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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Drehstromtrafo berechnen und welche Eisenverluste?


Autor: eProfi (Gast)
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An die Trafoberechnungsmeister:

Welche Spannung pro Windung kann man mit diesem Kern erreichen:

Drehstrom 3-Schenkel Kern außen quadratisch 280mm ((3+2)*56mm) 
Schenkelhöhe 75mm   Schenkellänge 280-2*56=168

Wieviel Tesla hat der dann?
Welche Materialien kommen für den Kern in Frage?
Welche Leistung hat so ein Trafo in Etwa?
Wie hängen die Eisenverluste von den Tesla ab?

Ich weiß, ich sollte mich mal damit beschäftigen, nur: momentan wenig 
Zeit.
Bestimmt kann das jemand aus dem Stegreif sagen oder in einer Tabelle 
nachschauen oder einen Link nennen.
Vielen Dank

Autor: Ulrich (Gast)
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Für die Spannung pro Windung ist die Querschnittsfläche (in den Spulen), 
die Frequenz und die maximale Feldstärke wichtg. Ob man eine Drehstrom 
oder ein Phasen Trafo hat ist erst man unwichtig.

Wieviel Tesla man kriegt hängt halt von der Spannung ab. Wie viel man 
maximal erreichen sollte hängt vom material ab.
Das normale Material sollte für solche Trafos Eisen-Silizium sein. 
Normal kann man da bis etwa 1,2 T gehen, man muß aber die 
Isolierschichten zwischen den Blechen berücksichtigen.

So grob geschätz sollte der Trafo bei 50 Hz etwa 1-2 KVA haben.

Wie die Eisenverluste mit der Magnetisierung zusammenhängen ist eine 
Materialeigenschaft. Wenn ich mich richtig erinnere geht das oft grob 
wie B^3.  Das Hängt aber wirklich vom Material ab, und teilweise auch 
von der Aussteuerung. Der einzige Teil eine definierte Abhängigkeit hat, 
sind die Wirbelstromverluste, die sollten proportional zu B^2 sein.

Autor: eProfi (Gast)
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Hallo Ulrich, vielen Dank!
Habe mich am WE doch selbst damit beschäftigt.
Man braucht für diese Berechnung die Trafohauptgleichung:
U = sqrt(2)  pi  N  f  deltaB * Afe
N       Windungszahl
deltaB  Änderung der Flussdichte in Tesla
f       Frequenz in Hz
Afe     Fläche des Schenkels in m²

dann kommt man auf folgende Werte:
N der 230V-Wicklung ist 188 primär und 191 sekundär.
f = 50Hz
Afe = 0,075m * 0,056m = 0,0042m²

Wenn man nach deltaB umstellt:
deltaB = U   / sqrt(2)     pi     N    f    Afe
       = 230 / 1,41421 / 3,14159  188  50 / 0,0042 = 1,3112 Tesla

Der Kern ist schon etwas größer als 1-2 kVA, er hat so 4-6 kVA.
Hier habe ich Beispiele gefunden:
http://www.tauscher-transformatoren.de/html/dr_03.html

Typ Kerngröße   Leist  eta Abmessungen                    CuGew  gesamt
TEO 280/280/75  4050VA 95% 342 147 157 288 350 127 248 10 16,7kg 55,0kg
TEO 280/280/75S 5700VA 97% 342 147 157 288 350 127 248 10 16,7kg 55,0kg

Wobei mir unklar ist, was der Unterschied zwischen
280/280/75  und  280/280/75 S  ist. Bis auf die Leistung und den 
Wirkungsgrad sind alle Werte gleich. (Ist die Wicklung in S wie Silber 
ausgeführt ?(-;  oder S wie square (rechteckiger Draht --> höherer 
Füllfaktor))  oder ist das die genannte Option "alternative Ausführung 
mit
verbreitertem Fußwinkel", der dann als Kühlkörper wirkt???)

Das Problem ist folgendes: wir haben zwei identische 
Universal-TrennTrafos mit diesem Kern fertigen lassen, die nahezu alle 
Spannungen der verschiedenen Länder (208, 230, 265, 360, 400, 460) auf 
400V~ bringen (primär umklemmbar Y und D).
Der Kern wird ohne Last ca. 90°C heiß (nach mehreren Stunden), was mir 
komisch vorkommt. Nachfrage beim Hersteller ergab: das ist richtig so! 
Die Eisenverluste sind unabhängig von der Last.
Der Strom pro Phase liegt bei 600mA (hauptsächlich induktiver Anteil).

Er hat aber aus Ersparnisgründen (kornorientiertes Blech ist kürzlich um 
120% gestiegen) normales kaltgewalztes Blech eingesetzt. Das kann 
angeblich bis 1,38 Tesla magnetisiert werden. Na ja, vielleicht, wenn 
ein Lüfter danebensteht...

Muss noch dazusagen, dass der Trafo (bereits vom Hersteller) in einem 
nahezu luftdichten Stahl-Gehäuse (IP??, 485 x 530 x 260mm) eingebaut 
ist.

Wen's interessiert, so ein kleines Kerlchen kostet ca. 580 Euro+.

Hernach werde ich mal meine CurrentProbe über die Primärleitung klemmen 
und schauen, ob der Kern in Sättigung geht. Und mal mit Vorschalttrafo 
die Eingangsspannung reduzieren. Und die effektive Heiz-Leistung in W 
messen.

n.b: der Sättigungsstrom ist dann maximal, wenn die Spannung ihren 
Nulldurchgang hat. Eigentlich klar, 90° Phasenverschiebung.

Autor: 3348 (Gast)
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Die Eisenverluste kann man aus dem H-B Diagramm entnehmen. Die 
eingeschlossene Flaeche ist Verlust.

90 Grad ist etwas viel fuer meinen Geschmack. Wenn nichts kosten darf...
Saettigung ist ein relativer Begriff. Wieviel Nichtlinearitaet nennt man 
Saettigung ?

Autor: eProfi (Gast)
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Ich krame meinen alten Thread wieder hervor.
Drüben im MFK(Mosfetkiller)-Forum wird über technische Daten von 
Drehstromtrafos gerätselt.
http://forum.mosfetkiller.de/viewtopic.php?f=1&t=6...

Die spezielle Frage war, wie viele Volt pro Windung ein 50 und ein 630 
kVA-Trafo haben.
Eingedenk des Threads Beitrag "Trafo für mein nächstes Netzteil: Auf die Dauer hilft nur Power" dachte 
ich mir, eine kleine Übersicht 1kVA - 2GVA wäre doch ganz 
aufschlussreich.

Interessante Daten wären:
Nennleistung, Gewicht (aufgeteilt auf Cu, Fe, Nichtmetalle und Öl), 
Kern-Abmessungen, Gesamtabmessungen, Wirkungsgrad/Verluste bei Leer- 
Teil- Volllast, Windungszahlen, Querschnitte, Windungsaufbau, Kühlung, 
Füllfaktor, Überlastfähigkeit, Preis, Abschreibung, Lebensdauer etc.

Bei den "kleinen Trafoherstellern" bekommt man schon mal eine vage 
Vorstellung bis 1 MVA:
http://www.schmidbauer.net/produkte/transformatore...
http://www.tauscher-transformatoren.de/html/dreiph...

Wer macht mit beim Datensammeln und -aufbereiten?
Ben (stromkraft)? Frank Xy (flt)? Thilo (power)?
Ich plane einen Wiki-Artikel.

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