Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Welcher Strom fließt hinter realem Trafo bei induktiver Last?


von Sarah E. (meneymaus)


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Hallo zusammen,

ich hatte früher schonmal eine ähnliche Frage gestellt, allerdings ohne 
Praxisbezug.

Folgende Situation: Ich schicke einen Strom (50 A, System ist 
stromgeregelt) in einen Trafo welcher ein Übersetzungsverhältnis von 
30:1 hat. Der Wirkungsgrad beträgt ca. 90 %.

Ein idealer Trafo hätte einen Ausgangsstrom von 1500 A. Als Last ist ein 
Wassergekühltes Kupferprofil eingesetzt (Induktor).

Da der Trafowirkungsgrad nicht 100 % ist, kann man grob abschätzen wie 
hoch der Strom im Induktor ist? Ist dieser trotzdem 1500 A und nur die 
Spannung ist eingebrochen?

LG Sarah

von Harald W. (wilhelms)


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Sarah E. schrieb:

> Da der Trafowirkungsgrad nicht 100 % ist, kann man grob abschätzen wie
> hoch der Strom im Induktor ist? Ist dieser trotzdem 1500 A und nur die
> Spannung ist eingebrochen?

Du musst noch den Magnetisierungsstrom berücksichtigen. Der ist wie
ein Parallelwiderstand zu sehen

von Sarah E. (meneymaus)


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Stimmt, den hatte ich gar nicht auf dem Schirm.

Offensichtlich bricht die Spannung dann wohl etwas ein aber auch der 
Stromwert (wegen parallelem Magnetisierungsstrom) reduziert sich. Die 
Wahrheit liegt bei einem realen Trafo also irgendwo dazwischen.

Vermutl. benötigt man wohl die genauen Trafodaten um eine Aussage bzgl. 
des Stromes auf der Sekundärseite machen zu können.

Jetzt weiß ich aber schonmal Bescheid, dass der Strom sich nicht 
verdreißigfacht und die Spannung ebenfalls nicht um Faktor 30 reduziert, 
bzw. dass die Verluste auf beide Größen sekundärseitig einen Einfluss 
haben.

LG Sarah

von Harald W. (wilhelms)


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Sarah E. schrieb:

> Jetzt weiß ich aber schonmal Bescheid, dass der Strom sich nicht
> verdreißigfacht und die Spannung ebenfalls nicht um Faktor 30 reduziert,
> bzw. dass die Verluste auf beide Größen sekundärseitig einen Einfluss
> haben.

Wenn man die Verluste, die sich durch den Drahtwiderstand ergeben,
rausrechnet, kann man den Rest meist vernachlässigen. Genauer braucht
man es nur während des Studiums. Dann muss man möglicherweise auch
noch die Wicklungskapazitäten berücksichtigen.

von Sarah E. (meneymaus)


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Was meinst du mit Drahtwiderstand?

von Marian (phiarc) Benutzerseite


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Sarah E. schrieb:
> Was meinst du mit Drahtwiderstand?

Den Widerstand der Drähte aus denen reale Wicklungen von realen 
Transformatoren bestehen ;)

von Earl S. (Gast)


Angehängte Dateien:

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so sieht das Ersatzschaltbild eines Transformators mit den wesentlichen 
Komponenten aus (Hauptinduktivität, Streuinduktivitäten, 
Wicklungswiderstände und Eisenverluste).

von L. H. (holzkopf)


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Sarah E. schrieb:
> Ein idealer Trafo hätte einen Ausgangsstrom von 1500 A. Als Last ist ein
> Wassergekühltes Kupferprofil eingesetzt (Induktor).

Nachdem Du von Praxisbezug sprachst:
Ideale Trafos gibt es nur theoretisch. ;)

Dennoch können bei Kenntnis der (genauen) Trafodaten Eingrenzungen 
vorgenommen werden, was einem Trafo "zumutbar" ist bzw. was im Fall des 
Betriebes - auch für den sek. Kurzschlußfall - in etwa zu erwarten ist.

Schätzungen sind dabei eher weniger zuverlässig.
Zu Berechnungen findest Du z.B. hier etwas:
http://www.energie.ch/dimensionierung-von-transformatoren

Du nanntest w.o. eta von 0,9.
Worauf bezieht sich das?

Und was ist die Zielsetzung des Induktor-Einsatzes?
Erwärmung per Wirbelstrom?
Sintern?
Geht das ungefähr in diese Richtung?
=>http://www.ema-tec.de/cms/deutsch/ueber-induktion/wirkprinzip/allgemeines.html

Profil?
Cu-Rohr (wassergekühlt) als Induktions-Spule ausgeführt?
Also "Drahtwiderstand" nahezu vernachlässigbar?

Woher kommen die 50 A trafoeingangsseitig?

von Sarah E. (meneymaus)


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Ich kann das 0,9 leider nicht näher definieren, ist mir nur so von außen 
als Wirkungsgrad zugetragen worden.

Zielsetzung ist die Erwärmung per Wirbelstrom und vergleichbar mit den 
Anlagen der Firma aus dem Link.

Ja, das CU-Profil ist wassergekühlt und hat die Abmessungen 10x10 mm.

Die 50 A werden von einem Umrichter erzeugt.

Es kreisen hier so Werte wie 6 % Stromabfall, d.h. der Induktorström 
wäre demnach nur 1415 A statt 1500 A.

Ist dies ein realistischer Wert? Genaue Angaben zur exakten Berechnung 
bekomme ich leider nicht.


LG Sarah

von Alexxx (Gast)


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Und hast du WIRKLICH einen Trafokern, der 50A Sättigungsstrom hat?
Normaler weise geht das nur mit Luftspulen - und die haben eine 
schlechte Kopplung.
Die ganzen Rechnungen sind Hokuspokus, solange du diese beiden Sachen 
nicht kenntst.

von Falk B. (falk)


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@Sarah E. (meneymaus)

>Es kreisen hier so Werte wie 6 % Stromabfall, d.h. der Induktorström
>wäre demnach nur 1415 A statt 1500 A.

Kann sein.

von Earl S. (Gast)


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Sarah E. schrieb:
> Es kreisen hier so Werte wie 6 % Stromabfall

kannst du die Sekundärseite offen lassen?
dann könntest du den Magnetisierungsstrom und den Strom, der durch die 
Kernverluste entsteht, messen.

von Ewald S. (Gast)


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So wie ich aus den vorhergehenden Antworten lese, dreht sich es hier um 
einen für die Induktionserwärmung entwickelten Trafo. Da fließen 
wirklich höhere Blindströme als Wirkströme. Über den Daumen: MF hier 
noch mit Trafokern(ca. 10 khz) etwa das zehnfache, HF hier Lufttrafo(Ca. 
1 Mhz 30 fach und mehr.). Die Stromübertragung wird grob über den 
Kopplungsfaktor gerechnet. Bei solchen Trafos ist es schwierig sekundär 
offen zu messen, das sie überwiegend die Hauptinduktivität eines 
Schwingkreises sind.
Earl hat dazu mit seinem Ersatzschaltbild die richtige Information 
gegeben.

mfg

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