Hallo !
Ich verwende einen Ringkern-Stromwandler zur genauen Erfassung eines
Stroms bei 50Hz über eine niederohmige Bürde. Der Strom wird als
Einzelleiter durch den Ring durchgeführt. Der Kern geht laut Datenblatt
bei etwa H=100mA/cm in Sättigung (B=1T). Das wären lediglich H=10A/m.
Das Funktionsprinzip besteht ja darin, dass das Feld im Ring durch die
Summe aus Primär- und Sekundärdurchflutung bestimmt wird, aber von den
außen vorbeifließenden Strömen unbeeinflusst bleibt. Der Rest ist
Trafoprinzip, was mir soweit klar ist (bitte hier nicht erklären wie ein
Wandler funktioniert, das weiß ich ...).
Wenn ich nun aber die Rückleitung (aus konstruktionsbedingten Gründen)
sehr nahe beim Wandler anbringe, so erzeugt doch diese ebenfalls ein
H-Feld, das den Ring (teilweise) durchdringt. Angenommen der Strom sei
100A und der Abstand des Rückleiters etwa 1cm vom Kern, dann hätte ich
beim Kern ein Streufeld von etwa 1000A/m durch die Rückleitung. Dieses
Feld würde das Kernmaterial ja schon längst in Sättigung bringen,
zumindest jenen Teil des Kerns, der sich nahe genug beim rückfließenden
Strom befindet.
Muss man nun (um sehr genau zu messen) auf diese Streufelder achten,
da der Kern u.U. in den nichtlinearen Bereich geht und Oberwellen
produziert, oder liege ich mit dieser Überlegung falsch?
Würde mich über Erfahrung von alten Hasen freuen ;-)
Liebe Grüße,
Michael
Michael W. schrieb:> Muss man nun (um sehr genau zu messen) auf diese Streufelder achten,
Ja, 'um sehr genau zu messen', weil das Feld inhomogen ist.
Man muss sogar darauf achten, daß der Draht genau durch die Mitte des
Kerns läuft damit seine Feldlinien den Kern sehr homogen treffen, und
man müsste darauf achten, das Erdmagnetfeld abzuschirmen, weil das zu
asymmetrischer Sättigung führt und damit Messfehlern.
Aber Stromwandlertrafsio sind gar nicht dafür gedacht, 'sehr genau zu
messen' (besser als 1%), schon die Temperatur des Ringkerns verfälscht
das Messergebnis.
Nimm einem Shunt, wenn du sehr genau messen willst, und trenne das
Signal erst danach galvanisch. Klar ist das aufwändiger.
Hallo !
Ich denke so genau, dass man sogar das Erdfeld abschirmen muss brauche
ich es nicht, aber so etwa 0,1% wären schon notwendig. Ich frage mich
halt nur, wie das funktionieren kann, wenn schon kleine Felder den Kern
in Sättigung bringen können.
Gibt es Literatur zu Wandlerfehlern?
@ Michael W. (armeinsteiger)
>halt nur, wie das funktionieren kann, wenn schon kleine Felder den Kern>in Sättigung bringen können.
Dann hast du das Trafoprinzip nicht verstanden. Die Magnetfelder von
Primärstrom und Sekundärstrom heben sich auf! Klingt komisch, ist aber
so. Was übrig bleibt ist der Magnetisierungsstrom, und der ist bei
richtiger Dimensionierung sehr klein, im Bereich von 10% und deutlich
darunter!
Siehe Transformatoren und Spulen.
Die 10 A/m sind das Feld im Kern was man braucht um das Material in die
Sättigung zu bringen. Für den Leiter neben dem Kern hat man aber keinen
geschlossenen Kern mehr und das H Feld im Kern ist viel kleiner als das
H-Feld des Leiters.
Wenn einen das Feld stört (wegen sehr hoher Ansprüche), sollte man ggf.
eine Magentische Anschirmung um den Wandler in Erwägung ziehen.
Michael W. schrieb:> so etwa 0,1% wären schon notwendig.
So dein Beutel gut, wirklich gut, gefüllt ist, wende dich an die Firma
LEM. Oder du hast viel Zeit und Bastelwut, dann kann man auch einen
einfachen Trafowandler soweit bringen.
Falk Brunner schrieb:> @ Michael W. (armeinsteiger)>>>halt nur, wie das funktionieren kann, wenn schon kleine Felder den Kern>>in Sättigung bringen können.>> Dann hast du das Trafoprinzip nicht verstanden. Die Magnetfelder von> Primärstrom und Sekundärstrom heben sich auf! Klingt komisch, ist aber> so. Was übrig bleibt ist der Magnetisierungsstrom, und der ist bei> richtiger Dimensionierung sehr klein, im Bereich von 10% und deutlich> darunter!>> Siehe Transformatoren und Spulen.
Sorry, aber ich kenne das Trafoprinzip zur Genüge. Da ich wusste dass
dies irgendwann kommt schrieb ich oben "bitte hier nicht erklären wie
ein
Wandler funktioniert, das weiß ich ...". Ich sprach ja nicht von den
Feldern, die aus Primär- und Sekundärdurchflutung entstehen, sondern von
externen Feldern.
Ulrich H. schrieb:> Die 10 A/m sind das Feld im Kern was man braucht um das Material in die> Sättigung zu bringen. Für den Leiter neben dem Kern hat man aber keinen> geschlossenen Kern mehr und das H Feld im Kern ist viel kleiner als das> H-Feld des Leiters.> Wenn einen das Feld stört (wegen sehr hoher Ansprüche), sollte man ggf.> eine Magentische Anschirmung um den Wandler in Erwägung ziehen.
Der Leiter neben dem Kern erzeugt zweifellos ein Magnetfeld.
Nun stelle man sich vor, man bringe eine kleine längliche Probe (sagen
wir 1mm³ mit kleinem Entmagnetisierunsfaktor) des Kernmaterials in
dieses Feld. Dann würde ich erwarten, dass sich die Probe
aufmagnetisiert entsprechend der Magnetisierungskurve B(H).
Bei einem größeren Ding, wie einem Wandlerkern weiß ich hingegen nicht
genau, was passiert, da ich das nicht ausrechnen kann. Der Wandler
sieht das Streufeld ja nicht zur Gänze, sondern nur ein Teil des
Wandlers. Die Feldlinien treten dann im rechten Winkel in den Kern ein,
d.h. das Streufeld wird stark verzerrt. Wird dann der Teil des Kerns
magnetisiert, der sich in der Nähe des Streufelds befindet, oder wird
der Effekt als ganzes verschmiert und macht sich nicht stark bemerkbar?
Scheinbar trifft dies zu, aber erklären kann ich es mir halt noch nicht
ganz. Man müsste da ein Finite Elemente Simulation machen...
Die Rückleitung sieht quasi einen Kern mit sehr großem "Luftspalt". Das
H-Feld ist im Kern µr mal kleiner. Du kannst leicht ausrechnen wie stark
das Feld in einem Ringkern mit normalen Luftspalt ist.
jens schrieb:> Die Rückleitung sieht quasi einen Kern mit sehr großem "Luftspalt". Das> H-Feld ist im Kern µr mal kleiner. Du kannst leicht ausrechnen wie stark> das Feld in einem Ringkern mit normalen Luftspalt ist.
Ja, das ist es.
Ich habe vergessen dass das Feld H_i durch den Entmagnetisierungsfaktor
abgeschwächt wird, bei meinem hohen my_r bleibt da vom angelegten Feld
H0 quasi nichts übrig, egal wie die Geometrie und das D konkret
aussieht.
