Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spulenkern f. DC- Hochstromspule


von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Hallo,

ich suche einen passenden Kern um eine Spule mit DC-Spule mit folgenden 
Eckdaten zu wickeln:

L ca. 4-8µH
Isat:75-100A

Der Draht soll 10mm^2 Querschnittsfläche haben. Mit Isolation kommt man 
auf ca. 4,5mm Drahtdurchmesser.

Das Problem ist wenn ich nen Kern finde der die geometrischen 
Abmessungen hat um den Draht aufzunehmen ist der Al Wert zu hoch und die 
Induktivität wird zu groß.
Wenn ich dann aber die Zahl der Windungen runter setze wird der maximale 
Sättigungsstrom der Spule zu klein.

Bei 10 Windungen bräuchte ich nen Al-Wert von 60e-9 nH/N^2.
Das sind Minikerne.

Große Kerne gehen bei Al-Werten von ca. 4000 nH/N^2 los. dann komm ich 
auf max 1-2 Windungen. Bei den entsprechenden mag. Querschnittsflächen 
von 200-300mm^2 kommt man nicht auf den benötigten Sättigungstrom.

Super wäre wenn der Kern gleich Anschlussmöglichkeiten f. Kabelschuhe 
zum Verschrauben hat.

Such mich grad dumm und dusselig.

LG

von Alexander (Gast)


Lesenswert?

Vielleicht mehrere Spulen in Serienschaltung? Dann brauchst du nur das 
1/n L pro Spule bei n Spulen.

Gruß,

von Greg (Gast)


Lesenswert?

Versuch es mit einem Luftspalt deiner vorhandenen Kerne. Angefangen mit 
0,25mm bis 1mm.

von hinz (Gast)


Lesenswert?


von Günter Lenz (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
>Wenn ich dann aber die Zahl der Windungen runter setze wird der maximale
>Sättigungsstrom der Spule zu klein.

Wenn man die Windungszahl verringert, wird der Sättigungsstrom größer.
Die Sättigung ist abhängig von Strom mal Windungszahl.

von Possetitjel (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:

> ich suche einen passenden Kern um eine Spule mit
> DC-Spule mit folgenden Eckdaten zu wickeln:
>
> L ca. 4-8µH
> Isat:75-100A

Wozu ein Kern?

Ein Drahtring mit 5cm Durchmesser hat ungefähr 80nH.
Mit 10 Windungen bist Du bei ungefähr 8µH (eher etwas
weniger).

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> https://www.spulen.com/eisenpulverringkern-63mm-t2...

Hey Super, danke. Genau das habe ich gesucht.

LG

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Hallo,

noch ne Frage, Ich suche noch den passenden Kupferlackdraht, so ca. 
8-10mm^2.
Wisst ihr wo man den bekommt?

von Tany (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Hey Super, danke. Genau das habe ich gesucht.

Ob das für Draht 8-10mm² geeignet ist wage ich zu bezweifeln.
Besser geeignet wäre ein Ferrit Kern ETD44 mit 4mm Luftspalt und dazu 
Kupferflachband.

von Georg G. (df2au)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Wisst ihr wo man den bekommt?

Ankerwickelei, Gelbe Seiten

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

Tany schrieb:
> Ob das für Draht 8-10mm² geeignet ist wage ich zu bezweifeln.

Ich auch. Den Querschnitt müsste man um den Kern herum prügeln. 
Freiwillig macht der das nicht mit.

MfG Paul

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Tany schrieb:
> Ob das für Draht 8-10mm² geeignet ist wage ich zu bezweifeln.

Rechnerisch passt der mit 6 Windungen problemlos in den Ring.
Ich mach mir nur grad Gedanken wegen des Luftspalts. Wenn ich normalen 
isolierten Draht nehme bekomme ich den doch durch den Abstand den die 
Ummantelung erzeugt. Das müsste sich doch stark mindernd auf den Gesamt 
Al-Wert auswirken.

: Bearbeitet durch User
von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Paul B. schrieb:
> Den Querschnitt müsste man um den Kern herum prügeln.
> Freiwillig macht der das nicht mit.

Naja, stimmt schon. 10mm^2 macht 3,5mm Durchmesser... Könnte grad noch 
so gehen.

von Falk B. (falk)


Lesenswert?

@A. H. (dernetteeddie1978)

>> Den Querschnitt müsste man um den Kern herum prügeln.
>> Freiwillig macht der das nicht mit.

Eben.

>Naja, stimmt schon. 10mm^2 macht 3,5mm Durchmesser... Könnte grad noch
>so gehen.

Niemals. Schon mal 10mm^2 Draht in der Hand gehabt? Mal versucht, den 
eng zu biegen? Bei dem Biegeradius reißt dir außerdem die Isolierlack.

Es gibt Leute, die können Spiegeleier hochkant braten (sagte man von 
meinem Mathelehrer). Und es gibt Leute, die können Flachkupfer hochkant 
wickeln.

https://www.lasslop.com/produkte/spulen/luftspulen/

Ok, das ist die Luxusversion. Eine selbstgewickelte Luftspule reicht 
hier auch. Ein Kern bringt wenig. Das kann man mit der Exceltabelle 
nachrechnen.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Spule#Spulen_selber_wickeln.2C_quick_.26_dirty

https://www.mikrocontroller.net/wikifiles/9/9b/Drosseln.xls

von Armin X. (werweiswas)


Lesenswert?

Wenn der Draht zu starr ist nimmt man eben HF-Litze.

MfG

von Old P. (Gast)


Lesenswert?

Armin X. schrieb:
> Wenn der Draht zu starr ist nimmt man eben HF-Litze.
>
> MfG

Oder eben mehrere CuL-Einzeldrähte parallel, wie das kommerziell seit 
Jahren gemacht wird.

Old-Papa

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

Old P. schrieb:
> Oder eben mehrere CuL-Einzeldrähte parallel, wie das kommerziell seit
> Jahren gemacht wird.

Man muß eben auf Draht sein.

mfG Paul

von jz23 (Gast)


Lesenswert?

https://www.buerklin.com/de/planarspulen/c/001070?an=000001.000036.000076

Wäre doch auch eine Option? Zur Not mehrere in Reihe schalten.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

H07V-K 1X16

von Klaus R. (klara)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Ich suche noch den passenden Kupferlackdraht, so ca.
> 8-10mm^2.
> Wisst ihr wo man den bekommt?

https://www.spulen.com/drahte-und-hf-litzen.html

Guter Tipp, nimm mehrere Voll-Drähte parallel. Für HF-Litze brauchst Du 
einen großen Lötkolben, ist schwer zu löten.
mfg klaus

: Bearbeitet durch User
von Tany (Gast)


Lesenswert?

Klaus R. schrieb:
> Für HF-Litze brauchst Du
> einen großen Lötkolben, ist schwer zu löten.

Viel Spaß!

von Georg G. (df2au)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Ich mach mir nur grad Gedanken wegen des Luftspalts

Du solltest über das Thema "Luftspalt" bei Spulen etwas mehr Infos 
einholen.

Mit 6 Windungen und 75A ist der kleine Amidon Kern massiv in der 
Sättigung.

Wie schon geschrieben: Ein EE-Kern mit einigen mm Luftspalt und 
Flachkupfer könnten die Lösung sein.

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Georg G. schrieb:
> Mit 6 Windungen und 75A ist der kleine Amidon Kern massiv in der
> Sättigung

Hm,

ich komm da auf 192A Sättigungsstrom:

Kerndaten:
http://www.micrometals.com/parts_index.html

LG

: Bearbeitet durch User
von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> H07V-K 1X16

Die Frage bei so dicken Litzen ist für mich ob die Windungen dann sauber 
auf dem Kern anliegen bleiben.

Die Idee mehrere Volldrähte parallel zu nehmen finde ich nicht schlecht. 
Dann müsste sich der benötigte Al-Wert bzw. die Windungszahl aber auch 
entsprechend verkleinern. Richtig?

Wie ist das dann schaltungstechnisch zu betrachten? Sind das dann lauter 
Einzelinduktivitäten parallel?

LG

: Bearbeitet durch User
von ArnoR (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Die Idee mehrere Volldrähte parallel zu nehmen finde ich nicht schlecht.
> Dann müsste sich der benötigte Al-Wert aber auch entsprechend
> verkleinern. Richtig?

Falsch, mehrere Drähte parallel verhalten sich wie ein einziger Draht.

von Georg G. (df2au)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Dann müsste sich der benötigte Al-Wert aber auch entsprechend
> verkleinern. Richtig?

Nein. Die Induktivität ist in erster Näherung unabhängig von der 
Drahtgeometrie.

Geh zum Elektriker deines Vertrauens und lass dir 1m 10-Quadrat NYM 
schenken. Dann bekommst du eine Vorstellung davon, wie man das Zeug 
biegen kann.

Auch Flachkupfer ist in deinem Fall nicht ganz problemlos, weil du es 
"um die Ecke" biegen musst, damit es in deinen 63mm Kern passt.

von Old P. (Gast)


Lesenswert?

Mehrere Einzeldrählte werden leicht verdrillt und dann wie ein einzelner 
Draht gewickelt. Nimm doch einfach mal ein aktuelles Schaltnetzteil 
eines PCs auseinander, dann bekommst Du eine Vorstellung davon.

Old-Papa

von aS (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Dann müsste sich der benötigte Al-Wert bzw. die Windungszahl aber auch
> entsprechend verkleinern. Richtig?

A. H. schrieb:
> Ich mach mir nur grad Gedanken wegen des Luftspalts. Wenn ich normalen
> isolierten Draht nehme bekomme ich den doch durch den Abstand den die
> Ummantelung erzeugt. Das müsste sich doch stark mindernd auf den Gesamt
> Al-Wert auswirken.

Nein.

Der Abstand des Leiters zum Kern hat mit dem Luftspalt nix zu tun.

Der Luftspalt ist entweder sichtbar - daher kommt auch der Name 
"Luftspalt" - bei Kernen aus relativ hochmagnetischem Material, wie aus 
Ferrit, oder Eisen- (der Ursprung von "Eisenkern") Blechen,

oder "unsichtbar integriert" z.B. in Eisenpulverkernen, dort entstehend 
durch die Trennung der einzelnen magnetischen Partikel durch magnetisch 
neutrales Material (das hier auch als Bindemittel dient).

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Old P. schrieb:
> Mehrere Einzeldrählte werden leicht verdrillt und dann wie ein einzelner
> Draht gewickelt

Ok, das macht Sinn. Aber was wäre wenn ich die Einzeldrähte z.b. 
nacheinander um den Kern wickle und nur außen die Enden zusammen führe?

Dann müssten es doch separate Wicklungen sein, oder?

LG

von Georg G. (df2au)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Dann müssten es doch separate Wicklungen sein, oder?

An der Induktivität und anderen Dingen ändert sich dennoch nichts. Du 
kannst dir nur neue Probleme einfangen, weil alle Teilwicklungen nicht 
gleich sind und es zu Ausgleichsströmen / ungleichmässiger Bestromung 
kommen kann.

von aS (Gast)


Lesenswert?

Genauer: Transformator-Kerne gibt es in diversen Formen.
Gemeinsam ist diesen der "geschlossene magnetische Kreis".

(Bei den meisten Trafos strebt man möglichst hohe Permeabilität an, 
sowie hohe A_L-Werte. So sind mit weniger Windungen höhere 
Induktivitätswerte möglich, und damit niedriger Leerlauf- (bzw. fast 
identisch zum Magnetisierungs-) Strom.)

Trafos (ECHTE Trafos - ein "Speichertrafo" beim Sperrwandler ist 
genaugenommen also keiner) sollen nämlich so wenig wie möglich Energie 
speichern - ganz im Gegensatz zu einer DC-Spule.

von Paul B. (paul_baumann)


Lesenswert?

Nimm die Einzeldrähte und löte deren Anfänge zusammen und dann wickele 
sie auch gemeinsam durch den Kern. So sind sie gleich lang und liegen 
auch schön nebeneinander.

MfG Paul

von Purzel H. (hacky)


Lesenswert?

So nebenbei... wird diese Spule fuer AC gebraucht ? In einem 
Schaltnetzteil ? Falls ja, sollte man mit HF Litze arbeiten.

von aS (Gast)


Lesenswert?

Verzeihung, vergessen: Der Luftspalt ist genau das, was aus einem 
"normalen" Trafokern einen macht, der auch für Speicherdrosseln geeignet 
ist.

O.g. Eisenoulver-Ringkern ist "extra" für Drosseln, nicht für echte 
TRrafos.

Georg G. schrieb:
> kannst dir nur neue Probleme einfangen, weil alle Teilwicklungen nicht
> gleich sind und es zu Ausgleichsströmen / ungleichmässiger Bestromung
> kommen kann.

Deshalb wäre es nützlich, mindestens die Endpunkte der gleich langen 
Drähte zusammenzufassen (befestigen) - oder aber eine Verdrillung (oder 
gar Verzopfung) der Drähte. Was zwar das ganze wieder unflexibler macht, 
aber das bleibt immer noch weit flexibler als massiven Einzeldraht.

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Moin, ich werd nun 1,5mm Lackdraht nehmen. Davon 3 parallel. Damit kommt 
man dann auf nen Gesamtquerschnitt von 16mm^2.

LG

von Der Andere (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Moin, ich werd nun 1,5mm Lackdraht nehmen. Davon 3 parallel. Damit kommt
> man dann auf nen Gesamtquerschnitt von 16mm^2.

Reche mir das bitte mal vor.
Das ist genauso richtig wie die Aussage:

A. H. schrieb:
> Wenn ich dann aber die Zahl der Windungen runter setze wird der maximale
> Sättigungsstrom der Spule zu klein.

von hinz (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Die Frage bei so dicken Litzen ist für mich ob die Windungen dann sauber
> auf dem Kern anliegen bleiben.

Spielt das denn eine Rolle für dich?

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Der Andere schrieb:
> Reche mir das bitte mal vor.

Da kannste mal sehen wenn man mit seinem Kopf permanent nur in Formeln 
steckt und dabei dann nen Fehler macht. Da sieht man das 
offensichtlichste nicht mehr.

Ich hatte die drei radien addiert und daraus die Fläche berechnet statt 
die drei Einzelflächen zu addieren.

Das ist natürlich kompletter Blödsinn.

>Das ist genauso richtig wie die Aussage:

>A. H. schrieb:
>> Wenn ich dann aber die Zahl der Windungen runter setze wird der maximale
>> Sättigungsstrom der Spule zu klein.

Das kommt aus der Formel die ich weiter oben geschrieben hatte:

LG

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

hinz schrieb:
> Spielt das denn eine Rolle für dich?

Naja, das ist halt ein Kundenauftrag. Daher muss es etwas ordentlich 
aussehen.

LG

: Bearbeitet durch User
von Tany (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Moin, ich werd nun 1,5mm Lackdraht nehmen. Davon 3 parallel. Damit kommt
> man dann auf nen Gesamtquerschnitt von 16mm^2.

komme ich auf 5,3 mm²

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

P.S.: Hab nun auch verstanden warum die Mehrfachwicklung durch mehrere 
Einzeldrähte nichts ändert. Wegen:

Damit kürzen sich die Faktoren (2*N = 2*I) wieder raus.

LG

von Achim S. (Gast)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
>>> Wenn ich dann aber die Zahl der Windungen runter setze wird der maximale
>>> Sättigungsstrom der Spule zu klein.
>
> Das kommt aus der Formel die ich weiter oben geschrieben hatte:
> Isat=Bsat∗A∗N/L

Die Formel gilt, wenn Bsat, A und L fest gegeben sind. Um L bei 
variablem N konstant halten willst müsstest du bei jeder Änderung von N 
einen anderen Kern wählst, der wieder die selbe Induktivität ergibt - 
dann wäre tatsächlich I_sat proportional zu N.

In deinem Fall betrachtest du aber die Auswirkung von variierendem N 
beim gleichen Kern. Bei gegebenem Kern ist L nicht konstant sondern 
variiert quadratisch mit N. Wenn du in deine Formel L = A_L * N^2 
einsetzt siehst du, dass bei einem gegebenen Kern die 
Sättigungsstromstärke umgekehrt proportional zu N ist.

von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Der Andere schrieb:
>> Reche mir das bitte mal vor.
>
> Da kannste mal sehen wenn man mit seinem Kopf permanent nur in Formeln
> steckt und dabei dann nen Fehler macht. Da sieht man das
> offensichtlichste nicht mehr.

@Achim S.: Stimmt :) Und wieder gilt das oben gesagte.

Naja, zumindest hab ich nun die Spule so wie ich sie brauche...
Vielen Dank an alle. Hab mal wieder kräftig dazu gelernt.

LG

: Bearbeitet durch User
von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> P.S.: Hab nun auch verstanden warum die Mehrfachwicklung durch mehrere
> Einzeldrähte nichts ändert. Wegen:
>
>
>
> Damit kürzen sich die Faktoren (2*N = 2*I) wieder raus.
>
> LG


Hi Leute,

darauf muss ich nun doch nochmal zurück kommen.

Mir ist aufgefallen dass ich mit dieser Begründung da einen Fehler 
gemacht habe.

Bei drei Drähten parallel müsste diese Formal ja lauten:


Somit würden die drei Drähte bei gleicher Windungszahl die Induktivität 
dann doch verdreifachen.

Außerdem

gilt ja nach wie vor.

Wo ist hier mein Denkfehler?

Oder ist die Frage hier vielleicht wie die einzelnen Drähte um den Kern 
gewickelt werden? Parallel zueinander oder nacheinander?

Lg

: Bearbeitet durch User
von Armin X. (werweiswas)


Lesenswert?

N ist die Anzahl der Windungen.
Und bei einer Parallelschaltung bleibt diese gleich. Lediglich der Strom 
teilt sich auf alle 3 Drähte auf.
Das ist ähnlich zu sehen wie beim Parallel- oder Serienschalten von 
Batterien..

: Bearbeitet durch User
von A. H. (dernetteeddie1978)


Lesenswert?

Armin X. schrieb:
> N ist die Anzahl der Windungen.
> Und bei einer Parallelschaltung bleibt diese gleich

Ok, aber die Frage für mich ist - worin begründet sich das?

LG

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

A. H. schrieb:
> Armin X. schrieb:
>> N ist die Anzahl der Windungen.
>> Und bei einer Parallelschaltung bleibt diese gleich
>
> Ok, aber die Frage für mich ist - worin begründet sich das?
>
> LG

weil die 3 Drähte parallel sind und einem mit 3-fachen Querschnitt 
entsprechen vielleicht, es werden ja nicht mehr Windungen.

10x rum bleibt 10x rum ob mit einem Draht oder 3 parallel, oder auch bei 
100 parallel in Feinstlitze

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.