Ich habe einen Ringkern:
Außendurchmesser: 125mm
Innendurchmesser: 65mm
Höhe: 50mm
Wicklungsfläche: 1500mm²
Gewicht: 3.4kg
Ursprünglich war da primär 110V, sekundär 265V, gewickelt nach dem
Sparprinzip. Ich habe insg. etwa 0.7kg Kupfer abgewickelt. Nun möchte
ich einen etwa 600VA starken Trafo daraus machen für primär 230V,
sekundär 30V.
Dazu soll die Primärwiclung aus 1mm Kupferlackdraht bestehen und die
Sekundärwicklung aus 3 x 1.5mm (parallelgeschaltet). Nach
bekomme ich bei B=1T für die Primärwicklung eine untere Schranke von 690
Windungen. Bei B=1.7T bräuchte ich nur noch 406 Windungen. Es passen
etwa 200 Windungen nebeneinander pro Umlauf. D.h. bei 1T müsste ich
3.5mal rum und bei 1.7T nur noch zweimal.
Jetzt stellen sich mehrere Fragen:
1. Wickeltechnik: Wie bekomme ich so viele Windungen auf einen Ringkern?
Ich habe Videos von Wickelmaschinen gesehen. Theoretisch müsste sich das
z.B. mit einer durchgesägten Fahrradfelge ohne Speichen nachahmen
lassen. Natürlich würde man alles manuell drehen / wickeln.
2. Wie bestimme ich die Sättigungsmagnetisierung des Kernes? Ich könnte
z.B. bei 400 Wicklungen aufhören und eine Messung durchführen. Falls der
Kern sättigt, müsste man die Wicklung erweitern. In diesem Fall würde
ich den Draht verdrillen, verlöten und die Verbindung mit zwei Lagen
schrumpfschlauch / Plastikröhrchen isolieren. Mir ist bisher nur eine
Methode bekannt, um die Sättigungs festzustellen. Dafür braucht man eine
Sekundärwicklung. Bei Sättigung würde die Sinuskurve auf der
Sekundärseite verfälscht. Das könnte man recht gut z.B. per FFT mit
einem Oszi prüfen.
Unter der Annahme, dass die 110 V bei 60 Hz waren, brauchst du 2,5 mal
so viele Windungen, wie zuvor.
P.S. FFT brauchst du nicht. Man kann sich auch den den Strom vs.
Spannung mit der XY-Anzeige des Scopes angucken und sieht, wann sich die
Linie krümmt. Dann weißt du die Spannung pro Windung, die zur Sättigung
führt.
Maxim S. schrieb:
>Mir ist bisher nur eine>Methode bekannt, um die Sättigungs festzustellen. Dafür braucht man eine>Sekundärwicklung. Bei Sättigung würde die Sinuskurve auf der>Sekundärseite verfälscht.
Eine Testwicklung aufbringen, zum Beispiel mit 100 Windungen.
Prüfschaltung aufbauen, siehe Bild. Wenn die Schwingung nicht
mehr Sinusförmig ist, die Schwingung wird dann zunehmend spitzer,
bedeutet das, der Sättigungsstrom ist erreicht. Nun kann man
für jede beliebige Windungszahl den Sättigungsstrom berechnen.
Wenn der zum Beispiel bei 100 Windungen 1A ist, ist er bei
1000 Windungen 100mA oder bei 2000 Windungen 50mA.
Danke soweit für die Vorschläge. Ich hätte die Windungen zählen sollen.
Aber ich kann die Anzahl der Windungen auch rekonstruieren:
Kupfergewicht beträgt 0.7kg. Eine Spule mit 1mm Kupferdraht der Länge
140m wiegt 1kg. Also war der aufgewickelte Kupferdraht etwa L=98m lang
(primär und sekundär 1mm Durchmesser). Da der Trafo nach dem Sparprinzip
gewickelt war und die Spannung von 110V auf 265V hochtransformiert
wurde, muss das Verhältnis L2 zu L1 265/110=2.41 betragen. Andererseits
muss L1+L2=L=98m gelten. Daraus folgt L2=28.7m und L1=69.2m. Damit auch
N1=432.
Ist die Abschätzung plausibel?
Moin,
mit den von dir gemachten Angaben der Geometrie und der Annahme, dass
die 110 V bei 60 Hz anlagen, kommt man mit dieser Windungszahl auf einen
Induktionshub von 637 mT, was für Eisen locker flockig großzügig ist.
Damit kannst du deine neuen Windungen dimensionieren.
Deinen Rechenweg habe ich jetzt nicht Schritt für Schritt nachvollzogen,
aber das Ergebnis ist plausibel.
Du wirst also für 230 V knapp über 1000 Windungen brauchen.
Maxim S. schrieb:> Ist die Abschätzung plausibel?
Typisch für Ringkerntrafos ist schon der Wert
von 3...4 Wdg pro Volt. Trotzdem ist Deine
Abschätzung zu ungenau. Hast Du denn irgendeinen
Stelltrafo zur Hand; es könnte auch ein Märklin-
Trafo sein? Dann könntest Du z.B. mit 40 Testwin-
dungen bei ca 8...20V eine Stromspannungstabelle
aufnehmen. Wenn Du dann z.B. mit Excel eine Kurve
zeichnest, sind man sehr deutlich einen starken
Anstieg des Stroms bei der Sättigung. Aus der dann
anliegenden Spannung kannst Du die Wdg pro Volt
errechnen. Für einen etwaigen Anstieg der Netzspannung
an die obere Toleranzgrenze rechnet man von diesem
Wert etwa 10...15% ab.
Gruss
Harald
PS: Bei Ringkerntrafos ist der Wert für die Wdg pro
Volt deutlich grösser als für Blechschnitttrafos
gleicher Leistung
Einen Stelltrafo habe ich leider nicht zur Hand. Ich könnte aber eine
Audio-Endstufe (für Autos) missbrauchen, um eine Sinusspannung variabler
Amplitude zu erzeugen. Die Spannung dürfte nicht über 11V gehen, aber
einige Ampere sollte die dabei schon liefern. Ich werde es mal
ausprobieren.
Ich habe nun Messungen durchgeführt. Primär (gelb) 6 Wicklungen,
Sekundär (blau) 5 Wicklungen, unbelastet. Die Spannungen wurden direkt
an den Wicklungen abgegriffen. Man sieht, dass bei einer doppelten
Amplitude der Primärspannung die Sekundärspannung deutlich verformt
wird. Ist das in etwa was man erwartet, wenn der Kern sättigt? Wäre dann
die erste Spannung noch ok, oder sättigt der Kern hier auch schon zu
sehr? Die Sekundärspannung ist ja nicht mehr so richtig sinusförmig.
Die Wicklungen sind auf dem Ring jeweils gegenüberliegend und eng
gewickelt. Ich weiß nicht, inwiefern das eine Rolle spielt.
Wahrscheinlich keine so große.
Wenn ich die Primärspannung aus dem zweiten Plot nehme als U_rms = 3.16
V, so ekomme ich eine Sättigungsmagnetisierung von 1,57 Tesla.
Und die 1,5 Tesla dürften auch zu viel sein.
Bei der obigen Messung entsteht das Bild dadurch, dass gößere Streuung
zwischen Primär- und Sekundärwicklung einsetzt, wenn Sättigung
vorliegt. Damit ist dann primär und sekundär weniger gekoppelt. Im
ersten Bild liegt man dann schon weit über der sinnvollen Grenze. Es
müsste dabei dann schon kräftige Wirk- (und Heiz-) Leistung im Kern
entstehen.
Wenn Du da mithilfe eines Stromfühl-Widerstands (0,1 Ohm oder 10mOhm)
den Primärstrom messen würdest, wären im Stromverlauf schon saftige
Stromspitzen zu sehen. Die Sättigung ist anhand des Stroms weitaus
sichtbarer als anhand der Sekundärspannung.
Meines Wissens wird bei Leistungstrafos an der oberen Spannungsgrenze
gerade die Dreieckform des Magnetisierungsstroms erreicht.
Peter R. schrieb:> Und die 1,5 Tesla dürften auch zu viel sein.
Früheres "Trafoblech IV" konnte man bis etwa 1,2T verwenden. Das
später entwickelte, sog. kornorientierte Blech ging bis ca. 1,6T.
Gruss
Harald
Ok, ich werde einfach sicherheitshalber 1Tesla annehmen.
Wenn man den Ringkern umwickelt, gibt es zwei Möglichkeiten: Die
benachbarten Windungen liegen entweder außen oder innen am Ring genau
nebeneinander. Bei der ersten Variante müssen sich die Windungen innen
überlappen und bei der zweiten wird es Zwischenräume außen geben. Gibt
es da eine Empfehlung? Ansonsten würde ich nach jeder Runde zwischen den
beiden Varianten wechseln.
Innen überlappen klappt nicht, das rutscht weg.
Am besten geht innen Windung dicht an dicht und außen entsprechend
Abstand.
Die nächste Lage dann außen in die Lücken.
1T ist ziemlich wenig, üblich bei Ringkernen sind Spitzenwerte von 1,8T
bzw. Effektivwerte von ca. 1,3T.
Mit was würdet ihr die Primärwicklung von der Sekundärwicklung
isolieren? Ich dachte da an übliches Teflonband aus dem Baumarkt. Ich
weiß allerdings nicht, bis zu welcher Temperatur das eingesetzt werden
kann.
Maxim S. schrieb:> Mit was würdet ihr die Primärwicklung von der Sekundärwicklung> isolieren? Ich dachte da an übliches Teflonband aus dem Baumarkt.
Normalerweise gibts dafür spezielle Trafofolien. Grundsätzlich
müsste dieses Sanitär-Teflonband aber auch gehen. Daes aber reccht
dünn ist, musst Du wohl mehrlagig wickeln.
> Ich weiß allerdings nicht, bis zu welcher Temperatur das eingesetzt> werden kann.
Ich denke nicht, das das ein Problem ist, sondern eher die geringe
mechanische Festigkeit.
Gruss
Harald
Maxim S. schrieb:> Mit was würdet ihr die Primärwicklung von der Sekundärwicklung> isolieren? Ich dachte da an übliches Teflonband aus dem Baumarkt. Ich> weiß allerdings nicht, bis zu welcher Temperatur das eingesetzt werden> kann.
Entschuldigung, aber wenn ich solche Sachen schon wieder lese...
Pfusch hoch zehn - und das bei Netzspannung.
Es hat seinen Grund warum Elektromaschinenbauer/wickler
ein Lehrberuf ist(VDE0100 usw.).
Isolierfolien und -bänder für Trafos bekommst du zB bei Menting
(spulen.com).
Ich würde dir da zu Mylarfolie raten, anschließend gut mit
Trafoisolierband sichern, aber nicht zuwickeln. Alternativ geht Nomex,
ist noch besser, aber teurer.
Wobei ich mir auch nciht so ganz sicher bin, ob man das Ding wirklich
als Anfänger wickeln will.
In jedem Fall gehört die Primär- (und am besten auch die
Sekundarwicklung) mit CuLL gewickelt, also doppelt isoliertem Draht.
Dazwischen kann man noch eine "Schirmwicklung" aus 1mm Draht packen, die
einseitig an PE geht, das verhindert bis zu einem gewissen Maße das
Durchschlagen von Pri nach Sec, bei dem Aufbau dann Folie, Primär,
Folie, PE, Folie, Sekundär, Folie.
Die innere könnte man weglassen, wenn man sicher ist, dass der Draht
nicht am Kern aufscheuern kann.
Grüße
Andreas
So, ich habe nun vier Umläufe mit 175 + 165 + 155 + 145 = 640 Windungen.
Der restliche Kupferdraht ist auf einer Papierrolle aufgewickelt. Kann
ich die Primärwicklung so ans Netz anschließen? Ich möchte prüfen, ob
640 Windungen vielleicht schon ausreichen. berechnet habe ich ja 690 bei
einer angenommenen Sättigungsmagn. von 1T. Ich frage mich, welchen
Effekt die parallel geschaltete Luftspule (also der Kupferdraht auf der
Papierrolle) haben kann.
(Im Bild der Anfang der dritten Runde.)
Maxim S. schrieb:> Ich frage mich, welchen Effekt die parallel geschaltete Luftspule> (also der Kupferdraht auf der Papierrolle) haben kann.>> (Im Bild der Anfang der dritten Runde.)
Die paar mH kann man im Verhältnis zur Wicklung auf dem Kern
vernachlässigen.
Am Besten ist der Betrieb über einen Regeltrafo, da kann man die
Spannung langsam hochdrehen und erkennt das Erreichen der Sättigung am
starken Stromanstieg.
Mein Multimeter zeigt 0.00A an, wenn der Trafo ans Netz angeschlossen
ist. (Nur beim Einschalten springt die Anzeige manchmal kurz auf über
1A, was ja normal ist.) Kann man daraus schließen, dass die 640
Windungen bereits ausreichen?
Wow, Deine Geduld beim manuellen Ringkerntrafo wickeln will ich haben!
Respekt!! Ich krieg schon bei 60-70 Windungen auf einem
Schaltnetzteil-Ringkern die Krise.
Wenn er sich so bereits an 230V~ anschließen läßt ohne daß es knallt,
eine kleine Zeit abwarten. Der Trafo dürfte nicht sonderlich warm
werden. Die Ruhestromaufnahme guter leistungsstarker Trafos ist
außerordentlich gering.
magic smoke schrieb:> Wow, Deine Geduld beim manuellen Ringkerntrafo wickeln will ich haben!> Respekt!! Ich krieg schon bei 60-70 Windungen auf einem> Schaltnetzteil-Ringkern die Krise.
Danke. Ich muss sagen, dass ich erst nach den ersten zehn Windungen
realisiert habe, worauf ich mich da eingelassen habe. Trotz Handschuhen
hat sich am Daumen Hornhaut gebildet. ;)
> Wenn er sich so bereits an 230V~ anschließen läßt ohne daß es knallt,> eine kleine Zeit abwarten. Der Trafo dürfte nicht sonderlich warm> werden. Die Ruhestromaufnahme guter leistungsstarker Trafos ist> außerordentlich gering.
Test bestanden, keine Erhöhung der Temperatur feststellbar.
Ich habe aber vor der Sekundärwicklung mehr Respekt. Denn die besteht
aus 2mm-Kupferdraht und zudem auch noch zweifach. Der Kupferdraht lässt
sich schon recht mühsam biegen.
Hält der Trafo noch?
Grob gerechnet wird das Teil bei Nennlast und Zimmertemperatur 150°C
heiß.
Die Mylar-Folie wird's freuen :-D
Die 5K Erhöhung im Leerlauf wird man zuhause wohl kaum messen können.
Mein Multimeter zeigt 0.00A an, wenn der Trafo ans Netz angeschlossen
ist. (Nur beim Einschalten springt die Anzeige manchmal kurz auf über
1A, was ja normal ist.) Kann man daraus schließen, dass die 640
Windungen bereits ausreichen?
Daraus würde ich schliessen, dass du im Gleichstrombereich misst...
Denke auch daran, dass der Kern auch bei 10% Überspannung noch nicht in
die Sättigung kommen darf!
> Außendurchmesser: 125mm> Innendurchmesser: 65mm> Höhe: 50mm> Wicklungsfläche: 1500mm²
Mit oder ohne Plastik? Für die Berechnung bitte die Netto-Maße (ohne
Plastik) verwenden.
> Nach der Trafohauptformel bekomme ich bei B=1T für die> Primärwicklung eine untere Schranke von 690 Windungen.
110/(4,44*0,0015*60*1,0)=275,275
110/(4,44*0,0015*50*1,0)=330,330
265/(4,44*0,0015*60*1,0)=663,163
265/(4,44*0,0015*50*1,0)=795,795
Kannst Du bitte sagen, wie Du die 690 berechnet hast?
> Da der Trafo nach dem Sparprinzip gewickelt war und die> Spannung von 110V auf 265V hochtransformiert wurde,> muss das Verhältnis L2 zu L1 265/110=2.41 betragen.
Nein, das Verhältnis ist theoretisch (265-110)/110=1,409,
praktisch etwa 1,5 zum Augleich der Verluste.
Die Längenverteilung ist 98/2,5=39,2m für L1 und 98/2,5*1,5=58,8 für L2.
Probe: 39,2 + 58,8 = 98,0
> Daraus folgt L2=28.7m und L1=69.2m.
Das kann ganz und gar nicht sein, da L2 größer als L1 sein muss.
> Das Amperemeter zeigt 0,00 an.
Kann schon sein, dass der Trafo nur ein paar mA braucht (da wegen zu
großer Windungszahl untermagnetisiert) und das so angezeigt wird.
> Ich könnte z.B. bei 400 Wicklungen aufhören
Wicklungen --> Windungen
Ich habe großen Respekt vor Leuten, die sich so eine Hundsarbeit antun,
wo doch 30V eine absolut gut erhältliche RKT-Spannung ist.
Wie hoch man mit der Magnetisierung geht, hat eine großen Einfluss auf
den Ruhestrom. Was passt hängt halt von der Anwendung ab.
Für das reine Eisen könnte man wohl im Extremfall bis etwa 1,7 T gehen,
aber da ist immer noch eine Isolierung zwischen - so dass eher 1,2 - 1,5
T realistisch wären. Etwas Reserve für Überspannung braucht man ja auch
noch.
Mit mehr Feldstärke nimmt der Ruhestrom recht stark zu und man bekommt
ggf. auch mehr Brummen. Außerdem wird der Strompuls beim Einschalten bei
hoher Magnetisierung kritischer - so weit, das man den Trafo nicht mehr
einfach so einschalten kann.
Hallo,
wo bekomme ich denn Trafofolie.
Ich muss einen Trafo ( aussen ) neu Isolieren.
Die Kupferdrähte sind OK,
nur die Folie ist an einigen stellen durch.
LG Holger
Holger schrieb:> wo bekomme ich denn Trafofolie.
Siehe in diesem Thread weiter oben.
Aber es wäre besser gewesen, wenn Du nicht diese Leiche ausgegraben
hättest, sondern dafür einen neuen Thread eröffnet hättest.
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