Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik [LtSpice] Trafo funktioniert nur in "eine Richtung"


von Andre G. (andgst01)


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Schönen Sonntag Nachmittag,

wieder einmal ein "Bin ich zu blöd?" - Moment:

Es geht um LTSpice:

Ich möchte einen real vorhandenen Trafo in LtSpice "nachbauen".
Zwei Primärwindungen die parallelgeschaltet sind.
Eine Sekundärwindung.

Wenn ich an der Primärseite 230 Wechselspannung anlege bekomme ich an 
der Sekundärwindung (unbelastet) ca. 16V.
Klingt plausibel.

Wenn ich aber an der Sekundärwindung 16V Wechselspannung anlege dann 
bekomme ich an der Primärwindung NICHT 230V sondern ca. 14V.

An was kann das liegen?

Spice Datei ist im Anhang.

von H. H. (Gast)


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Der Trafo hat ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1,13.

Die merkwürdigen Effekte ergeben sich aus den ESR der Wicklungen und dem 
hohen Magnetisierungsstrom.

von Mike (Gast)


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Andre G. schrieb:

> An was kann das liegen?
>
> Spice Datei ist im Anhang.

Hab grad kein LTSpice da, kann daher nicht den Schaltplan betrachten 
aber tippe erstmal auf die Koppelung zwischen Primär und Sekundärseite. 
Kopplungsfaktor hast du ja sicher angegeben, hast du auch z.B. die 
Primär- und Sekundärseite mit einem hochohmigen Widerstand (gern mehrere 
Megohm) verbunden damit auch die Bezugspunkte stimmen?

von Elektrofan (Gast)


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H.H hat recht:

Die Wicklungswiderstände von L2, L3 sind je über 1000-mal größer, als 
die
von L1, die Windungszahl ist je nur 0,88-mal so gross.

von Andre G. (andgst01)


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Elektrofan schrieb:
> H.H hat recht:
>
> Die Wicklungswiderstände von L2, L3 sind je über 1000-mal größer, als
> die
> von L1, die Windungszahl ist je nur 0,88-mal so gross.

Die Induktivitäten und ohmschen Widerstände der Spulen sind gemessene 
Werte.

Ich finde die Widerstände auch etwas hoch.
Vielleicht ist ja ein temperaturabhängiger Widerstand zur anfänglichen 
Strombegrenzung in die Wicklungen des Trafos eingearbeitet?

von H. H. (Gast)


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Andre G. schrieb:
> Die Induktivitäten und ohmschen Widerstände der Spulen sind gemessene
> Werte.

Mist gemessen!

Was für ein Trafo soll das denn sein?

von Eberhard H. (sepic) Benutzerseite


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Andre G. schrieb:
> An was kann das liegen?

Zum einen wird beim Simulieren einer Sinusspannung die Spitzenspannung 
und nicht die Effektivspannung angegeben.

Zum anderen ist beim idealen linearen Übertrager/Trafo das Verhältnis 
der Induktivitäten gleich dem Quadrat der Spannungsverhältnisse, sprich 
bei 230V/16V müsste die Sekundärinduktivität = Primärinduktivität/207 
sein.

Demnach ist bei deinen Induktivitätsmessungen entweder primär oder 
(wahrscheinlicher) sekundär etwas schief gelaufen.

Deshalb ergeben sich bei deiner Simulation keine einigermaßen sinnvollen 
Ergebnisse.

Bei welcher Messfrequenz hast du den Wicklungswiderstand gemessen?
Für den Simulationswert würde ich nicht das LCR-Meter verwenden (misst 
unterschiedliche R bei unterschiedlichen Frequenzen), sondern besser ein 
DC-Ohm-Meter.

Und zum Simulieren würde ich für die rechnerischen Überlegungen der 
Einfachheit halber die beiden Primärwicklungen zunächst nicht parallel 
schalten und außerdem sehr kleine Wicklungswiderstände (< 1 Ohm) für 
alle Wicklungen nehmen.

Angenommen, die 369 mH pro Primärwicklung (230V) stimmen, dann müsste 
die Sekundärwicklung (16V) etwa 369mH/207 = 1,8 mH haben.

Das wäre dann ein relativ großer Trafo (wieviel VA soll der Trafo denn 
haben?), wozu allerdings nicht der hohe primäre Wicklungswiderstand 
passt.

Bei 369mH/1,8mH primär eingespeist und simuliert, ergeben sich sekundär 
etwa 15,8V.
Speist man 16V sekundär ein, ergeben sich primär etwa 225V, soweit also 
OK.

Mit tatsächlichen Wicklungswiderständen sind die Verluste entsprechend 
größer, die durch das Parallelschalten der beiden Primärwicklungen 
wieder etwas reduziert werden, wenn man primär einspeist.

Also zunächst erst einmal eine neue Messungen bei einer sinnvollen 
Messfrequenz durchführen und dann nochmals einen Schritt nach dem 
anderen simulieren.

Um einen realen Trafo zu simulieren, ist allerdings deutlich mehr 
Aufwand nötig.

von Helge (Gast)


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Einige Multimeter mit automatischer Bereichsumschaltung tun sich schwer, 
den Widerstand einer "großen" Induktivität zu messen. Meine Abhilfe ist 
dann, entweder einen Kondensator parallel zu schalten oder auf die 
andere Seite des Trafos eine Glühlampe.

Um die effektive Sekundärinduktivität bei 50Hz auszurechnen, die 
Sekundärseite über einen bekannten Vorwiderstand mit z.B. 12V speisen, 
sodaß sich die Impedanz der Sekundärspule errechnen läßt. Daraus und aus 
dem bekannten Realteil läßt sich die Induktivität leidlich ausrechnen.

Die Induktivität der Primärseite läßt sich noch halbwegs errechnen über 
das Verhältnis der Spannungen im Leerlauf.

Damit ist aber der Kern noch immer unzureichend beschrieben (Sättigung, 
Hysterese, Koppelfaktor).

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