Hallo Leute, ich steh momentan irgendwie auf dem Schlauch.
Kann man einen (Ferrit-)Trafo mit (rechteckiger) Wechselspannung
ansteuern, die 50% Pulsweite hat, wobei die pos. Welle jedoch 6V, die
negative Welle aber nur 5V hat?
Die Werte sind nur ein Beispiel, es geht um das Verständnis.
Mir ist klar, daß eine Halbwelle bei Trafos auch deutlich höhere
Spannungen haben kann als die andere, allerdings ist dann ja im Gegenzug
immer ihre Pulsweite stark verkürzt. Wie ist es bei 50%, sind
unterschiedliche Spannungen pos. und neg. möglich?
Fragender schrieb:> Kann man
Man kann, aber das ist nicht gut, da eine solche Spannung einem
symmetrischen Rechteck entspricht, dem eine Gleichspannung überlagert
ist.
Diese Gleichkomponente treibt den Kern des Trafos in die Sättigung
und/oder verursacht hohe Verluste am ohmschen Widerstand der
Primärwicklung.
Auf der Sekundärseite ist von der Gleichspannnung natürlich nichts mehr
zu sehen.
Fragender schrieb:> Mir ist klar, daß eine Halbwelle bei Trafos auch deutlich höhere> Spannungen haben kann als die andere, allerdings ist dann ja im Gegenzug> immer ihre Pulsweite stark verkürzt.
Maßgeblich ist (unabhängig von der Kurvenform) die Spannungs-Zeitfläche
im positiven und im negativen Bereich.
Wenn beide sich zu 0 aufsummieren, hast du eine reine Wechselspannung
vorliegen.
nachtmix schrieb:> Wenn beide sich zu 0 aufsummieren, hast du eine reine Wechselspannung> vorliegen.
Das wäre der Normalfall. Ich möchte eben wissen, ob es in gewissen
Grenzen auch anders geht. Allerdings schon bei idealisiertem Trafo, also
dieser Spannungsunterschied soll nicht vollständig verheizt werden.
Könnte man das mit einem Luftspalt im Kern machen? So daß der Trafo
während der 6V Halbwelle Strom aufnimmt, aber während der 5V Halbwelle
wieder abgibt.
Daß dieser DC-Offset am Ausgang nicht erscheinen würde, ist auch klar.
Fragt sich aber, was der Trafo dann ausgibt? 5,5V?
Egal was Du machst, sekundär ist üblicherweise gleichspannungsfrei, d.h.
der Mittelwert der Spannung ist Null. Ein 50% getaktetes Rechteck wird
sich von daher auf symmetrische Plateauspannungen einstellen.
Ein asymm Rechteck wird asymm Plateauspannungen liefern, und zwar so
dass pos und neg Spannungszeitflächen gleich sind.
Jedenfalls solange Du keinerlei Gleichrichterdioden ins Spiel bringst.
Ein Ausnahme bildet der Stromwandler. Pulsierende Gleichspannungspulse
auf der Primärseite produzieren sekundär ebenfalls Gleichspannungspulse.
Dies gilt aber eben nur für den Stromfluss bei kurzgeschlossener
Sekundärwicklung und wenn der Kern nach jedem Puls vollständig
entmagnetisieren kann, nicht für die Übertragung von Spannungen bei
offener Sekundärwicklung.
Fragender schrieb:> Kann man einen (Ferrit-)Trafo mit (rechteckiger) Wechselspannung> ansteuern, die 50% Pulsweite hat, wobei die pos. Welle jedoch 6V, die> negative Welle aber nur 5V hat?
Am Eingang ja, aber am Ausgang werden 5.5V und 5.5V rauskommen, denn
Gleichspannungen werden nicht transformiert, sie führen nur zur
Sättigung des Kernes und erfordern damit einen grösseren Kern. Es wäre
also blöd.
Bei anderem Tastverhältnis, z.B. 33% zu 67% gilt: Die Fläche muss gleich
gross sein, also 6.6V zu 3.3V um gleichspannungsfrei zu sein.
Fragender schrieb:> Mir ist klar, daß eine Halbwelle bei Trafos auch deutlich höhere> Spannungen haben kann als die andere, (...) Luftspalt
Zu dem Thema könnte man vieles sagen.
Extrembeispiel Flyback-"Trafo". Dabei handelt es sich um
Leistungsübertragung mittels Aussteuerung des Kernes in nur eine
Richtung.
Es ist ein sogenannter "Speichertrafo" - aus Sicht Deines idealen Trafos
wird ein parasitärer Effekt (Streufeld) essentiell für die
Gesamtfunktion. Denn tatsächlich sind das zwei Spulen, die allein über
die (praktisch fast vollständig im Luftspalt) gespeicherte Energie
arbeiten.
Genaugenommen ist das also kein Trafo, da bei "echten" Trafos
(Netztrafo, Flußwandler) der sekundäre Stromfluß annähernd gleichzeitig
mit dem primären erfolgt.
Und einen "richtigen" Trafo wird man i. A. auf möglichst gute Kopplung
(also geringes Streufeld) für recht hohe Induktivität, also geringem
Magnetisierungsstrom, hin-konstruieren.
Obwohl es möglich ist, Flybacks mit relativ hohem Wirkungsgrad zu bauen,
wird man einen Ferritkern (o. ä.) am effektivsten immer mit einem
Gegentakt-Flußwandler oder auch -Resonanzwandler (aber auch bei
letzterem werden die parasitären Eigenschaften benutzt - hier für
Soft-Switching) betreiben können.
Die maximale Leistungsübertragung ist also nur bei symmetrischer
Aussteuerung drin - obwohl man natürlich (mit etwas mehr
Materialeinsatz) auch einen 50 Kilowatt Sperrwandler bauen kann. Macht
nur kaum jemand - teuer.
Was genau hättest Du denn überhaupt vor?
https://en.tdk.eu/download/531536/133c4190b4d8aac6ea08cc21352bf2d8/pdf-applicationnotes.pdf
Hier findet man was dazu (falls pdf-Viewer mit Suchfunktion: "ptrans").
Ab Seite 25 auch direkt in den Kerntabellen, angegeben bei einer
typischen
Arbeitsfrequenz. Damit kann man durchaus so arbeiten (auch interpolieren
ist möglich, da mit ein paar Prozent Sicherheitsmarge zu verstehen).
MaWin schrieb:>> Kann man einen (Ferrit-)Trafo mit (rechteckiger) Wechselspannung>> ansteuern, die 50% Pulsweite hat, wobei die pos. Welle jedoch 6V, die>> negative Welle aber nur 5V hat?>> Am Eingang ja, aber
Warum geht das? Wie sehen die Ströme dabei aus und wo bleibt die
zusätzliche Leistung resultierend aus dem einen Volt Überspannung?
Nimmt der Trafo dann den kompletten Primärstrom nur aus den 6V auf, aber
gibt ihn gleichmäßig auf beiden 5,5V Halbwellen (sekundär bei N=1:1)
wieder ab?
Fragender schrieb:> wo bleibt die> zusätzliche Leistung resultierend aus dem einen Volt Überspannung?
Damit heizt du nur die Primärwicklung auf.
Hatte ich mit anderen Worten ja bereits geschrieben.
Al3ko -. schrieb:> kann ein idealer Trafo sättigen?
nein, ein idealer Trafo kann auch Gleichspannung übertragen. Legt man
eine Gleichspannung an, nimmt der Magnetisierungsstrom linear zu und
wird unendlich groß. Dabei wird auf der Sekundärseite eine
Gleichspannung induziert.
Nur beim realen Trafo werden dem, wegen des ohmschen Widerstands der
Wicklung und der Sättigung des Kerns, Grenzen gesetzt.
Deshalb darf beim realen Trafo die Spannungs-Zeitfläche einen bestimmten
Wert nicht überschreiten.
Fragender schrieb:>> Am Eingang ja, aber>> Warum geht das?
Das geht genau so, wie bei einer Drossel, d.h. Spule für überwiegenden
Gleichstromanteil, die zur Filterung von Gleichspannung benutzt wird.
Der Kern muss das halt aushalten.
> Wie sehen die Ströme dabei aus und wo bleibt die> zusätzliche Leistung resultierend aus dem einen Volt Überspannung?
Nun, der Gleichstromanteil führt am Drahtwiderstand zu Verlusten und
magnetisiert den Kern vor, aber möglichst nicht in Sättigung.
