Hallo,
wie der Betreff vermuten lässt versuche ich gerade einen Stromwandler zu
bauen. Weniger aus finanziellen Gründen als aus Spaß.
Folgendes habe ich gemacht: 68 Windungen auf einen Ferritring gewickelt
und die zu messende Leitung durchgesteckt (1mal). Daran hängt eine 40W
Glühlampe -> 246mA Spitzenstrom
Die Sekundärwiclung habe ich einmal an 10 Ohm und mal am 68 Ohm
Widerstände gehängt. Wenn ich mit dem Oszi messe bekomme ich in beiden
fällen ca 5mV Amplituden wobei das Signal relaitv gut aussieht. Die
Spannung sollte ja aber in beiden Fällen deutlich höher sein (36mV und
246mV).
Wenn ich die 40W führende Leitung 2 mal durch den Kern führe erhalte ich
in beiden Fällen 10mV Amplituden.
Wo vermutet ihr da jetzt das Problem? Da die Amplitude genau um den
Faktor 2 steigt sollte der Kern ja nicht in Sättigung kommen? Liegt es
an sehr schlechter Kopplung oder einem sehr ungeeigneten Kernmaterial?
Wäre schön wenn mir jemand mal seine Meinung dazu sagen könnte!
Grüße
Jan
Der Ferritring arbeitet in diesem Fall irgendwo im Mittelfeld zwischen
Spannungstransformator und Stromwandler.
Beim Stromwandler sollte die Sekundärseite an einen Kurzschluss bzw. den
möglichst niederohmigen Messkreis eines Strommeßgerätes angeschlossen
sein.
Nur wenn dann das hinreichend erfüllt ist, ist man im
Stromwandlerbetrieb des Trafo. Die Spannung ist dann auf Primär- und
Sekundärseite fast Null und ist mehr ein Abbild der Trafoverluste als
eines der Windungszahlen.
Die Spannungen am Stromwandler haben also weniger mit dem
Windungsverhältnis zu tun als mit dem Sättigungs- und verlustverhalten
des Wandlers.
@Jan (Gast)
>an sehr schlechter Kopplung oder einem sehr ungeeigneten Kernmaterial?
Letzteres. Man kann nicht irgendeinen Ringkern nehmen, schon gar nicht
bei 50 Hz. Denn da braucht man viele Windungen bzw. eine hohe
Permeabiliutät im Kern, um die untere Grenzfrequenz von 50Hz und weniger
zu erreichen.
MfG
Falk
Trafos sättigen nicht wegen den Strom sonder wegen der
Spannungszeitfläche. Mit einem Kurzschluss an den Anschlüssen sättigt
der Kern nie. Bzw. nur partiell am Streufeld. R ist also zu groß.
Mfg Michael
>Trafos sättigen nicht wegen den Strom sonder wegen der Spannungszeitfläche.
Das ist nicht korrekt. Die Spannungs-Zeit-Fläche lässt ja den Strom
steigen!
Versteh ich nicht. Dein Ergebnis ist doch perfekt?
Die Spannung die du misst, sollte im idealfall unabhänig vom
Lastwiderstand sein!
Ganz einfache Erklärung:
Die Primärwicklung (eine oder zwei Windungen) bilden eine (sehr kleine)
Induktivität, an welche durch den 50Hz Strom eine Spannung abfällt (z.B.
0,1mV). Diese Spannung wird nun auf die sekundärseite hochtransformiert
und ergeben z.b. mit Windungszahl 1:100 eine Spannung von 10mV.
Der Lastwiderstand kann also auch ganz weggelassen werden.
Willst du die Strommessung phasen(-richtig) verschieben, so kannst du
z.B. einen kleinen Lastwiderstand ranhängen, welcher den Ausgangsstrom
nicht beeinflusst. Dadurch hast du quasi eine Spannungsquelle in Reihe
mit der Selbstinduktivität und somit eine Phasenverschiebung, welche du
am Shunt messen kannst. Ich würde mal bei so geringen Windungszahlen auf
1 Ohm oder weniger tippen.
(normale Stromwandler in schaltnetzteilen haben 100Ohm - aber bei
Frequenzen um die 100kHz!!)
Matthias Lipinsky schrieb:
>>Trafos sättigen nicht wegen den Strom sonder wegen der Spannungszeitfläche.>> Das ist nicht korrekt. Die Spannungs-Zeit-Fläche lässt ja den Strom> steigen!
Ja, was zählt ist der Strom. Wobei man beim Strom zwischen dem Strom
unterscheiden muss der übertragen wird, und dem Strom der in die
Induktivität fließt und dort gespeichert wird. Letzterer bewirkt die
Sättigung.
S. Matlok schrieb:
> Die Primärwicklung (eine oder zwei Windungen) bilden eine (sehr kleine)> Induktivität, an welche durch den 50Hz Strom eine Spannung abfällt (z.B.> 0,1mV). Diese Spannung wird nun auf die sekundärseite hochtransformiert> und ergeben z.b. mit Windungszahl 1:100 eine Spannung von 10mV.> Der Lastwiderstand kann also auch ganz weggelassen werden.
Das ist dann aber kein Stromwandler sondern irgendwas ungenaues, denn
spätestens wenn das ganze Oberwellen enthält kommt ein viel höherer Wert
raus.
Benedikt K. schrieb:
> S. Matlok schrieb:>> Die Primärwicklung (eine oder zwei Windungen) bilden eine (sehr kleine)>> Induktivität, an welche durch den 50Hz Strom eine Spannung abfällt (z.B.>> 0,1mV). Diese Spannung wird nun auf die sekundärseite hochtransformiert>> und ergeben z.b. mit Windungszahl 1:100 eine Spannung von 10mV.>> Der Lastwiderstand kann also auch ganz weggelassen werden.>> Das ist dann aber kein Stromwandler sondern irgendwas ungenaues, denn> spätestens wenn das ganze Oberwellen enthält kommt ein viel höherer Wert> raus.
Jao, aber ist es nicht genau das, was gerade genau bei ihm passiert?
Ich habe zumindest noch keinen Stromwandler dieser Art in einer 50Hz
Sinus Anwendung gesehen. Selbst Wandler für Oszis haben Probleme solche
niedrigen frequenzen nach genau diesem Prinzip zu messen (oder irre ich
da? hatte mal einen in der Hand mit unterer Grenzfrequenz von 500Hz)
Und naja, Oberwellen erzeugen natürich nach der "nur-spannung
abgreif-methode" viel höhere Spannungen, für eine Master-Slave
Steckdosenanwendung könnte es trotzdem langen (besonders bei einer
Oberwellenarmen Glühlampe ;-)
S. Matlok schrieb:
> Ich habe zumindest noch keinen Stromwandler dieser Art in einer 50Hz> Sinus Anwendung gesehen. Selbst Wandler für Oszis haben Probleme solche> niedrigen frequenzen nach genau diesem Prinzip zu messen (oder irre ich> da? hatte mal einen in der Hand mit unterer Grenzfrequenz von 500Hz)
Die Dinger sind aber Standard, in der Leistungselektronik und
Maschinensteuerung weit verbreitet:
http://www.csd-electronics.de/data/pdf/Stromwandler.pdf
Die Dinger haben meist einen Eisenkern anstelle von einem Ringkern.
@Jan
Bist du sicher, dass du Feritkerne verwendet hast und nicht zufällig
Eisenpulverkerne? Mit denen hatte ich nämlich einen ähnlichen Effekt
(selbst ohne Widerstand kam kaum mehr als 1-2Vss raus). Allerdings weiß
ich nicht mehr, ob das bei 50Hz war, oder doch etwas höher.
Hmm, wenn ich mir das recht überlege, dann könnte das durchaus der
Effekt sein, den S. Matlok beschrieben hat.
Da ein Feritringkern eine höhere Permeabilität hat, erreicht man bei
gleicher Windungszahl eine höhere Induktivität als bei Eisenpulver. Der
Strom durch die Induktivität muss nämlich im vergleich zu dem
übertragenen Strom vernachlässigbar klein sein. Als Abhilfe benötigt man
also mehr Windungen bzw. einen kleineren Widerstand wie weiter oben
schon geschrieben.
PS: Ich habe sogar eine Masterslave Steckdosenleiste, die nach diesem
Prinzip (ohne Widerstand) funktioniert: Das Dinge ist der größte
Schrott: Bei Geräten mit Schaltnetzteilen erkennt diese (aufgrund der
Oberwellen) keinen Unterschied zwischen 5W und 50W, bzw. der
Temperatureinfluss zwischen Tag und Nacht ist größer als der durch die
Leistung...
@ Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
>Bist du sicher, dass du Feritkerne verwendet hast und nicht zufällig>Eisenpulverkerne? Mit denen hatte ich nämlich einen ähnlichen Effekt>Da ein Feritringkern eine höhere Permeabilität hat, erreicht man bei>gleicher Windungszahl eine höhere Induktivität als bei Eisenpulver.
Es gibt nicht DEN Ferritkern und DEN Eisenpulverkern! Da gibt es
DUTZENDE Materialien mit SEHR verschiedenen Permeabilitäten! Also ohne
Messung ist das vollkommen sinnlos.
Uns Stromwandler müssen prinzipbedingt nahe dem Kurzschluss betrieben
werden. Sonst wäre es nämlich ein normaler Trafo ala Rogofskispule, und
die funktioniert etwas anders, auch wenn sie scheinbar sehr ähnlich
aussieht.
http://de.wikipedia.org/wiki/Stromwandlerhttp://de.wikipedia.org/wiki/Rogowskispule
MFG
Falk
Jan schrieb:
> ... Liegt es> an sehr schlechter Kopplung oder einem sehr ungeeigneten Kernmaterial?
Sehr wahrscheinlich Ungeeignetes Kernmaterial.
Probier es mal mit einem für 50Hz geeigneten Trafo, dessen Wicklungen
nicht vergossen sind. Einfacher "Klingeltrafo" ist z.B. gut für einen
Test.
1 Wdg 0.75 mm2 für die Lampen seite,
und dann Deine Widerstände an die 5 oder 8V AC Wicklung.
Ist mal ein guter Startwert für eine Stromwandler-Versuch.
Für'S richtige Messen: Es gibt haufenweise billige Stromwandler in 1-2-3
zu ersteigern.
Einfach mal einige Zeit schauen.
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