Wann geht ein Trafo in Sättigung -> Formel ?

[neugieriger (Gast)]

Hi,
der Titel sagt es bereits.
Gibt es eine Formel mit der ich ausrechnen kann ab wann ein Trafo in die 
Sättigung geht und dann eine hohe Impulsspitze erzeugt statt nach der 
Wicklungsformel zu transformieren ?
Danke.

[6644 (Gast)]

Ja. Da gibt es Kennlinien fuer die Bleche, resp fuer den Ferrit.

[peter-neu-ulm (Gast)]

Formel gibt es wohl keine sinnvolle:

1. Die Kennlinie und damit der Eintritt in die Sättigung ist stark von 
der Kennlinie abhängig und die wiederum vom Material

2. Welcher Grad als "Sättigung" beurteilt wird, hängt von Einzelfall ab.
Kriterien sind z.B: wird Stromverlauf schlechter als Dreieck, wird Strom 
größer als das doppelte eines Stroms bei Nennspannung, Nimmt die 
Induktivität auf die Hälfte ab.....

Bei Rechenaufgaben kann man z. B eine Dritte-Wurzel-Kennlinie annehmen 
und dann errechnen wann der Spitzenstrom sich verdoppelt hat, aber das 
hat mit der Wirklichkeit wenig zu tun.

[Andreas K. (a-k)]

peter-neu-ulm wrote:

> 1. Die Kennlinie und [...] ist stark von der Kennlinie abhängig

Stimmt!

[Peter D. (peda)]

neugieriger wrote:
> Hi,
> der Titel sagt es bereits.
> Gibt es eine Formel mit der ich ausrechnen kann ab wann ein Trafo in die
> Sättigung geht und dann eine hohe Impulsspitze erzeugt statt nach der
> Wicklungsformel zu transformieren ?


Nein, es entsteht keine Spannungsspitze, sondern die Spannung wird 
begrenzt und wird trapezförmig.
Diesen Effekt nutzen Wechselspannungskonstanthalter aus.
Der Primärstrom steigt stark an und es besteht die Gefahr der 
Überlastung.


Für standard EI- und M-Kerne gibts Tabellen und Nomogramme mit 
Windungszahl/V bei 50Hz.
Einfach mal googlen oder in ne Bibliothek gehen.


Peter

[6644 (Gast)]

Da kann man sich vertun :
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/Ferrites/FerritesAndAccessories/PMPPCoresHalves/PDF/PDF__SIFERRIT,property=Data__en.pdf;/PDF_SIFERRIT.pdf
http://www.epcos.com/web/generator/Web/Sections/ProductCatalog/Ferrites/FerritesAndAccessories/RMCores/PDF/PDF__Material__N51,property=Data__en.pdf;/PDF_Material_N51.pdf

nur so als Beispiel. Fuer einfache 50Hz Bleche gibt es kurven B/H. die 
sind dann noch von der Temperatur abhaengig. Natuerlich ist das 
Verhaeltnis auch noch von der Frequenz abhaengig. In einem Trafo wird 
das Material als isotrop angenommen, resp so praepariert. Beim Material 
selbst ist das Verhaeltnis B/H auch mue genannt, nicht eine Zahl, 
sondern ein Tensor, dh ein Vektor transformer, und bei hoeheren 
Frequenzen zusaetzlich komplex, wobei der imaginaere Teil den Verlust 
darstellt.

[Jörg R. (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)]

Der Übergang ist fließend. Bei den meisten Netztrafos ist schon bei 
Nennspannung eine mehr oder weniger ausgeprägte Stromspitze erkennbar. 
Setzt man eine feste Grenze für die magnetische Feldstärke im Eisen, 
kann man die maximale Spannung pro Windung für sinusförmige Spannungen, 
bei der das Eisen gerade nicht in die Sättigung gerät, mit dieser Formel 
ausrechnen:

U = 2 pi f a B

U = Scheitelspannung, f = Frequenz in Hz, a Querschnittsfläche des 
Eisenkernes in Quadratmeter und  B die maximale magnetische Feldstärke 
in Tesla (ca. 1,5 T bei Weicheisen )

Allgemein läßt sich der magn. Fluß Phi über das Integral

Phi = Int(U) dt

berechnen, wobei U wieder die Spannung einer Windung ist. Außerdem ist 
zu beachten, dass die untere Integrationsgrenze auf eine Nullstelle des 
magn. Flusses zu setzen ist.

Jörg

[mandrake (Gast)]

1. Materialspezifische maximale Flussdichte B aus B-H-Kennlinie ablesen
 z.B. 250mT

2.

$$L= \frac{N \cdot \Phi_{max}}{I_{sat}}$$

$$\Phi_{max} = B_{max} \cdot A_{min}$$

daraus folgt:

$$I_{sat} = \frac{B_{max} \cdot A_{min} \cdot N}{L}$$

A, N und L musst du allerdings wissen. Aus dem Datenblatt oder so...

[Nicht_neuer_Hase (Gast)]

Bestimmung der Stelle des Übergangs der B-H-Kennlinie in die "Sättigung" 
bei dem hier gegebenen Problem ist prinzipiell willkürlich.
Anwender sollten zweckmässig Erfahrungswerte ( aber nicht völlig 
unkritisch ! ), verwenden, wie sie in diversen Tabellen zu finden sind.

Gruss

[Thomas (Gast)]

Hallo Leute,

habe den Thread mal aus Interesse gelesen.

Müsste sich das nicht einfach mit folgender Formel berechnen lassen?

Bpeak=Urms*qrt(2)/(2*pi*f*N*Ae)