Transformator - Gleichstrom?

Sarah D. OP #7622955
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Hallo,

ich beschäftige mich aktuell mit Leistungselektronik und jetzt steht in meinem Buch, dass ein Transformator keinen Gleichstrom überträgt. Okay, klingt einleuchtend. Aber ganz klar ist es nicht. Es geht um die angehängte Schaltung.

Der Transformator überträgt ganz normal die Wechselspannung. Der Strom ist jedoch nichtlinear verzerrt durch die Diode. Während der positiven Halbwelle (bei einer idealen Diode) kommt der Strom gleichphasig an der Last R an. Während der negativen Halbwelle wird der Stromfluss von der Diode blockiert.

Dieses Stromsignal beinhaltet sowohl einen Wechselspannungsanteil, als auch einen Gleichstromanteil. Der Strom kommt vom Transformator. Wie bitteschön wird denn der Gleichstromanteil übertragen?

Meine Ideen:

  • der Gleichstromanteil sorgt nach der Lenzschen Regel für ein statisches Magnetfeld, welches dem in der Primärwicklung erzeugten Magnetfeld entgegengerichtet ist. In der Primärwicklung müsste folglich ebenso ein Gleichstromanteil fließen, um den magnetischen Fluss konstant zu halten. Der magnetische Fluss sollte konstant bleiben, denn auf der Primärseite wird einen Spannung aufgeprägt. Es gilt dann für den magnetischen Fluss Phi = integral u dt .
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Michael B. #7623016
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Sarah D. schrieb:

Dieses Stromsignal beinhaltet sowohl einen Wechselspannungsanteil, als auch einen Gleichstromanteil.

Ja, Einweggleichrichtung nach einem Trafo ist immer ein Problem.

Aber nicht so schlimm: der MAGNETISIERUNGSSTROM (das ist derselbe Strom der im Leerlauf fliesst) bleibt ein Wechselstrom, die Ausgangsspannung (zwischen den Trafosekundäranschlüssen) bleibt eine Wechselspannung. Damit ist der Trafokern was magnetische Effekt angeht zufrieden.

Wenn du jetzt über die Diode einen LASTSTROM ziehst, wird der rücktransformiert zusätzlich aus der Primärseite gezogen. Der hat keine magnetische Wirkung. Du kannst ja auch völlig PWM zerhackt Strom aus dem Trafo ziehen, oder im Phasenanschnitt, und das interessiert den Trafokern ebensowenig, er holt es sich halt aus dem Stromnetz der Primärseite.

ABER: Wenn durch die Diode Laststrom nur in der positiven Halbwelle fliesst, entsteht durch den von der Primärseite geholten Strom ein Spannungsabfall im ohmschen Widerstand der Primärwicklung, und der führt da zu einem Spannungsabfall.

Der Trafo sieht also primarseitig nicht genau 2 gleiche Halbwellen der 230V, eine positiv und eine negativ, sondern eine Halbwelle der 230V und die andere Halbwelle nur (beispielsweise) mit 220V, eben abzüglich dem Primärspannungabfall. Und DAS fuhrt zu unsymmetrischer Magnetisierung (das, was die eine Halbwelle in ihrer 1/100 Sekunde aufmagnetisiert kann die andere Halbwelle nicht mehr ganz abbauen) und damit zu einer Verschiebung der Magnetisierungskurve. Aber sie geht bei der 230V Halbwelle nur bis 235V (230+Hälfte von 230-220) und das ist nicht so schlimm. Zumindest nicht bei üblicher Trafoauslegung.

Keine Ahnung warum unsere Forenrentner in den Vorlesungen mal wieder nicht aufgepasst haben.

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