Transformador de rayos X con diseño de rectificador de onda completa

Actualmente dispongo de un transformador de rayos X con toma central que puede suministrar 80 kV y 10 mA. Sin embargo, necesito que este transformador suministre aproximadamente de 0 a -37 kV CC a unos 8 mA. Para conseguirlo, tengo pensado utilizar un rectificador de onda completa, en concreto, el que he diseñado a continuación.

Lamentablemente, solo sé cuál es la salida del transformador, así como el voltaje de entrada (120 V CA) y la frecuencia de entrada (50-60 Hz). Más allá de eso, solo estoy seguro de que hay un grifo central presente.

Los 12 diodos a continuación están clasificados para tener 30 kV y 100 mA a través de ellos. La calificación actual es tan alta porque espero que haya un aumento de ~ 100 mA durante aproximadamente 2 segundos como máximo. Dado que los diodos también están clasificados para esa corriente exacta, ¿debería buscar diodos clasificados para una corriente más alta, o es esto aceptable? Además, ¿también es aceptable la clasificación de 30 kV para los diodos?

Por el amperímetro (que es un multímetro Southwire 10030S clasificado para 6000 voltios a 200 mA), hay un conjunto de 5 resistencias conectadas en serie, cada una con una resistencia de 20 ohmios, una potencia nominal de 1 vatio y una tensión nominal de 20 kV. Estos servirán como derivación del medidor y deberán ir directamente entre las sondas del medidor. Todo esto está unido a la línea central del grifo. ¿Proporcionará esto la protección adecuada para el multímetro/amperímetro, que de otro modo estaría clasificado para 6000 V?

Como pregunta secundaria, ¿importaría el tipo de resistencia para esta configuración? Estaba considerando usar resistencias compuestas de carbono o de película metálica debido a su menor costo.

Después del amperímetro, tengo un medidor Fluke 80k-40 conectado a un multímetro Innova 3300. Esto me permitirá detectar con seguridad el voltaje que pasa por el circuito.

La resistencia de 60 k Ohm sirve como resistencia de balasto para disipar energía en el caso de un consumo de corriente significativo por parte de la fuente. Este (también con el resto del sistema) estará sumergido en aceite mineral y aceite de transformador.

Gracias.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

EDITAR:

Este es un esquema que me llego de los cables del transformador asi como la resistencia entre cada uno de ellos

¿Hoja de datos del diodo? ¿Sabe cómo está diseñado el transformador para ser utilizado? Por ejemplo, si la derivación central está conectada a tierra; es posible que no haya un aislamiento adecuado para conectarlo arbitrariamente a tierra.
Aún no tengo los diodos. Estoy buscando algo que tenga una clasificación de 30 kV 100 mA. Cualquier recomendación sobre esto sería muy apreciada. En cuanto a cómo se conecta a tierra el grifo central, no tengo idea. He añadido al post original un dibujo de los cables que salen del transformador y cual es la resistencia entre cada uno de ellos.
Si su transformador tiene un grifo central, debe conectarlo a tierra en el transformador. Redibuja tu diagrama comenzando con eso.
@Neil_UK Se necesita una toma central para que actúe como una tierra comparativa de la que se medirán la corriente y el voltaje. Eventualmente, hay una conexión a tierra hecha con él.
En este momento, muestra un voltímetro entre CT y tierra. Está permitido conectarlo a tierra a través de una derivación de corriente. ¿Por qué su derivación de corriente de 100 ohmios está construida a partir de resistencias especificadas para 20 kV? Debe medir el voltaje de la salida rectificada, no el CT.
No encontrará diodos de 30 kV, solo una una pila de diodos de ~ 1k a 10k juntos. Así es como normalmente he visto cosas de nivel de rayos X rectificadas. Desde una perspectiva de costos, esto es lo mejor.
@MadHatter Tengo algunos diodos de 30 kV. Bien, internamente están construidos con muchos en serie, pero se venden y garantizan como un diodo de 30 kV. Estoy de acuerdo en que una cadena de 1N4007/8 probablemente sea más barata.
Si realmente solo necesita 300 vatios de hasta 40 kV, ¿ha considerado un suministro de alto voltaje listo para usar o hacer un suministro? dado que está utilizando un equipo de medición de alta gama, ¿supongo que esto tiene un propósito comercial?
@MadHatter Mi carga es un dispositivo que ioniza un gas en el vacío para producir un plasma. Dado que el gas no es conductivo al principio, el consumo de corriente en la fuente de alimentación aumentará hasta 100 mA durante una pequeña fracción de segundo. Una vez que se hace el plasma, el consumo de corriente se reduce a 10 mA. Por lo tanto, la mayoría de los dispositivos (es decir, las fuentes de alimentación Glassman) no pueden seguir el ritmo.

Respuestas (2)

Medidor de amperios:

TL; DR Simplemente coloque el medidor en serie con el HV en el lado alto o bajo. No planee sostenerlo en ninguna configuración.

No estoy seguro de cómo espera que su medidor mida algo en la configuración dada... Más allá de eso, su medidor de amperios parece una configuración sobredimensionada. no debería necesitar resistencias locas para ello, ya que el voltaje de derivación debe ser bajo, 100 ohmios en total en 100 mA solo crearán 10 V. ¿Podría considerar usar el medidor como normal y ponerlo en serie usando la derivación interna? De todos modos, no planearía sostenerlo, ponerlo detrás de un escudo de plástico.

Voltímetro:

Se ve bien.

Mis sugerencias si haces este tipo de trabajo más de una vez:

  1. Obtenga un Variac para colocarlo frente a su transformador, luego puede ajustar los 120 V CA a lo que necesite para hacer que su transformador existente de 80 kV produzca el voltaje deseado. Los de 500W son baratos, incluso amazon los tiene. Amazon O directamente desde la fabricación para Variac de alta calidad

  2. Considere comprar un suministro de alto voltaje listo para usar, algunas compañías los fabrican específicamente para conducir tubos de rayos X, o puede usar uno genérico como la serie PHV de TDK aquí .

  3. Para las resistencias, puede usar una pila de resistencias comunes de gran vataje unidas, o ir a una empresa como Ohmite y echar un vistazo a su catálogo de alto voltaje, tienen muchas opciones y distribuidores como Digikey tienen algunas de ellas. Ohmita HV

Si trabaja con alto voltaje y necesita suministros HV, considere hacer las 3 opciones anteriores.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Realmente necesita asegurarse de que su CT permanezca conectado a tierra, y su circuito tal como está dibujado no funcionará. Esto es lo que necesitas.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El propósito de los diodos D1-4 es proteger la derivación de corriente, los diodos de silicio fallan en cortocircuito. Con dos caminos paralelos al suelo, puede estar bastante seguro de que no va a flotar accidentalmente. He mostrado dos en serie para permitir hasta 1v para monitorear la corriente. No necesita 100 ohmios como derivación, 10 es suficiente. Eso le dará 1v a 100mA, y su DMM 10030s bajará a un rango de 200mV, para monitorear 0-20mA. Lo he mostrado como un voltímetro, porque lo usa en un rango de voltaje al monitorear una corriente como esta.

Sin embargo, ese medidor también tiene rangos de corriente de 20 mA y 200 mA, por lo que podría omitir R1 y usar el medidor para medir la corriente, como un medidor de corriente. Todavía tiene los diodos de protección.

Los diodos rectificadores pueden ser una cadena de cualquier diodo del mismo tipo, 1N4007 a 1kV es popular. Al usar una cadena en serie, debe tener un PIV total de al menos 2 veces el PIV al que los estresa el transformador. Algunos en la cadena fallarán cortos. Es necesario tener un margen de al menos dos veces PIV para tener una buena oportunidad de terminar con un rectificador que funcione. También puede usar los 4007 para proteger la derivación actual, tienen una clasificación de sobretensión de 30A.

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