Überlastung Spule maximaler Strom

Gast #6690920
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Hallo zusammen,

in einer Schaltung fließt beim Einschalten kurzzeitig ein Strom von ca. 
160A.(LT-Spice Ergebnis) Das ist plausibel, da meine Stromzange 100A 
anzeigt ( max. Anzeige). Jetzt interessiert mich, wie ich herausfinde, 
ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach 
xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden. Aus den Datenblatt werde ich 
überhaupt nicht schlau. Vielleicht kann mir dort jemand helfen? 
(https://www.coilcraft.com/en-us/products/power/shielded-inductors/high-current-flat-wire/ser/ser1360/#SER1360-651)

Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut 
LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut 
Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht 
630W.

Oder darf man den DCR beim Einschalten nicht als Berechnungsgrundlage 
verweden? Über etwas Hilfe würde ich mich sehr freuen.

Frank.
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Gast #6690951
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Frank schrieb:
> ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach
> xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden.

Wenn man mal vereinfacht die Leistung von 20W für 100µs ansetzt, bekommt 
man eine Energie von 2mJ. Damit kannst du den Draht nicht wegeschmolzen.

> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut
> LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut
> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht
> 630W.

Die Spule wird in LTSpice wohl nicht gesättigt, denn es gibt ja eine 
Spannungsumkehr (negative Leistung) bei 160A.
(Firma: Hobbytheoretiker) #6691011
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Frank schrieb:
> Laut LT-Spice 630W

Ürigens auch -180..270W. Die Spule ist sogar ein Generator. Du bist ganz 
nahe dran an der Erfindung des Perpetum Mobile. Weiter so! Der 
Nobelpreis ist Dir sicher! ;o)

Schaue mal wie dick die Wicklungen sind, berechne zur Flanke die 
Frequenz, berechne den Skin-Faktor und dadurch erhöhten Widerstand des 
Drahtes.

https://chemandy.com/calculators/round-wire-ac-resistance-calculator.htm
#6691123
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Frank schrieb:
> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule.

Das ist die Leistung, nicht Verlustleistung. Die entsteht in deinem Fall 
nur am ohmschen Anteil der Impedanz:

> (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut
> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W

Das entspricht einer Spannung von 0,123V.
Aber die Spule hat auch noch eine Induktivität, d.h. Blindwiderstand. 
Die Spannung ist im Einschaltvorgang daher deutlich höher, und somit 
auch die Momentanleistung:
> 630W.

Und es wurde ja schon geschrieben: offensichtlich berücksichtigt das 
Modell der Spule nicht die Sättigung. D.h. bei der realen Spule wird die 
Indukivität bei dem hohen Strom "zusammenbrechen" und die Leistung wird 
nicht die sein, die die Simulation errechnet hat.
Gast #6691507
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Frank schrieb:
> Jetzt interessiert mich, wie ich herausfinde,
> ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach
> xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden. Aus den Datenblatt werde ich
> überhaupt nicht schlau. Vielleicht kann mir dort jemand helfen?
> 
(https://www.coilcraft.com/en-us/products/power/shielded-inductors/high-current-flat-wire/ser/ser1360/#SER1360-651)

Es gibt Induktivitäten, da kann es schon passieren daß du nach und nach 
das Kernmaterial zerstörst, wenn du es mit dem Strom übertreibst.
Ob das bei deinen Drosseln der Fall ist, würde ich aber lieber mit dem 
Vertrieb des Herstellers als mit diesem Forum klären.


Frank schrieb:
> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut
> LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut
> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht
> 630W.
>
> Oder darf man den DCR beim Einschalten nicht als Berechnungsgrundlage
> verweden? Über etwas Hilfe würde ich mich sehr freuen.

Normalerweise sollte die Verlustleistung nahe bei null liegen, bzw. der 
ohmsche Widerstand der Wicklung der maßgebliche Faktor sein.
Wenn du die Induktivität aber tief in die Sättigung fährst, dann 
entstehen auch im Kernmaterial Verluste die dann deutlich über der 
Verlustleistung in der Wicklung liegen können.

Was da jetzt genau bei dir passiert läßt sich aus der Ferne natürlich 
schlecht sagen, und ob die Größenordung plausibel ist kann ich so auch 
nicht abschätzen. Aber grundsätzlich gibt es da schon noch andere 
Verlustelemente als nur den Wicklungswiderstand.
Gast #6692050
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Frank schrieb:
> in einer Schaltung fließt beim Einschalten kurzzeitig ein Strom von ca.
> 160A.

Hm... was ist denn das für eine Schaltung und/oder gibt es denn
keine Möglichkeit diesen Strompeak zu verringern oder -meiden?

Die Spule ist ja weit in der Sättigung dabei - obwohl ich eher
bezweifle, daß dies so weit geht, daß das Kernmaterial Schäden
davonträgt, ist es evtl. ein sehr leicht vermeidbarer Zustand?

Z.B. haben Buck-Converter normalerweise eine Highside-Messung
des Stromes - und bei einem gewissen Wert wird abgeschaltet.

Also worum geht es?

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