Hallo zusammen,
in einer Schaltung fließt beim Einschalten kurzzeitig ein Strom von ca.
160A.(LT-Spice Ergebnis) Das ist plausibel, da meine Stromzange 100A
anzeigt ( max. Anzeige). Jetzt interessiert mich, wie ich herausfinde,
ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach
xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden. Aus den Datenblatt werde ich
überhaupt nicht schlau. Vielleicht kann mir dort jemand helfen?
(https://www.coilcraft.com/en-us/products/power/shielded-inductors/high-current-flat-wire/ser/ser1360/#SER1360-651)
Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut
LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut
Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht
630W.
Oder darf man den DCR beim Einschalten nicht als Berechnungsgrundlage
verweden? Über etwas Hilfe würde ich mich sehr freuen.
Frank.
Frank schrieb:> ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach> xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden.
Wenn man mal vereinfacht die Leistung von 20W für 100µs ansetzt, bekommt
man eine Energie von 2mJ. Damit kannst du den Draht nicht wegeschmolzen.
> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut> LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht> 630W.
Die Spule wird in LTSpice wohl nicht gesättigt, denn es gibt ja eine
Spannungsumkehr (negative Leistung) bei 160A.
Wahrscheinlich dominieren bei so einer Pulsbelastung nicht die ohmschen
Verluste, sondern Wirbelstrom- oder Hystereseverluste. Vielleicht spielt
der Skinneffekt eine Rolle?
Coilcraft gibt für die Spice-Modelle das Ersatzschaltbild an, im Zweifel
nachbauen und schauen wo genau Verluste entstehen.
https://www.coilcraft.com/en-us/models/spice/?seriesName=SER1360
Frank schrieb:> Laut LT-Spice 630W
Ürigens auch -180..270W. Die Spule ist sogar ein Generator. Du bist ganz
nahe dran an der Erfindung des Perpetum Mobile. Weiter so! Der
Nobelpreis ist Dir sicher! ;o)
Schaue mal wie dick die Wicklungen sind, berechne zur Flanke die
Frequenz, berechne den Skin-Faktor und dadurch erhöhten Widerstand des
Drahtes.
https://chemandy.com/calculators/round-wire-ac-resistance-calculator.htm
Georg M. schrieb:> Frank schrieb:>> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut>> LT-Spice 630W>> Unterscheidet LTspice zwischen W und VA?
Bei der Momentanleistung sinnlos. Aber LTspice kann das natürlich auch.
paul schrieb:> Coilcraft gibt für die Spice-Modelle das Ersatzschaltbild an,
Nach diesem Ersatzschaltbild sollte der Skin-Effekt bei der Simulation
berücksichtigt werden.
Frank schrieb:> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule.
Das ist die Leistung, nicht Verlustleistung. Die entsteht in deinem Fall
nur am ohmschen Anteil der Impedanz:
> (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W
Das entspricht einer Spannung von 0,123V.
Aber die Spule hat auch noch eine Induktivität, d.h. Blindwiderstand.
Die Spannung ist im Einschaltvorgang daher deutlich höher, und somit
auch die Momentanleistung:
> 630W.
Und es wurde ja schon geschrieben: offensichtlich berücksichtigt das
Modell der Spule nicht die Sättigung. D.h. bei der realen Spule wird die
Indukivität bei dem hohen Strom "zusammenbrechen" und die Leistung wird
nicht die sein, die die Simulation errechnet hat.
Frank schrieb:> Jetzt interessiert mich, wie ich herausfinde,> ob die Spule kurzzeitig überlastet wird. Dann könnte diese ja bspw. nach> xyz-Einschaltvorgängen zerstört werden. Aus den Datenblatt werde ich> überhaupt nicht schlau. Vielleicht kann mir dort jemand helfen?>
(https://www.coilcraft.com/en-us/products/power/shielded-inductors/high-current-flat-wire/ser/ser1360/#SER1360-651)
Es gibt Induktivitäten, da kann es schon passieren daß du nach und nach
das Kernmaterial zerstörst, wenn du es mit dem Strom übertreibst.
Ob das bei deinen Drosseln der Fall ist, würde ich aber lieber mit dem
Vertrieb des Herstellers als mit diesem Forum klären.
Frank schrieb:> Was ich auch nicht verstehe ist die Verlustleistung der Spule. Laut> LT-Spice 630W (eingestellt habe ich einen DCR von 0,00077 Ohm). Laut> Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W und nicht> 630W.>> Oder darf man den DCR beim Einschalten nicht als Berechnungsgrundlage> verweden? Über etwas Hilfe würde ich mich sehr freuen.
Normalerweise sollte die Verlustleistung nahe bei null liegen, bzw. der
ohmsche Widerstand der Wicklung der maßgebliche Faktor sein.
Wenn du die Induktivität aber tief in die Sättigung fährst, dann
entstehen auch im Kernmaterial Verluste die dann deutlich über der
Verlustleistung in der Wicklung liegen können.
Was da jetzt genau bei dir passiert läßt sich aus der Ferne natürlich
schlecht sagen, und ob die Größenordung plausibel ist kann ich so auch
nicht abschätzen. Aber grundsätzlich gibt es da schon noch andere
Verlustelemente als nur den Wicklungswiderstand.
Frank schrieb:> Laut Berechnung wären das aber: P = 0,00077Ohm * (160A)² = 19,7W> und nicht 630W.
Beides falsch. Mit Skin-Effekt (dI/dt~f) komme ich auf fast 200W.
Frank schrieb:> in einer Schaltung fließt beim Einschalten kurzzeitig ein Strom von ca.> 160A.
Hm... was ist denn das für eine Schaltung und/oder gibt es denn
keine Möglichkeit diesen Strompeak zu verringern oder -meiden?
Die Spule ist ja weit in der Sättigung dabei - obwohl ich eher
bezweifle, daß dies so weit geht, daß das Kernmaterial Schäden
davonträgt, ist es evtl. ein sehr leicht vermeidbarer Zustand?
Z.B. haben Buck-Converter normalerweise eine Highside-Messung
des Stromes - und bei einem gewissen Wert wird abgeschaltet.
Also worum geht es?
Also wenn ich mir den Impulsverlauf so anschaue sage ich mal so aus dem
Bauch heraus - das macht der Spule nichts. Davon abgesehen ist ein
Design, wo die Spule zu irgendeiner Zeit weit in die Sättigung getrieben
generell fragwürdig.