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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Drossel in Sättingung, Messungen, Interpretation?


Autor: Mark (Gast)
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Hallo!

Ich habe aus neugierde ein Drossel (80µH/75A) mal tief in die Sättigung 
getrieben. Ist eim PM114 Kern mit 3,5mm Luft und 12 Windungen(Folie, 
eher Blech) Die Kerntemperatur betrug 80°C. Gemessen wurde mit einem 
Wayne Kerr 3260B, und vielen Bias Units. Energie und Flußdichte wurde 
durch Integration hinzugerechnet.
Die Messungen sind eigentlich wie zu erwarten. Nach der Sättigung wirkt 
theoretisch nur mehr die Luft nur mehr die Luft. Man sieht die 
Induktivität nähert sich 10µH. Wenn bei konstanten L und A der Strom 
steigt, muss sich zwangsweise die Flußsichte erhöhen. Doch wohl nicht im 
Ferrit, denn mehr als die Ausrichtung aller Weißscher Bezirke kann man 
nicht bewirken. Geht das Feld dann um den Kern herum? Ist bei so einem 
PM Kern schwer vorzustellen. Feldlinied können sich ja nie schneiden.

Ein versuch ohne Kern zeigt eine nahezu konstante Induktivität von 6µH. 
Doch in Sättigung nähert sich die Induktivität 9µH. (ein Versuch mit 
800A und mehr ändert nichts daran). Bei der Feldstärke von 4000A/m 
müsste der ja schon voll gesättigt sein un nicht mehr wirken. Trotzdem 
sinds statt den 6µH ohne Kern 9µH mit Kern.   Woran liegt das?

MFG

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mark (Gast)

>Induktivität nähert sich 10µH. Wenn bei konstanten L und A der Strom
>steigt, muss sich zwangsweise die Flußsichte erhöhen.

Sicher.

> Doch wohl nicht im
>Ferrit, denn mehr als die Ausrichtung aller Weißscher Bezirke kann man
>nicht bewirken.

Doch. Die Flussdichte im sim gesamten Magnetkreis gleich (wenn man von 
gleicher Geometrie ausgeht)

> Geht das Feld dann um den Kern herum?

Wozu? es geht nach wie vor durch den Kern, nur dass der halt wie Luft 
wirkt.

>Ein versuch ohne Kern zeigt eine nahezu konstante Induktivität von 6µH.
>Doch in Sättigung nähert sich die Induktivität 9µH.

Was soll ohne Kern sättigen? Dein Messgerät vielleicht.

>müsste der ja schon voll gesättigt sein un nicht mehr wirken. Trotzdem
>sinds statt den 6µH ohne Kern 9µH mit Kern.   Woran liegt das?

???

MFG
Falk

Autor: Mark (Gast)
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>Was soll ohne Kern sättigen? Dein Messgerät vielleicht.

Hab nicht gesagt das ich ohne Kern eine Sättigung erwarte, ohne Kern ist 
die Induktivität konstant 6µH.

>Wozu? es geht nach wie vor durch den Kern, nur dass der halt wie Luft
>wirkt.
Eben ich geh auch davon aus das der Kern dann wie Luft wirkt. Aber die 
Induktivität nähert sich 9µH (und nicht 6µ wie mit nur Luft, also ohne 
Kern)

Das muss doch einen Grund haben.
(Eine andere Art der Messung, mit Kondensatorbank draufknallen -> 
Stromanstieg messen zeigt auch, dass die Induktivität im Bereich der 
Sättigung, mit Kern höher ist)

Ich hab dazu keine Erklärung...

MFG
Mark

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Mark (Gast)

>Eben ich geh auch davon aus das der Kern dann wie Luft wirkt. Aber die
>Induktivität nähert sich 9µH (und nicht 6µ wie mit nur Luft, also ohne
>Kern)

Naja, durch den Kern hat die Induktivitätskennlinie halt einen kleinen 
OFFSET. Die differentielle Induktivität ist aber auch 6uH.

MfG
Falk

Autor: HGD (Gast)
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woher willst du wissen, dass sich die Induktivität 9µh nähert und nicht 
6, Sättigung ist eine Definitionssache, wer weiß wie's bei 1000A 
ausschaut?

Autor: HGD (Gast)
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bzw. 10kA?

Autor: Mark (Gast)
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>woher willst du wissen, dass sich die Induktivität 9µh nähert und nicht
>6, Sättigung ist eine Definitionssache, wer weiß wie's bei 1000A
>ausschaut?
Anhand der Form der Kurve. Ich ja auch 600A 800A gemessen. Beim messen 
mit Kondensatorbank warens 2kA, und der Stromanstieg entsprach wieder ca 
9µH. Ok es gibt schon eine Tendenz das dass L noch langsam weiter sinkt.

Doch selbst wenn es bei 10kA dann 6µH sind (was aber nicht so sein wird 
wenn man von 2kA weiter interpoliert) was ist die physikalische 
Erklärung dazu? Wenn ich mir bei den Feldstärken die BH Kennlinie 
ansehe, dann ist die bei den Feldstärken (zb 60kA/m) schon ganz flach, 
also schon definitiv Sättigung. Wie soll da der Kern noch was bewirken? 
Er tut es ja, doch die Erklärung muss anders sein...

Autor: Jörg Rehrmann (Firma: Rehrmann Elektronik) (j_r)
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Mark schrieb:

> also schon definitiv Sättigung. Wie soll da der Kern noch was bewirken?
> Er tut es ja, doch die Erklärung muss anders sein...

Du kannst sicher davon ausgehen, dass es neben dem dominanten 
ferromagnetischen Effekt, der bei Ferrit ab ca. 0,3 T in die Sättigung 
geht, weitere magnetische Effekte auftreten, die zwar wesentlich 
schwächer sind, aber auch bei wesentlich höheren Feldstärken in die 
Sättigung gehen. Z.B. könnte eine Eisenschraube, die den PM-Kern 
zusammenhält, oder einfach Eisenanteile im Kern, die erst bei ca. 1,5 T 
in die Sättigung gehen, eine geringfügige Erhöhung der gesättigten 
Induktivität im Vergleich zur Luftspule bewirken. Um auch diese in die 
Sättigung zu bekommen, mußt Du um Größenordnungen über dem normalen 
Sättigungsstrom liegen.

Jörg

Autor: Daniel S (Gast)
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Der Kern geht auch nicht 100% homogen in Sättigung. Es gibt Zonen mit 
geringerer Feldstärke, die auch beim gesättigten Kern noch ungesättigt 
sind. Diese wirken jedoch nur schwach, weil sie nur über gesättigte 
Bereiche, also quasi einen großen Luftspalt angekoppelt sind.

Bei Sättigung verläuft ds Feld auch anders, es streut viel stärker, weil 
es nicht mehr im Kern gefüührt wird. Diesen Betriebszustand gilt es zu 
vermeiden.

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