ones er uit te halen.
Stel je een verstelbare condensator voor als in een radio, die laadt je op tot 3000V en dan draai je hem tot de capaciteit 10x groter is, dan heb je nog 300V over.
Op 28 november 2018 16:51:10 schreef Lambiek:
Stel dat je een trafo laat wikkelen met een verhouding van 1 op 13, dat zou voldoen aan jou vraag. Je moet dan wel een trafo met een midden aftakking hebben aan de 3000V kant. Dan heb je nog een stukje sturing nodig die de buitenste spoeldraden om en om naar de gnd trekken, Dat zou dan kunnen met een paar IGBT's.
Dat lijkt me een uitermate slecht idee, want op die manier moeten de IGBT's 2x de bronspanning plus marge voor transients kunnen sperren, dus ruimschoots meer dan 6kV. Alsof het vinden van IGBT's voor 3kV niet al moeilijk genoeg is!
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Op 28 november 2018 20:50:13 schreef rwk:
Stel je een verstelbare condensator voor als in een radio, die laadt je op tot 3000V en dan draai je hem tot de capaciteit 10x groter is, dan heb je nog 300V over.
Als je dat verder uitwerk kan je een soort DC-variac van maken. :-)
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
Met een beweegbare condensator van 3kV naar 300V is op zich grappig, maar praktisch gaat de capaciteit en daarmee de lading erg klein zijn, en om die condensator te kunnen laden tot 3kV en vervolgens de lading op 300V kunnen verplaatsen vereist alsnog twee schakelaars (halfgeleiders of mechanisch contacten) die 3kV kunnen schakelen en sperren.
Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
Thevel

Golden Member

De TS (waar we mogelijk niets meer van horen :( ) wil van 3kV naar 12V.
Neem een boel 12V geschakelde voedingen en zet de primaire zijde in serie, de 12V uitgangen zet je met diodes parallel.
Er zijn zat goedkope geschakelde voedingen die primair 85-265V AC aankunnen dus DC tot dik 370V.
Als je er een stuk of 10 (of meer) in serie zet dan dan komt de spanning per voeding niet boven de 365V, mocht de boel toch "scheeftrekken" dan zet je over elke voeding een tvs diode of iets dergelijks.

Het is zo maar een idee en weet niet of dit gaat werken, aangezien alle uitgangen parallel staan komt er volgens mij ook 3kV tussen primair en secundair te staan, en of een voeding dat leuk vind?
Op dit forum zitten veel slimmere mensen dan ik en die zullen vast wel weten of zoiets uitvoerbaar is... :)
maartenbakker

Special Member

Als je leven ervan afhangt en het voor eenmalig gebruik is, zou ik het absoluut proberen. Het zou misschien kunnen werken, uitluitend op voorwaarde dat er balancing VDR's aanwezig zijn. De isolatiesterkte tussen primair en secundair zou net aan voldoende kunnen zijn.

[Bericht gewijzigd door maartenbakker op 29 november 2018 00:40:22 (18%)]

"The mind is a funny thing. Sometimes it needs a good whack on the side of the head to jar things loose." - Disclaimer: ik post soms vanaf een tablet, het is geen doen om alle autocrrect, ontbrekende spaties en off-by-ones er uit te halen.
Op 28 november 2018 20:50:13 schreef rwk:
Stel je een verstelbare condensator voor als in een radio, die laadt je op tot 3000V en dan draai je hem tot de capaciteit 10x groter is, dan heb je nog 300V over.
Merk op dat bij deze actie mechanische energie vrijkomt, oftewel de afstembare condensator werkt min of meer als motor.
Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
@SparkyGSX, Tesla loste dat op met vonkenbruggen ipv halfgeleiders.
Hypothetisch neem je niet 1 maar 3st 3kV condensatorplaten en die verdraai je over 120graden, en aan elk zit een piefje dat dicht bij een/de elektrode(3kV) langs gaat en oplaadt tot 3kV, doordraaid en zakt tot 300V en bij het volgende piefje/contact zijn lading dumpt.
Als je die drie platen nu in drie verschillende putjes ontlaadt, 120gr verschoven, dan heb je al een driefase pulserende spanning van 300V tov massa.

Edit: @Ohm pi, een goed idee, ik zie nog niet in welke vorm die energie vrijkomt, is dat het magn.veld van het laden en ontladen als lorenzkracht? Dat zou het mechaniek zelfaandrijvend maken.
Stel je laadt een condensator van 1F op tot 3000V. De energieinhoud is dat 4,5MJ. Nu neem je de hoogspanning weg en je verdraait de condensator tot 0,1F. De spanning wordt 300V. De energieinhoud is nu 4,5kJ. Waar is de energie gebleven? Door het electrische veld tussen de platen trekken deze elkaar aan. Ze zullen daardoor dus vanzelf gaan draaien.

Correctie nav opmerkingen van @kris van damme en @FET.
De capaciteit wordt 10F en de energieinhoud wordt 450kJ

[Bericht gewijzigd door ohm pi op 29 november 2018 14:30:40 (14%)]

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl
Op 29 november 2018 13:45:22 schreef ohm pi:
Stel je laadt een condensator van 1F op tot 3000V. De energieinhoud is dat 4,5MJ. Nu neem je de hoogspanning weg en je verdraait de condensator tot 0,1F. De spanning wordt 300V. De energieinhoud is nu 4,5kJ. Waar is de energie gebleven? Door het electrische veld tussen de platen trekken deze elkaar aan. Ze zullen daardoor dus vanzelf gaan draaien.


denk dat dit niet klopt. aangezien er nog steeds dezelfde hoeveelheid lading (electronen)op de platen zit voor en na de verdraaiing moet de spanning wel omhoog gaan als de capaciteit verkleint... Of zie ik iets over het hoofd?
Dat is erg interessant, allemaal dingen waar ik nooit had bij stilgestaan. Er valt hier altijd wel iets te leren! Alleen kan ik niet laten te vrezen dat onze beste T/S er allemaal niet zoveel aan heeft. Die wilde van 3000V= naar 230V~, en dacht daar een vreemde tussenkronkel van 12V= bij. Maar ondanks herhaalde vragen mogen we nog steeds niet weten over welk vermogen het gaat; en dat is toch een essentieel gegeven. Evenmin mogen we weten waarom die bizarre 12V= tussenstap dan wel zo noodzakelijk zou zijn. Mochten we de reden weten, we konden misschien een alternatieve oplossing voorstellen. Zolang er niet meer uitleg komt, zolang kunnen we niet meer antwoord bieden.
hoe beter de vraag geschreven, zoveel te meer kans op goed antwoord