W projekcie SKN MegaVolt występują wysokie napięcia! Prace i uruchomienia wykonywane były pod opieką doświadczonych pracowników/ starszych członków Koła z odpowiednimi uprawnieniami. Koło nie ponosi odpowiedzialności za jakąkolwiek próbę odtwarzania projektu!
Jak chyba każde koło naukowe zajmujące się tematyką wysokich napięć, bądź pokrewną, pragnie zbudować swój własny transformator tesli. Urządzenie w zasadzie nadające się jedynie do pokazów, nie posiadające jako takiego praktycznego zastosowania potrafi dostarczyć niesamowitych wrażeń zarówno osobom oglądającym je w akcji podczas prezentacji, pokazów etc. jak i samym konstruktorom. W sieci znaleźć można mnóstwo projektów i mnóstwo odmian transformatorów. My zdecydowaliśmy się na klasyka czyli SGTC (Spark Gap Tesla Coil). Konstrukcja rodem z laboratorium Tesli w Colorado, prosta, wyposażona w iskiernik obrotowy (oczywiście na początku asynchroniczny), kondensator rezonansowy DIY potrafiła jednak przysporzyć niemało problemów ówczesnym studentom III roku Elektrotechniki. Przebrnąwszy przez wstępne kalkulacje, zarówno samego rezonatora jak i innych elementów wchodzących w skład urządzenia przystąpiono do budowy.
Problem nr1 - zasilanie
Teoretycznie najlepszym rozwiązaniem zasilania dla niewielkiego SGTC jest zastosowanie transformatora do zasilania reklam neonowych tzw. NST(Neon Sign Transformer). Jego specyficzna budowa (konstrukcja rdzenia) pozwala mu pracować swobodnie w stanie zwarcia.Wprawdzie zdobycie NST w dobie internetowego handlu częściami używanymi nie jest trudne ale zdecydowaliśmy się zbudować swój własny transformator sieciowy w oparciu o rdzeń ze spalonego transformatora probierczego będącego na stanie Katedry Energoelektroniki I Elektroenergetyki. Rdzeń na pierwszy widok potężny, a z obliczeń wynikało, iż może przenieść moc około 10kVA. W tym wypadku nie była potrzebna aż tak wielka moc. Ograniczyliśmy ją do ok 1,5kVA. Poniżej zdjęcia z rozbiórki uszkodzonego trafa i testów sprawdzających nowy (oczywiście przy obniżonym napięciu).
Problem nr2 - Nawinięcie uzwojenia wtórnego
Nawinięcie uzwojenia wtórnego wbrew pozorom nie jest proste. O ile nawijanie uzwojeń transformatora zasilającego udało się wykonać na nawijarce ( karkas jeszcze się zmieścił), tak rury na wtórne nie udało się w niej zmieścić. W związku z powyższymi problemami kolega Kiełb wykonał specjalne narzędzie. Prosta konstrukcja, ułatwiająca jednak życie. Silnik sterowany jest z falownika. Można swobodnie ustawić prędkość i moment.
Przydałby się jeszcze licznik obrotów/zwojów oraz sensowny naciąg drutu, jednak to tylko prototypowa konstrukcja...
Uzwojenie wtórne należało zalakierować. Po konsultacjach z doświadczonymi kolegami "w branży" zalano je Epidianem.
Po utwardzeniu stanowi on dobrą izolację. Niestety nie udało się uzyskać jednorodnej powłoki, prawdopodobnie spowodowane było to złymi proporcjami utwardzacza względem żywicy.
Problem nr3 - Kondensator rezonansowy
Kondensator rezonansowy jest newralgicznym punktem każdej SGTC. Jak zawsze jest kilka wariantów budowy. Jednym z nich jest stworzenie własnego kondensatora. Nie przypominając już wykładów z fizyki/podstaw elektrotechniki czym jest kondensator i z czego się składa, zdecydowano się na folię PE w roli dielektryka i folię śniadaniową aluminiową w roli elektrod. Wszystko zalane zostało olejem transformatorowym, dla lepszej izolacji. Wycinanie przekładek kondensatora - najżmudniejsze zajęcie na świecie...
... a tutaj już w stoliku dla transformatora....
Problem nr4 - Iskiernik obrotowy
Iskiernik obrotowy jest niezbędny przy cewkach Tesli mocy większej niż 1kW. Oczywiście najlepiej gdyby był on synchroniczny, wtedy możemy ustalić dwa przeskoki na okres sieci i być pewnym, że wystąpią one w szczycie sinusoidy napięcia. Teoria komutacji w SGTC jest niezwykle ciekawa ale też i skomplikowana do wyjaśnienia, a niniejszy opis ma na celu tylko przybliżyć pobieżnie proces budowy, z tego względu opis teoretyczny zostanie pominięty. Z powodu braku odpowiedniego silnika synchronicznego zdecydowano się wykorzystać silnik asynchroniczny oczywiście dbając o odpowiednią liczbę BPS'ów na samym iskierniku. Tarcza tekstolitowa została wycięta wodą i wyważona. Jako napęd zastosowano szlifierkę kątową z możliwością sterowania prędkością obrotową.
Problem nr5 - Uzwojenie pierwotne
Uzwojenie pierwotne transformatora nawinięte zostało w kształcie stożka rurką miedzianą o średnicy ok. 6mm.
Problem nr6 - Toroid
Toroid wykonano z rury spiro nałożonej na konstrukcję ze sklejki i zaszpachlowano gipsem. Następnie oklejono go taśmą aluminiową. Docieranie po szpachlowaniu - najbrudniejsze zajęcie na świecie...
Po skonstruowaniu wyżej wymienionych elementów zostało umieszczenie ich na wspólnym wózku, podłączenie i dodanie kilku innych niezbędnych do poprawnej pracy urządzeń takich jak choćby iskiernik zabezpieczający. Dodatkowo urządzenie zostało wyposażone w pulpit sterowniczy. Po tych zabiegach Transformator Tesli prezentował się tak:
Przyszedł czas na pierwsze próby uruchomienia i strojenia układu...
