13.11.2013, 09:33 PM
Aus gegebenem Anlass habe ich mal wieder das Thema Streuinduktivität aufwärmen müssen.
Es hat sich gezeigt, dass mit den einfachen Induktivitätsmessern ziemlich falsche Werte angezeigt werden,
wenn der Wicklungswiderstand anteilig hoch ist. Also vorzugsweise bei den kleineren Bauformen
als da wären Audio-Trennübertrager, Modem-Übertrager usw. In einem realen Fall wurden
bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung 22mH angezeigt, tatsächlich lag die Streuinduktivität ziemlich genau bei der Hälfte.
Wie ist das möglich? Das Gerät mißt bei einer Frequenz von 1kHz. 11mH haben hier eine Impedanz um 70 Ohm.
Allerdings betrug der Wicklungswiderstand 95 Ohm, und da es sich hier um einen simplen Impedanzmesser handelt,
kommt dann schon mal der doppelte Wert heraus.
Das ist insoweit enttäuschend, als dieses kleine Gerät ohnehin auch DC-Widerstände messen kann,
und mit dieser Information diesen systematischen Fehler ausmerzen könnte.
Wie auch immer - damit war die Frage auf dem Tisch, wie man nun eine Streuinduktivität möglichst genau bestimmen kann.
Bildlich vorstellen kann man sich die Wirkung des Streufeldes als Anteil der magnetischen Feldlinien,
die auf dem Wege von primär nach Sekundär verloren gehen.
Da die induzierte Spannung proportional ist der durchflutendenF eldlinienanzahl,
fällt die Sekundärspannung auf 95% ab, wenn 5% der Feldlinien verloren gehen.
Dieser Spannungsverlust ist auch schon beim völlig unbelasteten Trafo festzustellen.
Es liegt also nahe, im Ersatzschaltbild eine gedachte Streuinduktivität in Serie zu schalten,
die zusammen mit der Primärinduktivität einen entstsprechenden Spannungsteiler nachbildet
In diesem Falle hätten wir z.B 950mH primäre Magnetisierungsinduktivität und 50mH Streuinduktivität.
In vielen Fällen erscheint die Diskussion, ob die Streuinduktivität nun primär, sekundär
oder verteilt anzuordnen ist akademisch, weil nicht überprüfbar. Allerdings nicht in allen Fällen:
Ein realer Transformator, der Einfachheit halber hier mit zwei identichen Wicklungen, ist völlig symmetrisch.
Es ist also egal, welches die Primär- oder Sekundärwicklung ist.
In jedem Falle kommt sekundär etwas zu wenig heraus.
Aus diesem Grunde ist die Streuinduktivität symmetrisch zu verteilen,
eine Hälfte primär, die andere Sekundär.
Der Trafo selbst ist in der Simulation ideal angenommen, mit einem Koppelfaktor von 100%
Es hat sich gezeigt, dass mit den einfachen Induktivitätsmessern ziemlich falsche Werte angezeigt werden,
wenn der Wicklungswiderstand anteilig hoch ist. Also vorzugsweise bei den kleineren Bauformen
als da wären Audio-Trennübertrager, Modem-Übertrager usw. In einem realen Fall wurden
bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung 22mH angezeigt, tatsächlich lag die Streuinduktivität ziemlich genau bei der Hälfte.
Wie ist das möglich? Das Gerät mißt bei einer Frequenz von 1kHz. 11mH haben hier eine Impedanz um 70 Ohm.
Allerdings betrug der Wicklungswiderstand 95 Ohm, und da es sich hier um einen simplen Impedanzmesser handelt,
kommt dann schon mal der doppelte Wert heraus.
Das ist insoweit enttäuschend, als dieses kleine Gerät ohnehin auch DC-Widerstände messen kann,
und mit dieser Information diesen systematischen Fehler ausmerzen könnte.
Wie auch immer - damit war die Frage auf dem Tisch, wie man nun eine Streuinduktivität möglichst genau bestimmen kann.
Bildlich vorstellen kann man sich die Wirkung des Streufeldes als Anteil der magnetischen Feldlinien,
die auf dem Wege von primär nach Sekundär verloren gehen.
Da die induzierte Spannung proportional ist der durchflutendenF eldlinienanzahl,
fällt die Sekundärspannung auf 95% ab, wenn 5% der Feldlinien verloren gehen.
Dieser Spannungsverlust ist auch schon beim völlig unbelasteten Trafo festzustellen.
Es liegt also nahe, im Ersatzschaltbild eine gedachte Streuinduktivität in Serie zu schalten,
die zusammen mit der Primärinduktivität einen entstsprechenden Spannungsteiler nachbildet
In diesem Falle hätten wir z.B 950mH primäre Magnetisierungsinduktivität und 50mH Streuinduktivität.
In vielen Fällen erscheint die Diskussion, ob die Streuinduktivität nun primär, sekundär
oder verteilt anzuordnen ist akademisch, weil nicht überprüfbar. Allerdings nicht in allen Fällen:
Ein realer Transformator, der Einfachheit halber hier mit zwei identichen Wicklungen, ist völlig symmetrisch.
Es ist also egal, welches die Primär- oder Sekundärwicklung ist.
In jedem Falle kommt sekundär etwas zu wenig heraus.
Aus diesem Grunde ist die Streuinduktivität symmetrisch zu verteilen,
eine Hälfte primär, die andere Sekundär.
Der Trafo selbst ist in der Simulation ideal angenommen, mit einem Koppelfaktor von 100%
...mit der Lizenz zum Löten!