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MONTEE EN PUISSANCE 

UN NOUVEAU MONTAGE


Après avoir construit mon premier tesla , j'ai décidé d'en construire un autre plus puissant , basé sur un concept d'éclateur rotatif différent pour pouvoir fonctionner en courant continu

J'ai commencé par modifier l'embase de mon premier tesla qui vas me servir de banc d'essai
J'ai supprimé la caisse en plexi pour monter l'ensemble sur un bâti plus solide posé sur de bon isolateur , le tout pouvant supporter une grosse bobine refroidie par eau


Pour l'instant , je n'en suis qu'au stade de la construction
J'en ai profité pour remonter le premier tesla sur ce nouveau bâti , avec quelques modifications , les essais ont été concluants 

Dans la nuit , l'éclateur rotatif protégé : 

Petits films du tesla en fonctionnement

FILM 1
FILM 2

LE PRINCIPE DE L'ECLATEUR ROTATIF DOUBLE 

Je vais exposer dans ce chapitre l'idée que j'ai eu
Pour l'instant , tout n'est que projets et plans , je ne sais pas si cela va fonctionner , mais si je n'essaye pas , je ne le saurais jamais

Vous avez pu constater dans le début du petit film N°2 des variations cycliques de l'éclat lumineux du commutateur rotatif
C'est du au défaut de synchronisme provoqué par le glissement du rotor de tout moteur asynchrone
C'est à dire que le rotor ne tourne pas tout-à-fait à la vitesse ou il devrait , mais à cause de son inertie , il tourne légèrement moins vite

Dans un tesla conventionnel , le principe consiste à charger un condensateur directement en alternatif , et à décharger ce condensateur au "bon moment" dans la bobine primaire du tesla pour obtenir une oscillation HF de grande amplitude
Le "bon moment" , c'est logiquement quand le condensateur est chargé au maximum
Hors , un condensateur branché sur une source alternative vas commencer à se charger avec la première alternance , puis se décharger et se recharger en sens inverse avec la seconde alternance , cela 50 fois par seconde 
La polarité de la charge n'importe pas , le principal étant que le condensateur soit chargé avec le maximum d'énergie au moment de sa décharge dans la bobine primaire

Le premier problème , un condensateur chargé en alternatif n'aime pas ce genre de traitement et va chauffer ( c'est pour cela que souvent ils explosent )
Le deuxième problème , c'est de connaître ce "bon moment" pour décharger le condensateur dans la bobine
C'est pour cela qu'on utilise un moteur asynchrone , qui est sensé tourner à une vitesse stable , déterminée par la fréquence du réseau électrique ( 50 hertz en Europe ) , correspondant à un multiple des cycles de charge/décharge du condensateur
Hors , comme nous l'avons vu , ce type de moteur à tendance à perdre son synchronisme en moyenne toute les deux ou trois secondes
J'ai bien essayé un variateur électronique , mais le champ électrique généré par le tesla a fini par le griller , malgré un blindage 
Il y a encore un troisième problème , et de taille
Au moment de la décharge du condensateur dans la bobine , celui-ci est connecté au transfo qui le charge en permanence , ce qui provoque pratiquement un court-circuit du transfo à chaque décharge du condensateur
( Le condensateur se charge à travers la bobine primaire , puis l'on court-circuite le transfo d'alimentation et le condensateur se décharge dans la bobine primaire )
On intercale bien une self entre le transfo et le condensateur pour limiter le courant de court-circuit , mais ce courant reste important

Pour résumer :
Nous avons un très mauvais rendement , puisque le condensateur subit des cycles de charge/décharge inutile depuis le transfo et que lors de sa décharge dans la bobine , il n'est pas forcément chargé au maximum
D'autre part , nous avons un transfo d'alimentation qui débite sur une charge presque toujours en court-circuit

C'est aussi pour cette raison qu'il est ( théoriquement ) impossible de redresser le courant avant le condensateur , car au moment de la commutation vers la bobine , ce serai le redresseur qui se retrouverai branché directement sur le transfo , et qui grillerait donc

Nous allons voir comment je vais tenter de résoudre tout ces problèmes , et en même temps augmenter le rendement électrique du tesla


J'ai posé deux conditions:

1) Il faut charger le condensateur en continu , donc à travers un redresseur

2) Il faut déconnecter le condensateur de son circuit de charge au moment de sa décharge dans la bobine primaire


La seule condition étant de connaître le temps exact de charge du condensateur pour le laisser suffisamment en charge pour qu'il atteigne une charge maximale , mais pas plus longtemps , puisqu'ensuite , ne pouvant plus acquérir de charge se serait du temps perdu pour l'oscillation du secondaire

Il n'y a donc plus de "bon moment" , puisqu'il est toujours "bon" dans ces conditions

Un inverseur ?
Oui , mais quel inverseur électronique est capable de supporter le courant de décharge ( sur mon tesla actuel il est de 500 ampères sous 25 000 volts en une milli-seconde )
Ça existe , mais c'est immense et je ne vois pas ça dans mon garage
Faisons donc de nouveau appel à la mécanique

On vas reprendre le principe du commutateur rotatif , mais avec deux disques calés sur le même arbre , donc synchronisés entre eux quelque soit la vitesse de rotation de l'ensemble
Le premier disque va servir , sur la premier moitié d'un tour à charger le condensateur en courant continu , et le deuxième disque va servir à commuter le condensateur sur la bobine secondaire pendant la deuxième moitié d'un tour
Donc quand le premier disque permet la charge du condensateur , le deuxième l'isole de la bobine
Et quand le deuxième disque le commute sur la bobine , le premier l'isole du transfo et du redresseur
Le réglage de la vitesse de rotation de l'ensemble permettra de régler le temps de charge optimal du condensateur 

Les disques devront avoir un grand diamètre , car comme je vais charger le condensateur sous 150 000 volts , je vais devoir le charger progressivement à travers plusieurs résistances , car un condensateur totalement déchargé se comporte comme un court-circuit et le redresseur n'y résisterait pas non plus

Il me faudra donc une série de plots sur la moitié de la circonférence du disque
Je pressent un équilibrage de tout l'ensemble assez difficile
De plus l'isolation du montage devra être très soignée , car tout l'ensemble sera soumis à une tension de 150 kilo-volts

CONSTRUCTION DE L'ECLATEUR ROTATIF DOUBLE


Après avoir réuni tout les matériaux nécessaires à cette réalisation et fait les plans j'ai commencé la construction

Tout d'abord faire les perçages pour les roulements et les électrodes dans les plaques qui vont servir à faire les flasques latérales
Les trois flasques ont été percées ensemble pour être certain du bon alignement de l'arbre et de la position des électrodes ( il n'y en a que deux plaques visibles sur la photo )
J'ai dû fabriquer l'outil pour le perçage des trous des roulements , aucune scie-cloche du commerce ne convenant


Ensuite fabrication des diverses liaisons électriques dans de la feuille de cuivre de 0,8mm d'épaisseur
Les courants circulant dedans sont très importants et l'impédance doit être la plus faible possible


Les deux disques rotatifs sont fabriqués dans du plexy , ils doivent être parfaitement concentriques pour l'équilibrage de l'ensemble
Le premier est fixé sur une pièce massive en cuivre qui va servir à l'arrivée de la haute tension ( 150 000 volts )
Les électrodes sont mises en place


Il y a sur chaque disque des fausses électrodes sans connections exactement à l'opposé des électrodes "utiles"  pour équilibrer leurs poids
L'équilibrage statique et dynamique se fera par l'adjonction de rondelles sous les fausses électrodes 
Les roulements sont mis en place et maintenus par des pièces en plexy qui servent aussi de protection


Un premier assemblage pour vérifier que toute les pièces s'assemblent correctement :


Ensuite pour rigidifier le bâti et faire la liaison électrique entre les deux éclateurs j'utilise une tige fileté ce qui va en même temps me permettre de régler l'écartement des flasques sur la partie avant


Vue sur le commutateur à résistances du premier disque et la partie centrale qui va recevoir l'arrivée 150 000 volts ( la THT )


Fabrication dans du téflon de l'arrivée THT :


Mise en place de filets rapportés en acier ( le téflon est trop tendre pour supporter le serrage de vis de 3 )


L'électrode d'arrivée de la THT est tournée dans un alliage de cuivre , d'argent et de graphite
Cet alliage est très dense et très bon conducteur


Mise en place et vue du coté intérieur , l'électrode vient en appui sur la pièce en cuivre fixée sur le disque


Puis vient la fabrication des guides pour la courroie d'entraînement


Et des bagues en cuivre , car si le plexy tourne directement sur les axes il va fondre


Puis après avoir monté provisoirement l'éclateur rotatif sur une plaque de bois j'ai constaté que les guides de la courroie avaient tendance à se promener de gauche à droite
J'ai donc fabriqué aussi des petits manchons pour les maintenir en place sur leurs axes


Fixation définitive du moteur ( finalement j'ai gardé la plaque de bois comme support )
C'est un moteur récupéré sur une machine à laver
L'intérêt de ce type de moteur c'est qu'il est possible de faire varier sa vitesse avec un simple variac et aussi de le faire fonctionner en courant continu

  

Vient le premier test en rotation
Je commence doucement pour voir si rien ne touche ( les électrodes mobiles passent à 5/10eme des électrodes fixes ) puis j'accélère progressivement :



Un problème survient
Le deuxième disque se met à vibrer dangereusement

La cause : une mauvaise fixation sur l'arbre
Sa bride de fixation ne comporte qu'une vis de serrage sur l'arbre , donc je le démonte et fait deux autre perçages à 120° l'un de l'autre


J'en profite aussi pour rajouter une entretoise pour rigidifier le haut du bâti qui a tendance à vibrer un peu lui aussi
Mais je ne peux pas mettre de tige fileté à cet endroit à cause de la proximité des arrivées haute tension
Je fabrique donc une entretoise dans du plexi

 

Je rajoute ensuite des petits tubes sur les protections des trois roulements pour pouvoir y amener un peu d'huile sans avoir à tout démonter


Le bloc "éclateurs rotatifs" fini :


Et enfin les essais à grande vitesse : 

Ce montage a présenté pas mal de difficultés que je n'ai pas toutes décrites ici , ce serait trop long
Il y a eu entre autre les problèmes d'équilibrage et de vibrations qui ont été difficiles à résoudre

Il me reste maintenant à faire des tests sous haute tension et construire un nouveau tesla encore plus puissant 

Le site est mis à jour régulièrement
Revenez le visiter , de nouvelles photos seront publiées ainsi que des plans de montage
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