Hallo Leute, ich habe hier mehrere Spulen mit Eisenkern, die in Reihe zu einem Kondensator geschaltet sind. Zusätzlich befinden sich noch Widerstände als Dämpfungselemente ebenfalls in Reihe. Es sind somit zwei LC-Tiefpässe hintereinander geschaltet, womit es sich um zwei LCL-Filter handelt. Anhand des einphasige Ersatzschaltbildes habe ich mir die Übertragungsfunktion hergeleitet und dann mit Matlab plotten lassen. Nun wollte ich mir mit einem Bode 100 (https://www.omicron-lab.com/bode-100/product-description.html) die einphasige Übertragungsfunktion messen lassen. Hierbei bin ich am Eingang der ersten Spule und am Ausgang der letzten Spule jeweils auf die gleiche Phase gegangen, während ich mit der Masseleitung jeweils auf den Sternpunkt gegangen bin. Anhand der Messung ist zu erkennen, dass der Verlauf im höhergelegenen Frequenzbereich etwas ganz anderes anzeigt als in der Simulation. Liegt diese Abweichung an der starken induktiven Kopplung der Spulen zueinander? Durch den stärkeren magnetischen Fluss können sie sich doch gegenseitig beeinflussen, oder? Ist das der Effekt, den ich im Bereich größer 10 kHz sehe? Spielen noch zusätztliche Effekte wie kapazitive Effekte und die entstehenden Kabellängen eine Rolle? Oder habe ich falsch gemessen? Danke für eure Hilfe. Glenn Q.
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Glenn Q. schrieb: > Anhand der Messung ist zu erkennen, dass der Verlauf im höhergelegenen > Frequenzbereich etwas ganz anderes anzeigt als in der Simulation. Je nach Modell wird die Simulation die reale Welt mehr oder minder genau wiedergeben. In der realen Welt hat eine Spule eben auch parasitäre Werte, Streuung, Wicklungs- und Langenkapazitäten, ohmscher Widerstand, Skineffekte, .... Leiterbahnen haben ebenfalls einen Induktivitätsbelag, letztlich auch einen Kapazitätsbelag und damit einen Wellenwiderstand. Diese Effekte treten aber immer erst ab gewissen Frequenzen in Erscheinung. So kann im Bereich der Eigenresonanz einer Spule aus der Induktivität auch eine Kapazität werden. mfg klaus
irgendein Eisenkern und höhere Frequenzen parasitäre Kapazitäten der Wicklungen ... Reicht das an Gründen? Nimm mal schöne Korbspulen wie sie früher in Lang und Mittelwelleempfängern waren und teste damit.
Entweder hast du in der Simulation falsche Werte für die Kondensatorwen und/oder die Spulen genommen oder deine selbst erstellte Formel ist falsch. Zeig doch mal die Schaltung mit den Werten der Bauteile und deine Formel.
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Wie sind denn Ein- und Ausgang abgeschlossen? Der Bode100 hat anscheinend 50 Ohm Quellenimpedanz, hat er am Ausgang des Filters ebenfalls 50 Ohm, oder ist er hochohmig? Was ist bei der Simulation angenommen?
Ich bin mir unsicher mit meiner Vermutung, aber wenn ich dich jetzt richtig verstanden habe, besitzt du mehrere Spulen die auf dem gleichen Eisenkern positioniert sind. Könnten die sich nicht untereinander beeinflussen? Du machst deine Messung an einer Spule, durch das sich wechselnde Signal was durch die Spule fließt werden die anderen Spulen, die auf dem gleichen Eisenkern positioniert sind beeinflusst, welche wiederum die Spule selbst an der du Messungen machst beeinflussen. Falls meine Vermutung falsch ist, bitte ich um Korrektur. War grad nur so ein Gedankengang.
Vielleicht hilft es, die Spulen zuerst einzeln zu vermessen. Welche Daten haben Deine Spulen?
@ Christoph Kessler Eingang und Ausgang haben die gleiche Impedanz von 50 Ohm. @ Martin O. Erste Spule: 0,390 mH pro Phase Zweite Spule: 0,584 mH pro Phase Dritte Spule: 0,350 mH pro Phase Mit diesen Werten wurde auch die Simulation (plus die Kondensatoren (110 uF) und Widerstände (0,2 Ohm)) durchgeführt.
> ich habe hier mehrere Spulen mit Eisenkern, die in Reihe zu einem
Kondensator geschaltet sind. Zusätzlich befinden sich noch Widerstände
als Dämpfungselemente ebenfalls in Reihe. Es sind somit zwei
LC-Tiefpässe hintereinander geschaltet, womit es sich um zwei LCL-Filter
handelt.
Das was hier steht ist mehrdeutig. Zeichne doch mal ein Schaltbild.
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@ Helmut S. Hier ist das Schaltbild. Es handelt sich um einen doppelten LCL-Filter.
Moin, Glenn Q. schrieb: > Oder habe ich falsch gemessen? und/oder gerechnet. Dafuer seh' ich diverse Anhaltspunkte. Erstmal: Ist ja bei dir alles recht streng geheim, aber so Sachen wie "Einphasiges ESB" naehren den Verdacht, dass da 50Hz eine gewisse Rolle im Frequenzgang spielen koennten. Die ist auf dem Plot schon garnicht mehr drauf - oder geht der ueber die Kreisfrequenz, das waere wohl eher unueblich bei Filterfrequenzgaengen Weiter sind Daempfungen von >100dB dann mal auch langsam gut. Muss also nicht bis 400dB gehen. Bei 400dB Daempfung werden aus 230V dann noch stolze 2.3 Attovolt. Hmmm. In die andere Richtung aehnlich. Gut, bis hierher nur Schoenheitsfehler. Amplitudengang: Sieht so aus, als steigt der Richtung tiefe Frequenzen weiter an. Entweder es kommt noch ein Peak und danach faellt er wieder Richtung 0 Hz - das passt nicht zu deiner gezeichneten Schaltung, die duerfte hoechstens 2.5 Peaks (eben einen halben bei 0 Hz) haben. Oder der Amplitudengang faellt Richtung 0 Hz nicht mehr ab, liegt dann aber irgendwo deutlich ueber 0dB: Glueckwunsch zur Erfindung des Gleichstromtrafos. Phasengang: Die 90° ueber >1.5 Dekaden sehen komisch aus. Da muesste zu niedrigeren Frequenzen hin noch eine Stufe kommen. Glenn Q. schrieb: > Liegt diese Abweichung an der starken induktiven Kopplung der Spulen > zueinander? Wie stark sind die denn gekoppelt? Selber Eisenkern? Mit Spulen aus dem mehrphasigen Originalschaltbild? Weiterhin sind natuerlich die Widerstandsmaessigen Abschluesse an Ein- und Ausgang eines Filters, grad wenns um die Hoehe von irgendwelchem Ripple geht, ziemlich wichtig. Da mal am Eingang und Ausgang einfach 50 Ohm annehmen fuer ein Filter aus der Energietechnik ist - hm - gewagt. Ich fuercht', du stehst da grad' an ziemlich vielen Stellen ziemlich im Wald. Das dann bei Messfrequenzen von >10kHz irgendwelche kapazitiven und sonstigen Dreckeffekte von grossen, eisengefuellten Spulen im echten Leben auftreten ist auch nicht wirklich verwunderlich. Wuerd' mich nicht wundern, wenn dann auch die Widerstaende und Kondensatorwickel schon etwas induktiv sind... Gruss WK
Dergute W. schrieb: > Die ist auf dem Plot schon garnicht > mehr drauf - oder geht der ueber die Kreisfrequenz, das waere wohl eher > unueblich bei Filterfrequenzgaengen In dem Plot steht ja (Hz). Dergute W. schrieb: > Glueckwunsch zur Erfindung des > Gleichstromtrafos. :D Dergute W. schrieb: > Ich fuercht', du stehst da grad' an ziemlich vielen Stellen ziemlich im > Wald. Das dann bei Messfrequenzen von >10kHz irgendwelche kapazitiven > und sonstigen Dreckeffekte von grossen, eisengefuellten Spulen im echten > Leben auftreten ist auch nicht wirklich verwunderlich. Wuerd' mich nicht > wundern, wenn dann auch die Widerstaende und Kondensatorwickel schon > etwas induktiv sind... Sprich mit diesem Satz willst du auf die Parallelresonanz einer Spule aufmerksam machen ? Parasitäre Effekte wirken und der Amplitudengang steigt wieder an.
Moin, Caesar schrieb: > In dem Plot steht ja (Hz). Ich mein' den anderen Plot, wo rad/s steht. Caesar schrieb: > Sprich mit diesem Satz willst du auf die Parallelresonanz einer Spule > aufmerksam machen ? Parasitäre Effekte wirken und der Amplitudengang > steigt wieder an. Naja, bei hoeheren Frequenzen arbeiten fast alle Bauteile nicht mehr so, wie man sich's erhofft. Zuallerest faellt einem da vielleicht die Kapazitaet einer Spule ein, aber es gibt eben noch viel mehr. Was dann jeweils genau wirkt: Keine Ahnung, kommt halt auf die tatsaechlichen Bauteile und ihre parasitaeren Eigenschaften an. Wie siehts denn mit den magn. Kopplungen der Spulen untereinander aus; das wird dann ggf. auch schon bei tiefen Frequenzen zu lustigen Ueberraschungen fuehren? Haste mal n Foddo? Vielleicht mit 'ner Kippenschachtel oder einem VW-Kaefer oder einem Fussballfeld oder dem Saarland als Groessenreferenz. Gruss WK
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Das ist mein Aufbau. Durch den Aufbau bedingte Verkabelungen sorgen ja auch noch für parasitäre Effekte?
Moin, Sowas hatt' ich befuerchtet. Die Spulen sind ja "in echt" 3Phasentransformatoren. Die werden sich ganz anders verhalten als eine "gewoehnliche" Spule. Und das eben schon bei tiefen Frequenzen. Gruss WK
Inwiefern verhalten sich diese anders? Durch ihre gegenseitige Kopplung oder was genau meinst du?
Moin, Julius Klose schrieb: > Durch ihre gegenseitige Kopplung oder was genau meinst du? Ja klar. Stell dir doch mal als vereinfachtes Beispiel in deinem Ersatzschaltbild vor, z.B. die L1 waere die Primaerwicklung eines (Einphasen)trafos. Dessen Sekundaerwicklung waere erstmal offen. Dann hat die Spule L1 die Hauptinduktivitaet des Trafos. Wenn jetzt die Sekundaerwicklung kurzgeschlossen waere, dann haette L1 ungefaehr die Werte der Streuinduktivitaeten; also viel weniger. Diese Aenderungen in der Induktivitaet von L1 durch die Aenderung der Beschaltung der Sekundaerseite haette sicherlich Einfluss auf den Frequenzgang des Filters. Und bei deinem Filter ist's berechnungsmaessig noch ne Tour heftiger, da haengen an all deinen Spulen jeweils noch 2 weitere Spulen, die magnetisch miteinander gekoppelt sind und an denen haengt ihrerseits auch nochmal jeweils der restliche Filterkram (der anderen Phasen). Das kann man nicht einfach so untern Tisch fallen lassen. Gruss WK
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