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Hi! Wie sieht es eigentlich aus, wenn man bei einem Ferritübertrager den Nennstrom deutlich für kurze Zeit überschreitet? Sagen wir mal, so eine stromkompensierte Netzdrossel. Wenn sie 2A Nennstrom hat, gilt das ja für 50Hz. Steigt aufgrund z.B. eines Netztransients der momentane Strom stark an, verliert das Ferrit entsprechend an wirksamer Induktivität durch die Sättigung. Ich dachte mir, das könnte man in Simulationen so annähern, daß man z.B. bei 10-fachen Nennstrom die Induktivität aller aufgebrachten Wicklungen und der Streuinduktivität auf ein 1/10 setzt. Ist das richtig? Leider finden sich für solche Bauelemente keine Überlastangaben. Man darf schon froh sein, wenn man genug Daten für den Normalbetrieb im Datenblatt inkl. Frequenzgang finden darf. Macht es Sinn, sowas selbst zu wickeln? Z.B. wenn man eine bestimmte Streuinduktivität haben möchte. Die kann man ja schaltungstechnisch auch vorteilhaft einsetzen. Also was muß man beachten, wenn es sicherheitstechnisch galvanisch getrennt sein muß. Doppeltes Kaptonband oder was?
Wenn der Kern gesättigt ist, wirkt er nciht mehr. Die Spule wirkt so, als hätte sie keinen Kern. Welche Induktivität sie dann hat, kann man ausrechen, sofern Abmessungen und Anzahl der Windungen bekannt sind.
@ Abdul K. (ehydra) Benutzerseite >Wie sieht es eigentlich aus, wenn man bei einem Ferritübertrager den >Nennstrom deutlich für kurze Zeit überschreitet? Er wird warm bis heiß. > Sagen wir mal, so eine >stromkompensierte Netzdrossel. Wenn sie 2A Nennstrom hat, gilt das ja >für 50Hz. Moment. Eine Netzdrossel ist stromkomensiert. Die kriegt man nahezu gar nicht in die Sättigung, weil sie hin und rücklaufender Strom nahezu aufheben. Ehr brennt der Draht weg. >Steigt aufgrund z.B. eines Netztransients der momentane Strom stark an, >verliert das Ferrit entsprechend an wirksamer Induktivität durch die >Sättigung. Nur, wenn die Ströme auf L und N unterschiedlich sind. >Ich dachte mir, das könnte man in Simulationen so annähern, daß man z.B. >bei 10-fachen Nennstrom die Induktivität aller aufgebrachten Wicklungen >und der Streuinduktivität auf ein 1/10 setzt. >Ist das richtig? Kann man so allgemein nicht sagen. Gerade stromkompensierte Drosseln haben hochpermeable Kerne. Wenn man die missbräuchlich als einfache Drossel betreibt, haben die eine sehr extreme B-H Kennlinie und sättigen fast schlagartig. >Leider finden sich für solche Bauelemente keine Überlastangaben. Man >darf schon froh sein, wenn man genug Daten für den Normalbetrieb im >Datenblatt inkl. Frequenzgang finden darf. Was soll's denn insgesamt werden?
Ferrite sättigen "hart". Sobald der Sättigungsstrom auch nur minimal überschritten wird geht die Induktivität massiv in den Keller und der Kern erhitzt sich. Wenn du einen Kern brauchst der kurzzeitige Überlast abkann solltest du Eisenpulver nehmen. Oder in den Ferritkern einen Luftspalt einfügen.
Hm hm. Die Intention war ursprünglich die stromkompensierte Drossel als fertiges Bauelement als Trafo zu mißbrauchen. Nun habe ich mir überlegt, was passiert wenn Netztransienten drüber gehen. Irgendwo hatte ich auch mal gehört, daß (normale Eisen-)Trafos dann als Tiefpaß reagieren und somit die nachfolgende Schaltung schützen (Im Gegensatz zum Verhalten eines SMPS). Tja, und dann fand ich das: http://www.ed-k.de/pages/anwendungen/beispiel-7.php Womit meine Annahme, der proportionalen Verringerung der Streuinduktivität mit der Hauptinduktivität im Überlastfall auch nicht stimmt.
Wieviel Energie willst du denn übertragen? Theoretisch könnte das schon gehen, ich hab mal so eine Filterdrossel für eine grobe Stromanzeige mißbraucht. Die Sättigung war sogar gut dabei, dadurch brauchte ich kaum Schutzmaßnahmen für den Überlastfall.
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Der normale Betrieb ist nicht mehr das Thema. Es geht mir nur um den Überlastfall. Wenn ich mir die Kurven im obigen Link ansehe, kann ich auch nicht nachvollziehen, wieso das hart sein soll. Das würde ich als weichen Übergang bezeichnen.
Für die Komensierte Spule sind da 2 Kurven drin. Der Übergang bei der Hauptinduktivität ist relativ weich, der für die Streuinduktivität ist aber eher hart. Der Strom als kompensierte Drossel ist hauptsächlich thermisch begrenzt - da kommt man kaum in die Sättigung. Als einfache Drossel kommt man dagegen schon relativ schnell in Sättigung. Als Trafo missbraucht, geht bei Sättigung der Strom auf der Primärseite in die Höhe, auf der Sekundärseite kommt dann kaum noch was an - man hat eher einen Spannungseinbruch und davor halt die etwas zu hohe Spannung um überhaupt die Sättigung zu erreichen.
Abdul K. schrieb: > Also was muß man beachten, wenn es > sicherheitstechnisch galvanisch getrennt sein muß. Doppeltes Kaptonband > oder was? Besser noch 2 getrennte Wickelkammern. Aber auf jeden Fall solltest Du ein Isolationstester haben, der bis zur benötigten Isolationsspannung geht. Leider kann man beim Entwickeln (hmm, wörtlich genommen vielleicht hier etwas unpassend ;) des Trafos nicht beliebig mit dem Isotester dran rumbraten, nach einiger Zeit bricht die Isolation durch die hohe Spannung zusammen. In der Produktion wird daher normal die Nenn-Isolationsspannung für 1 Min. zum Test draufgegeben und das wars. Wenn die deutlich länger anliegt würde, wäre das Teil vorgeschädigt.
@Ulrich: Und hast du eine Erklärung wieso die Streuinduktivität deutlich länger durchhält, gleichzeitig aber viel härter abfällt? Wenn das Sättigungsverhalten einer als Trafo mißbrauchten stromkompensierten Drossel so ist wie du es beschreibst, dann ist es genau das was ich brauche! Super! So kommt der mächtige Impuls nicht auf die andere Seite und muß dort umständlich unschädlich gemacht werden. Ich bastele seit Stunden an einem nichtlinearen parametrisierbaren SPICE-Modell für Induktivitäten. Ist nicht ganz so einfach. Ich hasse den Magnetismus, liebe aber den Perfektionismus. Dann habe ich aber erstmal nur ne Spule, nix gekoppeltes. Da fehlen mir noch Gedanken. @Gerd: Danke. Wickelkammern auf einem Ringkern? Hm. Anderer Kern. Irgendwie fehlen mir da einige Infos. EPCOS läßt sich die Dinger aber auch echt vergolden mit ca. 3,50 Euro. Ob da die Beschriftung in Form von 1000 Jahre altem Holz in Intarsien drauf ist und der restliche Körper vergoldet :) Isotester habe ich natürlich keinen.
Die 2 Kurven haben einen anderen Strom als Parameter. Oben ist es der nicht kompensierte Strom, unten der kompensierte Strom. Dies erklärt wieso man unten viel mehr Strom braucht, und auch wieso man eine Stromkompensierte Drossel nutzt, wenn es geht. Der härter Übergang kommt auch vom anderen Massstab. In der unteren Kurve vergrößert sich mit der Sättigung des Kern der Magnetische Widerstand nur wenig, weil da schon ein sehr langer Luftweg (einmal quer durch den Ring) drin ist. Bei der oberen Kurve verlangsamt dagegen die Sättigung des Kerns einen weiteren Anstieg des B Felds und damit ein weitere Sättigung.
Welcher Luftweg denn in einem geschlossenen Ringkern? Die Feldlinien verlassen den doch größtenteils gar nicht. Meine Frage ist nun: Wenn man den Ringkern komplett in die Sättigung treibt, bleibt dann µr der Luft noch übrig (Also fällt die Induktivität NICHT bis auf Null ab) oder ist das dann auch komplett weg? Luft ist keine im Kern. Andererseits sind die µ-Angaben relative Faktoren. Multiplizieren also auf einen Referenzpunkt. Leider gehen diese Diagramme nicht weiter. Hätte mich interessiert. Zu diesem Thema fand ich bislang auch nichts verwertbares. Oder ich benutze halt die falschen Suchbegriffe.
Ich habe noch etwas im Bett drüber nachgedacht. Ich vermute es läuft wenn man die Drossel als Trafo benutzt, so ab: Bei Null Strom zeigt sich die volle Nenninduktivität, die dann langsam aber stetig wegen dem hochpermeablen Kern absinkt auf die Streuinduktivität. Diese bleibt eine ganze Zeit lang relativ konstant trotz deutlich höher werdenden Strom. Am Ende kommt ein Punkt, an dem die Induktivität dann recht schlagartig vermutlich auf den Wert einer Luftspule (also der Kern wirkt dann nicht mehr als existentes Bauelement)abfällt. Verifizieren kann ich es momentan nicht. Hatte mir ein Experiment mit einem 12V 50Hz Halogentrafo, einer Halogenlampe und der Drossel ausgedacht. Schnelles Abschätzen der Werte zeigt aber, daß man es so nicht messen kann. Vielleicht klappt es eher mit einem wesentlich kleineren Ringkern eher für den HF-Bereich und einem Audiogenerator. Und dann mit dem Scope gemessen. Tja, jetzt habe ich zwar beide Diagramme exakt gefittet auf entsprechende Spulen in SPICE, komme aber nicht mehr weiter wie ich das verschalten sollte im Ersatzschaltbild.
Angehängte Dateien:
Abdul K. schrieb: > http://www.ed-k.de/pages/anwendungen/beispiel-7.php So einen Induktivitäts-Checker hab ich mir mal selbst gebaut. Meine Vorlage war jedoch diese Version von Elm Chan: http://elm-chan.org/works/lchk/report.html Sehr nützlich! (bei meiner Version muss ich noch grösser Puffer-Elkos einbauen, bzw. die Prüfspannung stabilisieren um mit noch grösseren Strömen testen zu können)
Warum habe ich auch nicht bei Elm-Chan zuerst geschaut. Dieser Fehler in meinem Alter, tse tse. Danke, werde ich mir näher durch den Kopf gehen lassen. Mittlerweile fand ich auch noch die Transduktor-Methode, dabei wird über eine Hilfswicklung ein Biasstrom durchgejagt und auf der normalen galvanisch getrennten Wicklung gemessen. Das geht ja dann mit jedem schnöden L-Meter. OK, hier ist wohl wirklich mal experimentieren angezeigt.
Die Transduktor-Methode funzt. Ausprobiert.
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