Grüß euch, ich hab gerade eine Spule mit (Ferrit)Ringkern als Stromwandler missbraucht (nur um zu sehen, ob überhaupt was fließt). Zuerst habe ich sie ohne einen Widerstand zwischen den Anschlüssen an das Oszi geklemmt. Was rauskam waren Spikes, kein Sinus; schon klar warum, der Kern geht noch bevor der maximale Primärstrom erreicht ist in Sättigung. Also habe ich ein Poti drangelötet und eingestellt, bis der Sinus sauber war. Auch klar warum, dachte ich jedenfalls bis vorhin! Nun einige Tatsachen, die mich zweifeln lassen: Der Strom auf der Sekundärseite (durch den Widerstand) wird ja von der dort induzierten Spannung hervorgerufen. Diese induzierte Spannung ist am höchsten, wenn der Primär_strom_ die größte Steigung hat (also bei den Nulldurchgängen). Zwischen dem Primärstrom und dem Sekundärstrom (der wegen R mit der Sekundärspannung in Phase ist) ist also eine Phasenverschiebung von 90°. Was daran interessant ist: Die beiden Ströme erzeugen im Ferritkern einen magnetischen Fluss, der eine höhere Amplitude hat, als wenn auf der Sekundärseite kein Widerstand wäre (also kein Sekundärstrom fließen könnte). Auch wenn die beiden Ströme magnetische Flüsse erzeugen, die gegeneinander gerichtet sind, so ist die Amplitude des gesamten Flusses im Kern trotzdem höher als die Amplitude des Flusses, der durch den Primärstrom alleine erzeugt wird. Mit anderen Worten: Wenn ich auf der Sekundärseite einen Widerstand anschließe muss der Kern erst recht in Sättigung gehen, nur eben zu einem anderen Zeitpunkt! Ich habe das (soweit möglich) simuliert, indem ich in Switchercad einen Commonmode-Linefilter als Übertrager benutzte. Auf der Primäreite ist (über einen Widerstand) eine Spannungsquelle angeschlossen und die Sekundärseite ist kurzgeschlossen. Das Übersetzungsverhältnis ist ca. 12 (n_prim/12 = n_sek). Deshalb ist der Sekundärstrom Ix(U2:1) mit 12 skaliert, da der Sekundärstrom im Kern einen Fluss erzeugen muss, der die selbe Amplitude hat wie der vom Primärstrom Ix(U2:3) erzeugt Fluss (wenn wie hier R_sek = 0 ist). Die beiden Ströme habe ich dann voneinander abgezogen (addieren führt auf das Gleiche, nur inder Phase verschoben) mit dem (erwarteten) Ergebnis, dass der resultierende Fluss im Kern eine noch höhere Amplitude hat als wenn auf der sekundärseitig gar nicht angeschlossen wäre. Und damit steh ich im Wald... Warum funktioniert es trotzdem?
Ok. Ich habs rausbekommen... Für alle die es interessiert: Die obige Annahme war falsch: Die Phasenverschiebung zwischen Primärstrom und Sekundärspannung ist nur dann 90°, wenn sekundärseitig kein Strom fließt. Wer wissen möchte weshalb, der sollte seinen Blick auf die Herleitung der Trafogleichungen für das T-Ersatzschaltbild richten.
Nochwas: Der Commonmode-Filter ist als Trafo nicht zu gebrauchen! Lieber das T-ESB zeichnen.
>Die obige Annahme war falsch: Die Phasenverschiebung zwischen >Primärstrom und Sekundärspannung ist nur dann 90°, wenn sekundärseitig >kein Strom fließt. Kam mir beim lesen so ähnlich in den Sinn. Ich hab aus den GET-Vorlesungen noch in Erinnerung, dass die Phasendrehung nur dann 90° beträgt, wenn keine Verluste entstehen. Das ist im realen Leben aber nie der Fall, Verluste gibts ja immer.
Bei der Stromwandlung sei außerdem zu beachten, dass die Messschaltung, obgleich galvanisch vom Primärkreies getrennt, auf diesen nicht Rückwirkungsfrei ist. Darum macht es Sinn, die Ströme im Sekundärkreis niedrig zu halten. mit freundlichen Grüßen von Meister Lenz
Hallo tex, da muss ich dir widersprechen: Man sollte die Ströme im Sekundärkreis nicht zu klein halten, da sie verhindern, dass der Kern zu schnell in Sättigung geht und die Linearität der Messung besser wird, je kleiner der mag. Fluss im Kern ist. Ich habe mit verschiedenen Schaltungen experimentiert, angefangen mit dem par. Widerstand sowie mit verschiedenen OPV-Schaltungen. Die besten Ergebnisse (bei kleinem Aufwand) brachte der Widerstand über der Sekundärwicklung. Er sollte genauso groß sein, wie der Innenwiderstand der Sekundärwicklung. Ein OP-Verstärker dahinter und man hat kann schon eine akzeptable Genauigkeit für diese einfache Lösung erreichen. Wenn der Widerstand kleiner wird, kann man zwar noch höhere Ströme messen, jedoch leiden dann die Genauigkeit und Auflösung. Ein höher Widerstand lenkt das Ferrit weiter aus, was zu einer größeren Nichlinearität des Kern führt.
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.