Ich habe eine Verständnisfrage zur Entstehung der Haupt- und
Streuinduktivitäten beim Wickeln eines Transformators. Im konkreten
möchte ich einen Transformator für einen Sperrwandler selber wickeln.
Berechnen kann ich diesen ja mit dem Schmitt Walther Tool:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/spw_smps.html
Die genauen Wickelgüter berechnet das Tool mit den Formeln aus diesem
PDF:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/snt/snt_deu/sntdeu6a.pdf
Bei der Dimensionierung eines Trafos für einen Sperrwandler legt man ja
die Hauptinduktivität fest und versucht die magnetische Kopplung so gut
wie möglich hinzubekommen.
Jetzt meine Frage. Ich möchte eine primärseitige Hauptinduktivität von
800µH haben. Deswegen mache ich für die Primärseite 73 Windungen, wie im
Wickeltool empfohlen. Je nachdem wie gut ich später die Sekundärspule
mit der Primärspule magnetisch koppele ergibt sich meine primäre
Streuinduktivität.
Wenn ich jetzt allerdings gar keine Sekundärspule mehr wickeln würde,
sondern lediglich die Primärspule auf dem Ferritkern betreiben würde.
Wie groß wäre dann die gesamte Induktivität der Primärspule?
Wäre sie L= L1h + L1Sigma?
Oder wäre sie L=L1h?
Gruß
MaWin schrieb:> Natürlich inklusive Streuinduktivität.
Bist du dir sicher? Denn wenn die Primärspule mit keiner anderen Spule
magnetisch gekoppelt ist, spielt doch die Streuinduktivität auch keine
Rolle. Und somit hätte ich gesagt, dass die gesamte Induktivität der
Spule gleich der Hauptinduktivität ist.
Gruß
Der Streufluss ist der Fluss, der nicht durch den Wickelkörper geht,
d.h. durch Luft oder das Medium, was ringsherum ist. Von daher ist die
Streuinduktivität unabhängig davon, ob es eine zweite Spule gibt,
sondern davon, wie gut du deine Spule gewickelt hast. Demnach ist die
Induktivität der Spule bestimmt durch Haupfluss und Streufluss :)
Gruß Christian
Christian Str schrieb:> Der Streufluss ist der Fluss, der nicht durch den Wickelkörper geht,> d.h. durch Luft oder das Medium, was ringsherum ist. Von daher ist die> Streuinduktivität unabhängig davon, ob es eine zweite Spule gibt,> sondern davon, wie gut du deine Spule gewickelt hast. Demnach ist die> Induktivität der Spule bestimmt durch Haupfluss und Streufluss :)>> Gruß Christian
Wenn ich jetzt zum Beispiel meine Primärspule wickle. Dann mache ich die
73 Windungen um den Kern und erwarte nun eine Hauptinduktivität von
800µH erreicht zu haben. Laut eurer These habe ich aber nun eine
Induktivität gebaut, welche aufgrund der unvermeidlichen Streuung eine
Hauptinduktivität von 800µH - X µH und eine Streuinduktivität von X µH
gebaut.
Richtig?
@ Andi (Gast)
>> Natürlich inklusive Streuinduktivität.>Bist du dir sicher?
Nö.
> Denn wenn die Primärspule mit keiner anderen Spule>magnetisch gekoppelt ist, spielt doch die Streuinduktivität auch keine>Rolle.
Es gibt sich gar nicht ;-)
> Und somit hätte ich gesagt, dass die gesamte Induktivität der>Spule gleich der Hauptinduktivität ist.
Ja.
Ja was ist nun richtig?
MaWin und Christian sind anderer Meinung, Falk ist meiner Meinung.
Dann ist meine Frage wohl doch nicht so einfach zu beantworten.
Gruß
Eine einfache Spule hat KEINERLEI Streuinduktivitäten, denn die Spule
ist mit sich selber IMMER zu 100% gekoppelt, sprich den magnetischen
Fluß den sie selber erzeugt kann sie auch zu 100% wieder "einfangen".
Streuinduktivitäten treten erst bei gekoppelten Spulen auf, eben weil
rein geometrisch bedingt nie 100% des Flußes einer Spule die andere
durchsetzen können. Oder wie es ein Kollege immer so schön sagt, "Wo ein
Körper ist kann keine zweiter sein" ;-)
Die Streuinduktivität ist die Induktivität, die eine (Trafowicklung)
beim Messen hat, die aber NICHT mit der Sekundärwicklung gekoppelt ist
(sondern z.B. durch die Zuleitungsdrähte entsteht).
Bei nicht-vorhandener Sekundärwicklung hat die Spule (kein Trafo mehr)
die Induktivität die gemessen wird. Die gesamte. Die wird nicht
aufgeteilt in Streuinduktivität und Induktivität. Aber wenn man nun eine
Sekundärwicklung aufbringt, dann wird diese Gesamtinduktivität getrennt.
Also ist dann das, was nun die Streuinduktivität ist, vorher mitgemessen
worden. Also zählt der Anteil der Streuinduktivität dazu.
@ Christian Str (christianstr)
>Der Streufluss ist der Fluss, der nicht durch den Wickelkörper geht,>d.h. durch Luft oder das Medium, was ringsherum ist.
Ja, aber trotz der Namesähnlichkeit hat StreuFELD mit StreuINDUKTIVITÄT
NICHTS zu tun!
> Von daher ist die>Streuinduktivität unabhängig davon, ob es eine zweite Spule gibt,
Falsch!
>sondern davon, wie gut du deine Spule gewickelt hast. Demnach ist die>Induktivität der Spule bestimmt durch Haupfluss und Streufluss :)
Nö. Siehe mein Posting weiter oben.
Falk Brunner schrieb:> @ Christian Str (christianstr)>>>Der Streufluss ist der Fluss, der nicht durch den Wickelkörper geht,>>d.h. durch Luft oder das Medium, was ringsherum ist.>> Ja, aber trotz der Namesähnlichkeit hat StreuFELD mit StreuINDUKTIVITÄT> NICHTS zu tun!>>> Von daher ist die>>Streuinduktivität unabhängig davon, ob es eine zweite Spule gibt,>> Falsch!>>>sondern davon, wie gut du deine Spule gewickelt hast. Demnach ist die>>Induktivität der Spule bestimmt durch Haupfluss und Streufluss :)>> Nö. Siehe mein Posting weiter oben.
Hab meinen Fehler auch vorhin bemerkt, von Streuinduktivität wird
geredet, wenn es mindestens zwei gekoppelten Spulen gibt. Der Streufluss
ist der Fluss, der die andere nicht durchdringt.
Aber wieso hat Streufeld nix mit Streuinduktivität zu tun? Die
Streuinduktivität bildet sich doch erst durch den Streufluss, oder was
versteh ich falsch?
Gruß Christian
Dieter S. schrieb:> Leute, nicht streiten, sondern das Ersatzschaltbild eines Trafos> ansehen.
Wir streiten doch gar nicht, wir diskutieren ;)
Gruß Christian
@ Christian Str (christianstr)
>geredet, wenn es mindestens zwei gekoppelten Spulen gibt. Der Streufluss>ist der Fluss, der die andere nicht durchdringt.
Genau!
>Aber wieso hat Streufeld nix mit Streuinduktivität zu tun?
Streufeld nach deiner Beschreibung ist eher was umgangssprachliches,
wenn halt eine Induktivität viel Feld in den freien Raum um sie herum
führt. Wie z.B. Stabkerndrosseln. Im Gegensatz zu Schalenkernen und
Ringkernen, dort ist der meiste Fluß im Magnetkern geführt.
>Streuinduktivität bildet sich doch erst durch den Streufluss,
Ja, aber nur im Zusammenhang von ZWEI Spulen.
Falk Brunner schrieb:> Streufeld nach deiner Beschreibung ist eher was umgangssprachliches,> wenn halt eine Induktivität viel Feld in den freien Raum um sie herum> führt.
Genau so hatte ich das gedacht. Aber ist ja nu alles geklärt, meine
Definition vom Streufluss war nicht richtig, danke für die Aufklärung :)
Vielleicht ist dem TO nu auch alles klar.
Gruß Christian
Christian Str schrieb:> Vielleicht ist dem TO nu auch alles klar.
Danke für eure Hilfe und die anschauliche Schilderung bzw Lösung des
Problems.
Jetzt hab ich nur noch ein Verständnisproblem. Wenn ich jetzt diese
Erkenntnis auf den Dreiphasen-ASM anwende. Diese verhält sich ja sehr
ähnlich wie ein Trafo, weshalb ihr einphasiges Ersatzschaltbild auch dem
eines Trafos entspricht.
Der Leerlaufstrom einer ASM ist ja wesentlich höher wie der
Leerlaufstrom eines Trafos. Jetzt habt ihr mir ja vorher erklärt, bzw
bestätigt, dass wenn ich eine bestimmte Hauptinduktivität erhalten will,
ich diese durch eine bestimmte Windungszahl erhalte, unabhängig wie gut
die magnetische Kopplung zu benachbarten Spulen ist.
Jetzt nehme ich das Beispiel an, dass ich in beiden Fällen (Trafo und
ASM) eine Hauptinduktivität von 100µH wickle. Der Kopplungsfaktor ist
bei der ASM durch den unvermeidlichen Luftspalt kleiner als beim Trafo.
Deshalb ist auch die primäre Streuinduktivität größer als beim Trafo.
Deswegen nehme ich beim Trafo eine primäre Streuinduktivität von 1µH und
bei der ASM von 30µH an.
Der Leerlaufstrom bei Trafo und ASM wird ja vorwiegend von der Haupt-
und der primären Streuinduktivität begrenzt. Nach meinem Beispiel würde
das jetzt aber bedeuten, dass die Gesamtinduktivität und damit auch die
Gesamtimpedanz bei der ASM größer ist wie beim Trafo und damit der
Leerlaufstrom kleiner ist als beim Trafo.
Wo ist mein Denkfehler?
Gruß
Zuerst wird mein Thread heiß diskutiert und dann sind auf einmal alle
weg:)
Wenn mir jetzt noch jemand meinen vorherigen Beitrag beantworten könnte,
wärs echt spitze. Der Beitrag steht ja auch in engem Zusammenhang zur
anfangs geführten Diskussion. Von daher wärs schön, wenn mir jemand
helfen würde, das in diesem Thread Gelernte richtig auf die
Drehstrom-Asynchronmaschine anzuwenden.
Gruß
Andi schrieb:> Der Leerlaufstrom bei Trafo und ASM wird ja vorwiegend von der Haupt-> und der primären Streuinduktivität begrenzt. Nach meinem Beispiel würde> das jetzt aber bedeuten, dass die Gesamtinduktivität und damit auch die> Gesamtimpedanz bei der ASM größer ist wie beim Trafo und damit der> Leerlaufstrom kleiner ist als beim Trafo.>> Wo ist mein Denkfehler?
Darin, dass die Induktivität beim Motor eben deutlich kleiner ist als
beim Trafo. Und 100uH sind kein realistischer Wert für solcherlei
Maschinen.
hinz schrieb:> Darin, dass die Induktivität beim Motor eben deutlich kleiner ist als> beim Trafo. Und 100uH sind kein realistischer Wert für solcherlei> Maschinen.
Aber theoretisch wäre es doch möglich Trafo und ASM mit gleich großer
Hauptinduktivität zu bauen.
Gruß
Andi schrieb:> Der Leerlaufstrom einer ASM ist ja wesentlich höher wie der> Leerlaufstrom eines Trafos.
Hast du das mal gemessen bei einer realen ASM, die die gleiche
Hauptinduktivität hat wie der Vergleichstrafo? Bei der ASM hat man
zusätzlich noch das Problem, dass auch noch Verluste durch Reibung
entstehen, der "Leerlauf" ist also kein richtiger, also idealer
Leerlauf.
Für so eine Messung müsste man die ASM mit einem anderen Motor antreiben
und genau auf die synchrone Drehzahl regeln.
Andi schrieb:> Der Leerlaufstrom bei Trafo und ASM wird ja vorwiegend von der Haupt-> und der primären Streuinduktivität begrenzt. Nach meinem Beispiel würde> das jetzt aber bedeuten, dass die Gesamtinduktivität und damit auch die> Gesamtimpedanz bei der ASM größer ist wie beim Trafo und damit der> Leerlaufstrom kleiner ist als beim Trafo.> Wo ist mein Denkfehler?
Ich sehe da keinen Denkfehler. Wenn du tatsächlich einen Trafo und einen
Motor mit identischer Hauptinduktivität im Leerlauf vergleichen würdest,
und der Leerlauf bei der ASM auch wirklich ideal ist, dann müsste der
Strom (theoretisch) im Trafo größer als in der ASM sein.
In der Praxis müssen noch ein paar weitere Bedingungen erfüllt sein,
damit dieser Vergleich funktioniert:
- Motor und Trafo müssen aus identischem Trafoblech mit gleicher
Blechdicke gemacht sein.
- Motor und Trafo müssen auf die gleiche Flussdichte ausgelegt sein.
- Das Eisen-Volumen sollte bei beiden gleich groß sein.
... und vermutlich noch ein paar mehr.
Johannes E. schrieb:> Andi schrieb:>> Der Leerlaufstrom einer ASM ist ja wesentlich höher wie der>> Leerlaufstrom eines Trafos.>> Hast du das mal gemessen bei einer realen ASM, die die gleiche> Hauptinduktivität hat wie der Vergleichstrafo?
Nein, das habe ich noch nicht. Ich habe mit dieser Aussage nur meinen
Professor aus der Vorlesung zitiert.
Johannes E. schrieb:> Ich sehe da keinen Denkfehler. Wenn du tatsächlich einen Trafo und einen> Motor mit identischer Hauptinduktivität im Leerlauf vergleichen würdest,> und der Leerlauf bei der ASM auch wirklich ideal ist, dann müsste der> Strom (theoretisch) im Trafo größer als in der ASM sein.
Das ist ja genau das was ich mich frage. Denn auch wenn die
Hauptinduktivität von einer ASM eher klein ist, angenommen 50µH, wäre es
ja möglich auch einen Trafo mit genau dieser Hauptinduktivität zu
wickeln. Und deswegen bin ich ein wenig verwirrt, dass mein Professor
und auch Fachbücher,den kleineren Leerlaufstrom der ASM immer mit der
kleineren Hauptinduktivität begründen.
Gruß
Andi schrieb:> den kleineren Leerlaufstrom der ASM immer mit der> kleineren Hauptinduktivität begründen.
sorry, ich mein natürlich den größeren Leerlaufstrom
Johannes E. schrieb:> In der Praxis müssen noch ein paar weitere Bedingungen erfüllt sein,> damit dieser Vergleich funktioniert:> - Motor und Trafo müssen aus identischem Trafoblech mit gleicher> Blechdicke gemacht sein.> - Motor und Trafo müssen auf die gleiche Flussdichte ausgelegt sein.> - Das Eisen-Volumen sollte bei beiden gleich groß sein.>> ... und vermutlich noch ein paar mehr.
Der Trafo hat üblicherweise keinen Luftspalt.
> Zuerst wird mein Thread heiß diskutiert und> dann sind auf einmal alle weg:)
Zuerst stellt der Typ 'ne Frage,
dann ändert er plötzlich die Aufgabenstellung.
MaWin schrieb:> Zuerst stellt der Typ 'ne Frage,> dann ändert er plötzlich die Aufgabenstellung.
Ich würde eher sagen, dass ich meine Fragestellung erweitert habe:)
Und ich muss ehrlich zugeben, dass ich noch eine Frage zu diesem Thema
habe. Diese steht aber in engem Bezug zur ursprünglichen Frage des
Threads und bezieht sich daher nur auf den Transformator.
Ihr habt mir ja oben bestätigt, dass ich beim Transformator eine
bestimmte primärseitige Hauptinduktivität erhalte, z.b. L1h= 800µH, wenn
ich eine bestimmte Anzahl an Windungen auf den Eisenkern wickle. Oben
sind wir in unserer Diskussion auch zu dem Ergebnis gekommen, dass wenn
ich keine Sekundärspule mehr auf den selben Eisenkern wickle, die
Primärspule keine Streuinduktivität besitzt und die Primärspule daher
nur eine Hauptinduktivität besitzt.
Wenn ich jetzt aber noch eine Sekundärspule auf den selben Eisenkern wie
die Primärspule wickle entstehen durch unvermeidliche magnetische
Streufelder auch Streuinduktivitäten.
Was mich nun interessiert:
Ist dann die primärseitige Hauptinduktivität immer noch gleich den
L1h= 800µH oder ist die primärseitige Hauptinduktivität nun kleiner wie
vorher, also nur noch L1h= 800µH - L1Sigma ?
Wenn mir diese Frage jetzt auch noch jemand beantworten könnte wärs echt
Klasse.
Gruß
Theoretisch ändert sie sich nicht. Wie oben schon gesagt, redet man erst
bei zwei Spulen von Streufeld. Du musst dir das folgendermaßen
vorstellen:
Du wickelst eine Spule auf den Kern, die dann eine bestimmte
Induktivität besitzt, sagen wir 800µH. Diese Spule hat nur ein Feld, das
Hauptfeld, weil alle von der Spule erzeugten magnetischen Linien auch
wieder in ihr geschlossen werden, AUCH wenn sie durch Luft gehen, durch
Eisen oder was sonst so drumherum ist.
Dann wickelst du eine zweite Spule. Jetzt redet man vom Streufeld, da
die erzeugten Feldlinien der ersten Spule nicht alle durch die zweite
Spule dringen.
Wenn du jetzt überlegst: Kann sich die Induktivität geändert haben? Du
hast ja weder die Geometrie der Spule, des Kerns oder sonstwas geändert,
die Feldlinien, die sich vorher schon durch Luft geschlossen haben, sind
jetzt ja immer noch da, werden nur als Streufeld bezeichnet, weil sie
ihre Aufgabe nicht korrekt erfüllen, nämlich die zweite Spule zu
durchdringen.
An der Induktivität, die du misst, ändert sich also gar nichts.
Gruß Christian
Christian Str schrieb:> Theoretisch ändert sie sich nicht. Wie oben schon gesagt, redet man erst> bei zwei Spulen von Streufeld. Du musst dir das folgendermaßen> vorstellen:> Du wickelst eine Spule auf den Kern, die dann eine bestimmte> Induktivität besitzt, sagen wir 800µH. Diese Spule hat nur ein Feld, das> Hauptfeld, weil alle von der Spule erzeugten magnetischen Linien auch> wieder in ihr geschlossen werden, AUCH wenn sie durch Luft gehen, durch> Eisen oder was sonst so drumherum ist.> Dann wickelst du eine zweite Spule. Jetzt redet man vom Streufeld, da> die erzeugten Feldlinien der ersten Spule nicht alle durch die zweite> Spule dringen.> Wenn du jetzt überlegst: Kann sich die Induktivität geändert haben? Du> hast ja weder die Geometrie der Spule, des Kerns oder sonstwas geändert,> die Feldlinien, die sich vorher schon durch Luft geschlossen haben, sind> jetzt ja immer noch da, werden nur als Streufeld bezeichnet, weil sie> ihre Aufgabe nicht korrekt erfüllen, nämlich die zweite Spule zu> durchdringen.> An der Induktivität, die du misst, ändert sich also gar nichts.>> Gruß Christian
Danke für diese gute Erklärung.
Dann ist die Streuinduktivität der Primärspule eigentlich nur etwas, was
die elektrische Auswirkung der magnetischen Streuung der Primärspule
beschreibt. Die Streuinduktivität ist also nicht wirklich ein Teil der
Induktivität der Primärspule.
Gruß
Dann ist es also so, dass wenn beispielsweise die Primärspule eine
Induktivität von 800µH besitzt und ich weiß, dass 99% des erzeugten
Magnetfeldes die Sekundärspule durchsetzt und nur 1% Streufeld sind,
dass dann die Streuinduktivität 1% der Hauptinduktivität beträgt und
somit die Streuinduktivität 8µH beträgt.
Ich glaub jetzt hab ich es verstanden.
Gruß
@ Andi (Gast)
>Induktivität von 800µH besitzt und ich weiß, dass 99% des erzeugten>Magnetfeldes die Sekundärspule durchsetzt und nur 1% Streufeld sind,>dass dann die Streuinduktivität 1% der Hauptinduktivität beträgt und>somit die Streuinduktivität 8µH beträgt.
Fast . Die Induktivitäten verhalten sich quadratisch zum Koppelfaktor.
L_streu = (1-k^2) * L_ges
Falk Brunner schrieb:> Fast . Die Induktivitäten verhalten sich quadratisch zum Koppelfaktor.>> L_streu = (1-k^2) * L_ges
Ok. Heißt das dann, dass ein Prozent Streuung ein Koppelfaktor von
k=0.99 ist?
Gruß
Ich weiß, ich habe zu dem Thema vor etlichen Monaten schon mal ein paar
Fragen gestellt, die heiß diskutiert wurden. Jetzt ist es nur so, dass
ich heute im Rahmen meiner Bachelorarbeit im Buch "Schaltnetzteile und
ihre Peripherie" noch mal etwas zu dem Thema gelesen hat. Und ja jetzt
kommts: sich leider nicht mit dem deckt, was mir Christian Str hier
letztens geantwortet hat.
Es geht um folgendes Beispiel: Sperrwandler, gewünschte primärseitige
Induktivität: Lprim=800µH, 1%Streuung => k=0.99
=> Lprim,streu=(1-k²)*Lprim=15.92µH
Berechnung der Hauptinduktivität Lprim,h:
Variante 1: Lprim,h=800µH, Lprim,streu=15.92µH
Variante 2: Lprim,h=Lprim-Lprim,streu=800µH-15.92µH=784.08µH
Welche Variante stimmt? Die letzten Posts von Christian Str habe ich so
verstanden, dass Variante 1 stimmt. Allerdings steht im oben
beschriebenen Buch auf Seite 221 wortwörtlich "Die Streuinduktivität
spielt für die Betrachtung keine Rolle, da die Summe aus
Hauptinduktivität und Streuinduktivität unabhängig vom Streufaktor immer
L ergibt". Dieses Zitat spricht wiederum sehr stark für Variante 2.
Welche Variante ist eurer Meinung nach die Richtige?
Gruß
> Die Streuinduktivität spielt für die Betrachtung keine Rolle, da die> Summe aus Hauptinduktivität und Streuinduktivität unabhängig vom> Streufaktor immer L ergibt
Richtig.
> Lprim=800µH
Gut.
Es ist dabei KEINE Aufteilung in streu und rest nötig, sinnvoll, möglich
und angebracht.
Die nícht in die Sekundärwicklung gekoppelte Induktivität Lprim,streu
hat den Effekt, primär zurückzukommen und beispielsweise im Snubber zu
landen.
Die Restinduktivität ist irrelevant, man benutzt sie nur in Spice zur
Modellierung des Trafos.
MaWin schrieb:> Es ist dabei KEINE Aufteilung in streu und rest nötig, sinnvoll, möglich> und angebracht.
Also ich finde schon, dass die Aufteilung beim Design eines
Sperrwandlers Sinn macht. Schon allein deswegen, um zu sehen, wie gut
man seinen Trafo gewickelt hat. Mich interessiert es halt auch einfach,
um die Brücke zwischen Theorie(Berechnung) und Praxis zu schlagen.
Welche Variante ist nun die Richtige?
Gruß
Du findest, und kommst seit einem halben Jahr nicht zu einem
Verständnis. Du findest nichts, nicht mal die Lösung. Es ist deine
Schere im Kopf, die eine Lösung verhindert.
MaWin schrieb:> Du findest, und kommst seit einem halben Jahr nicht zu einem> Verständnis. Du findest nichts, nicht mal die Lösung. Es ist deine> Schere im Kopf, die eine Lösung verhindert.
Schreibst du eigentlich hier um anderen Leuten zu helfen oder nur um
dich von deiner eigenen Unzufriedenheit zu befreien?
Anscheinend weißt du ja selber nicht die Antwort auf meine Frage, sonst
hättest du sie mir ja beantwortet...
Gruß
