Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Frage zu Royer Converter Artikel


von uv (Gast)


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Ich möchte mal diese Schaltung nachbauen

https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter

Ich habe aber noch nicht verstanden, wir das mit den Spulen und der 
Richtung geht: An den Spulen ist so ein Punkt in der Zeichnung - was 
bedeutet der? Und dann zur Wicklung:

Ich stelle mir "bifilar wickeln" so vor, dass ich mir einen zweipoligen 
Draht (schwarz-rot, hab ich gerade da) am Ende zusammenlöte als 
Mittenabgriff, und dann wickle ich auf ein Rohr so die angegebene Anzahl 
Wicklungen. Dann habe ich also ein verlötetes "Ende" für den 
Mittelabgriff und ein schwarzes und ein rotes Ende, das jeweils an C2 
angeschlossen wird. Spielt das jetzt eine Rolle, an welcher Seite ich 
schwarz oder rot anschließe?

Ich möchte halt diesen Fehler nicht machen, aber ich verstehe nicht den 
Satz: (Zitat)


"Manchmal ist auch die Primärwicklung falsch angeschlossen. Beim 
bifilaren Wickeln muss man das geschlossene Ende aufschneiden und das 
linke Ende der nun entstandenen Teilwicklung mit dem rechten Ende der 
zweiten Teilwicklung zur Mittelanzapfung verbinden."

: Verschoben durch User
von Falk B. (falk)


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uv schrieb:

> Richtung geht: An den Spulen ist so ein Punkt in der Zeichnung - was
> bedeutet der?

Das ist der Anfang der Wicklung. Damit stellt man dar, ob die einzelnen 
Wicklungen am Trafo die gleiche oder verschiedene Polarität besitzen.

> Ich stelle mir "bifilar wickeln" so vor, dass ich mir einen zweipoligen
> Draht (schwarz-rot, hab ich gerade da) am Ende zusammenlöte als
> Mittenabgriff,

FALSCH!!! Siehe Artikel!

https://www.mikrocontroller.net/articles/Royer_Converter#Hinweise

> und dann wickle ich auf ein Rohr so die angegebene Anzahl
> Wicklungen.

Normalerweise nimmt man Kupferlackdraht und keinen normalen Draht mit 
Kunststoffisolierung.

> Dann habe ich also ein verlötetes "Ende" für den
> Mittelabgriff

Nein!

> angeschlossen wird. Spielt das jetzt eine Rolle, an welcher Seite ich
> schwarz oder rot anschließe?

Ja, in Relation zur Steuerspule. Das kann man aber experimentell 
herausfinden, siehe oben.

> Ich möchte halt diesen Fehler nicht machen,

Versuch macht (meistens) kluch.

> "Manchmal ist auch die Primärwicklung falsch angeschlossen. Beim
> bifilaren Wickeln muss man das geschlossene Ende aufschneiden und das
> linke Ende der nun entstandenen Teilwicklung mit dem rechten Ende der
> zweiten Teilwicklung zur Mittelanzapfung verbinden."

Das sagt genau das, was zu tun ist. Du darfst die Enden NICHT auf einer 
Seite zum Mittelabgriff zusammenlöten sondern mußt über kreuz jeweils 
ein Ende der beiden Teilwicklungen dafür nutzen.

Siehe Skizze, auch wenn die nicht wirklich schön ist 8-)

von uv (Gast)


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Ah danke, die Skizze ist gut. Aber warum soll man dann "bifilar" 
wickeln? Das wäre doch eher so, dass man n wicklungen drauf tut, dann 
macht man einen Mittelabgriff, und dann wickelt man noch n wicklungen 
hinterher?

von uv (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Normalerweise nimmt man Kupferlackdraht und keinen normalen Draht mit
> Kunststoffisolierung.

Ist das ein Problem? den hab ich gerade da (große Rolle) Kupferlackdraht 
müsste ich erst kaufen..

von Harald W. (wilhelms)


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uv schrieb:

> Aber warum soll man dann "bifilar" wickeln?

Halbe Arbeit, wenn man per Hand wickelt.

von Falk B. (falk)


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uv schrieb:
> Ah danke, die Skizze ist gut. Aber warum soll man dann "bifilar"
> wickeln?

Weil dadurch die Kopplung und Symmetrie der Spulen maximal wird.

> Das wäre doch eher so, dass man n wicklungen drauf tut, dann
> macht man einen Mittelabgriff, und dann wickelt man noch n wicklungen
> hinterher?

Dann sind die Wicklungen unsymmetrisch und der Trafo funktioniert 
schlechter. Damit hat man ein elektrisches Hanghuhn gewickelt ;-)

> Ist das ein Problem?

Nein, aber erstens ist Kunststoffisolierung deutlich dicker, wodurch 
auch die Wicklung deutlich mehr Platz braucht, und 2. ist sie deutlich 
weniger temperaturbeständig. Für einen einfachen, ersten Test kann man 
das aber machen.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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uv schrieb:
> Ah danke, die Skizze ist gut. Aber warum soll man dann "bifilar"
> wickeln? Das wäre doch eher so, dass man n wicklungen drauf tut, dann
> macht man einen Mittelabgriff, und dann wickelt man noch n wicklungen
> hinterher?

Der Sinn besteht im Erhalt zweier möglichst gleichartiger Wicklungen, 
was bei "noch n hinterher " elektrisch betrachtet nicht wirklich gegeben 
ist.

mfG

von uv (Gast)


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Ah prima, jetzt verstehe ich auch die Schaltung besser und freue mich 
schon aufs Basteln!

Noch eine Frage zur Steuerwicklung: Die 2 Anschlüsse benötigt man ja 
typischerweise an einer Stelle. Heißt eine Wicklung, dass die aussieht 
wie ein zusammengebogenes U (.. und oben am U wird angelötet) oder 
einmal mehr, also so dass im U noch ein o wäre und größtenteils 2 Leiter 
nebeneinander auf der Rolle wären?

Und ist die Steuerleitung so dünn, damit nicht so viel Spannung 
induziert wird für die Transistoren? Sonst würde man ja nicht unbedingt 
anderes Material als für die Wicklung nehmen, was man ohnehin schon da 
hat..

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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uv schrieb:
> Und ist die Steuerleitung so dünn, damit nicht so viel Spannung
> induziert wird für die Transistoren?

Material sparen.
Die induzierte Spannung hängt von der Zahl der Windungen ab.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Wieviele Windungen die Steuerwicklung haben sollte, probierst Du bei 
Deinem Aufbau am besten aus. Mit zu wenig Windungen wird es nicht 
Schwingen, mit zu vielen geht Leistung verloren beim Durchbruch der 
Basis-Emitter-Dioden in Sperrichtung. Wie gut die Kopplung ist, hängt 
vom Aufbau ab.

MfG

von Falk B. (falk)


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uv schrieb:

> Noch eine Frage zur Steuerwicklung: Die 2 Anschlüsse benötigt man ja
> typischerweise an einer Stelle. Heißt eine Wicklung, dass die aussieht
> wie ein zusammengebogenes U (.. und oben am U wird angelötet) oder
> einmal mehr, also so dass im U noch ein o wäre und größtenteils 2 Leiter
> nebeneinander auf der Rolle wären?

Mein Gott, was für eine umständliche Beschreibung für eine Wicklung mit 
1 oder 2 Windungen.

> Und ist die Steuerleitung so dünn, damit nicht so viel Spannung
> induziert wird für die Transistoren?

Nein, sie KANN so dünn sein, weil nicht viel Strom geschaltet wird.

> Sonst würde man ja nicht unbedingt
> anderes Material als für die Wicklung nehmen, was man ohnehin schon da
> hat..

Das kann man auch machen.

von uv (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Mein Gott, was für eine umständliche Beschreibung für eine Wicklung mit
> 1 oder 2 Windungen.

Ich will ja nur präzise sein. Also 180+ Grad sind schon eine Windung 
(das U) ?

von uv (Gast)


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Also einfacher gefragt: Die Rolle ist ein Kreisverkehr, mein Auto fährt 
den Draht entlang.

180 Grad = ich bin einmal rumgefahren = umgekehrt.
360 Grad = ich fahre einmal rum und dann gerade aus weiter. (da drüben 
ist aber nichts zum Anlöten)
540 Grad = zweimal rum und umgekehrt. (das U mit dem o drin)

Im ersten Fall habe ich ein Stück der Straße nicht passiert - man könnte 
also sagen, es ist keine vollständige Windung.

Und dann gibt es ja noch alle Gradzahlen dazwischen.

Also: Wie viel Grad mindestens sind eine Windung?

von Falk B. (falk)


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uv schrieb:
> alk B. schrieb:
>> Mein Gott, was für eine umständliche Beschreibung für eine Wicklung mit
>> 1 oder 2 Windungen.
>
> Ich will ja nur präzise sein.

Das geht aber leicht ins pedantische.

> Also 180+ Grad sind schon eine Windung
> (das U) ?

Ja.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Falk B. schrieb:
>> Also 180+ Grad sind schon eine Windung
>> (das U) ?
>
> Ja.

Es sind auch halbe Windungen bekannt.

von B. W. (Gast)


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Sven S. schrieb:
> Es sind auch halbe Windungen bekannt.

Allerdings aufwendiger herzustellen.

von Falk B. (falk)


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Sven S. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>>> Also 180+ Grad sind schon eine Windung
>>> (das U) ?
>>
>> Ja.
>
> Es sind auch halbe Windungen bekannt.

Machanisch ja, magnetisch nein. Das ist ein verbreiteter Irrtum. 
Einfachstes Beispiel ist der Stromwandler mittels Ringkern. Dort 
läuft der Primärstrom scheinbar nur ein halbe WIndung durch den Kern. 
Nein, denn real ist es ein volle Windung, weil diese über den Rest des 
Stromkreises gebildet wird.

https://www.janitza.de/files/produkte/uebersicht/Stromwandler/6-fach-Hutschienenstromwandler.jpg

von B. W. (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Machanisch ja, magnetisch nein. Das ist ein verbreiteter Irrtum.

Denkst Du. Allerdings kann man schon auch Teilwindungen wickeln.

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.187.2764&rep=rep1&type=pdf

Sag jetzt nicht: "Sonderfall." Du hattest es völlig ausgeschlossen.

Beim Royer und ähnlichen Wandlern bietet der enthaltene Schwingkreis
die Möglichkeit für "Contactless Power Transfer", das ist richtig.
Auch die sog. "Kompensation" (Sekundär-C parallel und/oder seriell)
dient zur Anpassung an ganz bestimmte mechanische und elektrische
Gegebenheiten, zur Optimierung des Wirkungsgrades.

Und auch Royer oder sonstige (Resonanz-) Wandler werden zumeist mit
Magnetischem Kern hergestellt (vor allem bei mehr als wenigen Watt).
Also auch im E-Kfz-Bereich wird i.A. mit Ferrit gearbeitet, um die
Kopplung trotz hohen Abstandes und/oder etwas Versatz so weit als
möglich zu verbessern.

Bitte behaupte also nicht, die kernlose Version sei "normal", und
meine Argumentation daher entweder allgemein, oder im Besonderen
hier im Thread, unpassend oder ähnliches.

Deine Behauptung stimmt also nicht: Mittels geschickter Anordnung
(bzw. "Führung") einer Windung kann sie magnetisch eine partielle
Windung ergeben.

von Harald W. (wilhelms)


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Falk B. schrieb:

>> Es sind auch halbe Windungen bekannt.
>
> Machanisch ja, magnetisch nein. Das ist ein verbreiteter Irrtum.
> Einfachstes Beispiel ist der Stromwandler mittels Ringkern. Dort
> läuft der Primärstrom scheinbar nur ein halbe WIndung durch den Kern.
> Nein, denn real ist es ein volle Windung, weil diese über den Rest des
> Stromkreises gebildet wird.

Bei E-Kernen sollten aber halbe Wicklungen gehen.

von uv (Gast)


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Ich hab mal probiert, wie die Wicklungen mit Schaltdraht werden - ich 
würde sagen - sie sind allemal schöner geworden als die Pappringe im 
Artikel! :-)

Der Abstand wäre so recht groß, allerdings brauche ich nur max. 1 Watt..

von uv (Gast)


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Ich wollte mal Erfolg vermelden - ein sehr schönes Anschauungsobjekt, 
finde ich.

Daten (Leerlauf ohne Innenspule):
12V
58mA (mit InnenSpule wie im Bild 70mA)
ca. 160kHz
ca. 3V an der Basis

Jetzt geht es weiter mit richtigem CuL und Schalenkernen.

von Mark S. (voltwide)


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B. W. schrieb:
> Deine Behauptung stimmt also nicht: Mittels geschickter Anordnung
> (bzw. "Führung") einer Windung kann sie magnetisch eine partielle
> Windung ergeben.

Es läuft darauf hinaus, dass die Sekundärwicklung eben nur einen 
Bruchteil des primären Magnetflusses umschließt. Wie so etwas praktisch 
aussehen kann, wird in dem Beitrag von Lloyd Dixon dargestellt.

von B. W. (Gast)


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Mark S. schrieb:
> Es läuft darauf hinaus, dass die Sekundärwicklung eben nur einen
> Bruchteil des primären Magnetflusses umschließt.

Hier 1/2 (2 Außenschenkel). IIRC gibt es noch ein Paper von Dixon,
mit Kern mit 4 Außenschenkeln bei einem Flyback. Und dann wäre da
noch - Übersetzungsverhältnis (1/n)*(Ap/As) - der von vorneherein
auf dieses Prinzip ausgerichtete sogenannte "Matrixtransformator".

von uv (Gast)


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jetzt habe ich das Ganze mal kleiner gebaut und wieder ein paar Fragen:

Die Schaltung schwingt selbst bei 1V noch, aber die Frequenz liegt bei 
ca. 500kHz - zu schnell für die Dioden?, denke ich - wie kriege ich die 
Frequenz wesentlich tiefer?

Und noch die Frage zur äußeren Spule (Primär, bifilar)- kann ich die 
auch so wickeln, dass 2 oder 3 Lagen übereinander sind und sie nicht so 
breit wird?

von Falk B. (falk)


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uv schrieb:
> jetzt habe ich das Ganze mal kleiner gebaut und wieder ein paar Fragen:
>
> Die Schaltung schwingt selbst bei 1V noch,

Ist doch gut.

> aber die Frequenz liegt bei
> ca. 500kHz - zu schnell für die Dioden?,

Welche Dioden? Wenn das halbwegs gescheite HF-Dioden sind, schaffen die 
das schon. Zumal du keine großen Ströme fließen hast.


> denke ich - wie kriege ich die
> Frequenz wesentlich tiefer?

Den Kondensator im Resonsonanzkreis erhöhen.

> Und noch die Frage zur äußeren Spule (Primär, bifilar)- kann ich die
> auch so wickeln, dass 2 oder 3 Lagen übereinander sind und sie nicht so
> breit wird?

Ja.

von uv (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Welche Dioden? Wenn das halbwegs gescheite HF-Dioden sind, schaffen die
> das schon. Zumal du keine großen Ströme fließen hast.

Na die aus dem Artikel - 1N5818

von uv (Gast)


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Hat sich erledigt - kalte Lötstelle - jetzt alles super!

von uv (Gast)


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So, Prototyp ist fertig, Mechanik kann ich nicht, jetzt nur noch die Uhr 
programmieren :-)

Beitrag "Re: Propelleruhr mit WS2812?"

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