[Rumgucker]

Diskussion:

Ich hab Steuer- und Last-Spule als saturable core realisiert. Blöderweise wirken Sättigungen der Lastspule nicht sättigend auf die Steuerspule. Insofern kann man Steuerspule und Lastspule nicht einfach vertauschen, wie es bei einem realen Transduktor möglich wäre.

Trickreich ist dagegen die Feldstärkeberechnung (die ich ganz Spice überlasse). Ich muss nur wissen, dass gleiche Windungszahlen der Steuer- und Lastwindung zu gleichen Feldstärken führen, also Stromverstärkung "1". Doppelte Steuerspulenwindungen führen zur verdoppelten Feldstärke, als Stromverstärkung "2". Das wird einfach in dem F1-Konstrukt ausgerechnet.

Ich guck mir jetzt mal an, ob ich den Transduktor auch vollsymmetrisch gestalten kann, als mit vertauschbaren Ein- und Ausgängen.

[Rumgucker]

Gelungen!

* Transduktor-Modell
*
.param Querschnitt=0.0000169
.param Mag_Laenge=0.0236
.param N_Steuer=100
.param R_Steuer=1
.param N_Last=50
.param R_Last=0.01
*
* connections: Steuerspule +
* | Steuerspule -
* | | Lastspule +
* | | | Lastspule -
* | | | |
* | | | |
.SUBCKT TRANSDUKTOR 1 2 3 4 91 92 93 94
*
* Steuerspule
R1 1 11 {R_Steuer}
V1 11 12 0
F1 12 2 V2 {N_Last/N_Steuer}
L1 12 2 Hc=16 Bs=0.44 Br=0.1 A={Querschnitt} Lm={Mag_Laenge} Lg=0 N={N_Steuer}
*
* Lastspule
R2 3 31 {R_Last}
V2 31 32 0
F2 32 4 V1 {N_Steuer/N_Last}
L2 32 4 Hc=16 Bs=0.44 Br=0.1 A={Querschnitt} Lm={Mag_Laenge} Lg=0 N={N_Last}
*
.ENDS

[Rumgucker]

Ich mach noch ein Schaltzeichen fertig und stell dann Modell und Schaltzeichen in den Download-Bereich. Und ich will nochmal rumgucken, ob man die Parameter wahlfrei auch übergeben kann, also im Modell defaul-Parameter, die man bei Bedarf überschreiben kann.

[Rumgucker]

Das mit den Parametern ging schon sowieso so wie ich mir das dachte.

Hier das Endergebnis. Ein voll funktionsfähiges Transduktormodell mit simplen Parametern.

[Rumgucker]

Ich hab den Transduktor in den Downloadbereich gepackt.

Es scheint SUPER zu funktionieren. Erst war ich ganz erschrocken, als über der Steuerwicklung eben doch eine erhebliche Spannung entstand. Es handelt sich aber nicht um eine Induktion, sondern um die Wirkung der Steuerstromquelle auf eine variable Induktivität. Tatsächlich liegt an beiden Stromquellen exakt die gleiche Spannung an. Bei gleichem Strom also die gleiche Steuerleistung!

Es hat sich also sehr gelohnt, dass ich das Modell noch symmetrisch ausgelegt hab, denn sonst hätte das nicht so klasse funktioniert.

Ich trau also unserem Modell!

[phase_accurate]

Super, jetzt fehlt eigentlich nur noch der einschenkelige Transduktor mit dem man Gleichrichter basteln kann.

Gruss

Charles

[Rumgucker]

Ne... ich muss etwas zurückrudern.

Ich hab keinen Steuerstrom eingespeist und ich seh trotzdem ne Spannung an der Steuerwindung. Das deckt sich zwar mit dem Verhalten der oberen Schaltung, kann aber so nicht richtig sein.

[Rumgucker]

Klassisches Eigentor!

Ich kann an den beiden äußeren Schenkeln sonstwas für Felder erzeugen - der mittlere Schenkel wird davon nicht beeinflusst und erst recht nicht gesättigt. Ok... ich bessere nach und setzt gleich den verbesserten Download rein.

[Rumgucker]

Hab im Schnellverfahren nochmal mit den Transduktoren alles abgesichert, was wir bisher von den saturable cores gelernt hatten. Auch Transduktoren werden mit Dioden erst "entfesselt" und es scheint weiterhin so, dass Röhren ideal für die Ansteuerung sind, weil sie eine hohe Spannung ausgeben können (in blau hab ich die Gegenspannung dargestellt). Durch den Transduktor erreichen wir günstige Stromstärken. In der Grafik steuere ich 10A mit nur 5mA Steuerstrom. Übrigens: Sinus ist doch besser. Alles, was Oberwellen hat, stört den Transduktorbetrieb. Es entstehen einfach üble Verzerrungen.




Damit brauchen wir Röhren im Generator und in der Ansteuerung.

[Rumgucker]

Naja... also restlich zufrieden bin ich noch nicht... noch lange nicht!



Die Verstärkung der einen Röhre reicht definitiv nicht aus, um das Gescheppere des Amps in den "Hifi"-Bereich zu drücken. Obwohl die Anodenspannung wegen der Stromsteuerung weitgehend konstant ist und der Durchgriff insofern keine Rolle spielt.

Zwar helfen mir die Transduktoren, die Leerlaufverstärkung hochzubringen, aber um den Preis einer gehörigen Phasenverschiebung und geringen oberen Grenzfrequenz.

Also doll ist die Schaltung noch nicht. Kommen wir etwa um ein IC nicht drumrum?

[Rumgucker]

Morgen führ ich mal Marios Gegentaktbetrieb mit zwei EF80 ein. Allerdings erwarte ich keine Wunder, weil die Steilheit nur dreimal höher ist und ob die Hochohmigkeit ne große Rolle spielt, wage ich auch noch zu bezweifeln. Wir benötigen die Konstantstromquelle wirklich nur dazu, die Induktivität der Steuerspule glattzubügeln.

[Benno]

Hallo Gucki,

schließe mal in der Simulation die Spule "U4" nicht an das Gitter von Röhre U3, sondern an die Katode der Röhre U3 an, das heist in der Röhrentechnik SRPP Schaltung und "klingt" i.d.R. sehr gut bzw. angenehm, wenn das am passenen Lastwiderstand betrieben wird. Gitter Ü3 bleibt unten an der Anode U2. R1 und R2 sollen gleich sein, sonst wird's unsymetrisch, mit zu viel K2, K4...
Zu erwartender Klirrfaktor ist bei einer gut bemessenen SRPP unter 0,0xxx % - ohne jegliche Gegenkopplung bis ca. 40 Volt eff Ausgangsspannung. Der optimale (klirrärmste) Lastwiderstand liegt hier bei etwa 6...12 kOhm. Der Ausgangswiderstand dieser SRPP Schaltung mit 12AU7/ECC82 würde etwa bei 3kOhm liegen, die Verstärkung bei 14-fach, ohne die Gegenkopplung über R3.
Die Idee mit zwei EF80 finde ich Klasse. Vielleicht genügen die kleinen EF80 schon, um die Transduktoren zu steuern. Die EF80 ist "Schüttgut" d.h. in unbegrenzten Mengen, mit teilweise sehr guter Qualität (EF860/E80F) und sehr billig zu haben. Die EF80 ist für NF nicht ganz optimal wegen hoher Durchgriffsverzerrungen an hohen Lastwiderständen, dafür sehr breitbandig, mit hohem Innenwiderstand und sehr steil und mit sehr geringer Miller-C. Die EF80 hat im Gegenzug aber recht geringe Steilheitsverzerrungen, wie sie an NF-Pentoden bei (zu) geringen Lastwiderstanden entstehen. Pentoden verzerren das NF-Signal bei nicht optimalen Lastwiderstand relativ stark und unangenehm. Die EF80 hat eine interne Abschirmung (Anschluss "S") , was der elektromagnetischen Verträglichkeit bei hohen Schaltfrequenzen sicher zu Gute kommt.

beste Grüße, Mario

[Rumzucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Jo! Nachfolgendes Modell scheint einwandfrei zu arbeiten. Sind die Parameter verständlich?

* Transduktor-Modell
*
.param Querschnitt=0.0000169
.param Mag_Laenge=0.0236
.param N_Steuer=100
.param R_Steuer=1
.param N_Last=50
.param R_Last=0.01
*
* connections: Steuerspule +
* | Steuerspule -
* | | Lastspule +
* | | | Lastspule -
* | | | |
* | | | |
.SUBCKT TRANSDUKTOR 1 2 3 4 11 12 13 14
*
* Lastspule
L1 3 4 Hc=16 Bs=0.44 Br=0.1 A={Querschnitt} Lm={Mag_Laenge} Lg=0 N={N_Last} Rser={R_Last}
*
* Steuerspule
L2 5 2 Hc=16 Bs=0.44 Br=0.1 A={Querschnitt} Lm={Mag_Laenge} Lg=0 N={N_Steuer} Rser={R_Steuer}
F1 3 4 V1 {N_Steuer/N_Last}
V1 1 5 0
*
.ENDS

Hallo,

um einmal zu einem praktischen Transduktor zukommen, sollte man mal mit realen Werten eines brauchbaren Kernes arbeiten, z.B. der EF25 wurde in den Fernsehgeräten verwendet
A= 0,0000525, Lm=0,0575 für die Hauptwicklung auf dem Mittelschenkel
Für die Steuerwicklungen wird es schwieriger, der Querschnitt ist halb so groß, die Länge ca. 1,3 mal länger, wenn man nur den äußeren Weg berücksichtigt. Allerdings wird wohl auch der Mittelschenkel mit im Spiel sein, so daß zumindest zum Teil der kürzere Wert gilt.
Bei den magnetischen Werten gibt es eine starke Temperaturabhängigkeit, Bs sinkt mit zunehmender Temperatur, bei Standard-Leistungsferriten etwa auf 70% bei 100°C des Wertes für 25°C.
Hc liegt bei ca. 20 für Standardmaterial mit µi=2000

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumzucker
A= 0,0000525, Lm=0,0575 für die Hauptwicklung auf dem Mittelschenkel
Für die Steuerwicklungen wird es schwieriger, der Querschnitt ist halb so groß, die Länge ca. 1,3 mal länger, wenn man nur den äußeren Weg berücksichtigt. Allerdings wird wohl auch der Mittelschenkel mit im Spiel sein, so daß zumindest zum Teil der kürzere Wert gilt.

Sehr gut! Wir sollten den Transduktor genauestens verstehen, bevor wir weitersimulieren. "Lm" und "A" beschreiben das Volumen des magnetisierbaren Materials, wobei das kleinste "A" angenommen wird.

Meine Transduktoren



(ausgeschlachtet aus Computer-CRTs) haben einen doppelt dicken Mittelschenkel. Die Schieblehre zeigt:

A = 0.000026 m² (eines Außenschenkels, Mittelschenkel hat doppelte Fläche)

Breite = 0.022 m
Höhe = 0.017 m

Da die Lastspule auf den Außenschenkeln aufgeteilt ist, gilt der äußere magnetische Weg, also 0.022 + 0.022 + 0.017 + 0.017 = 0.078 m.

Die Lastspule hat also:
Lm = 0.078 m
A = 0.000026 m²

Die Steuerspule dagegen "sieht" zwei Halbringe mit zusammen doppeltem Querschnitt und folgender Länge: 0.011 + 0.011 + 0.017 + 0.017 = 0.056 m

Die Steuerspule hat also:
Lm = 0.056 m
A = 0.000052 m²

Also müssen wir auch noch den Querschnitt und die magnetische Länge für Last- und Steuerkreis unterscheiden. Ich werde das Modell gleich anpassen.

[Rumzucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Zitat:Original geschrieben von Rumzucker
A= 0,0000525, Lm=0,0575 für die Hauptwicklung auf dem Mittelschenkel
Für die Steuerwicklungen wird es schwieriger, der Querschnitt ist halb so groß, die Länge ca. 1,3 mal länger, wenn man nur den äußeren Weg berücksichtigt. Allerdings wird wohl auch der Mittelschenkel mit im Spiel sein, so daß zumindest zum Teil der kürzere Wert gilt.

Sehr gut! Wir sollten den Transduktor genauestens verstehen, bevor wir weitersimulieren. "Lm" und "A" beschreiben das Volumen des magnetisierbaren Materials, wobei das kleinste "A" angenommen wird.

... Die Schieblehre zeigt:

A = 0.000026 m² (eines Außenschenkels, Mittelschenkel hat doppelte Fläche)

Breite = 0.022 m
Höhe = 0.017 m

Da die Lastspule auf den Außenschenkeln aufgeteilt ist, gilt der äußere magnetische Weg, also 0.022 + 0.022 + 0.017 + 0.017 = 0.078 m.

der Mittelschenkel hat bei E-Kernen immer die doppelte Fläche , Deine Berechnung ist aber dahingehend falsch, daß Du die Außenmaße benutzt. Effektif wirksam ist aber ein kleinerer Weg, etwas weniger als die geometrischen Mittellinien..

Zitat:Die Lastspule hat also:
Lm = 0.078 m
A = 0.000026 m²

Die Steuerspule dagegen "sieht" zwei Halbringe mit zusammen doppeltem Querschnitt und folgender Länge: 0.011 + 0.011 + 0.017 + 0.017 = 0.056 m

Die Steuerspule hat also:
Lm = 0.056 m
A = 0.000052 m²

Also müssen wir auch noch den Querschnitt und die magnetische Länge für Last- und Steuerkreis unterscheiden. Ich werde das Modell gleich anpassen.

ist nicht die innere Spule die Lastspule und die beiden äußeren mit dem kleineren und damit schneller sättigbaren Querschnitt die Steuerspulen?

Und nimm besser die Daten des EF25, das chinesenformat ist hier nur schwer zu bekommen.

[Rumgucker]

Zucker...

ich möchte gern erstmal bei meinen Transduktor-Daten bleiben, weil ich die im Praxistest nachprüfen kann! E25 tragen wir ins Modell als default ein.

Die Steuerwicklung ist in der Mitte.

Ich hatte mit " Breite" und "Höhe" die Mittellinien des Kerns angegeben.

Ich hab noch einen dicken Bug ins Modell gebbaut! Die Lastwicklung besteht aus zwei Spulen, in die jeweils ein eigener - aber gegenphasiger - Strom von der Steuerwicklung eingespeist wird. Eine Windung wird immer gesättigt, die andere entsättigt.

Weiterhin frage ich mich, ob die Kernsättigung vom Laststrom nicht das magnetische Volumen für die Steuerspule vermindert. Wenn die Lastspule den äußeren Ring durchmagnetisiert hat, müsste sich die magnetische Länge für die Steuerspule auf 1/4 vermindern.

[phase_accurate]

Ich stelle mir vor, dass die Steuerkennlinie des dreischenkeligen Transduktors etwas gestuft ist. Zuerst wird wohl derjenige Schenkel gesättigt, bei welchem sich die Flüsse addieren. Erst nachher passiert das gleiche mit dem zweiten. Andererseits kann davon ausgegangen werden, dass der "Weg des geringsten Widerstandes" der verbleibende Schenkel ist, sobald der andere gesättigt wird und deshalb der zweite auch ziemlich bald folgen wird.

Noch eine Anmerkung am Rande:
Wir haben gesehen, dass Transduktor + Gleichrichter = Steile Kennlinie, bedingt durch die Selbstsättigung. Ich könnte mir vorstellen, dass man mit einer Mischform eventuell noch etwas "feintrimmen" kann. d.h. ein Teil des Laststromes via Gleichrichter und ein Teil direkt.

Gruss

Charles

[Rumgucker]

Bingo!

Unser Transduktor ist definitiv keine saturable core. Ein Transduktor verhält sich ganz anders. Nicht nur in der Simulation sondern auch im Experiment!

Ein Transduktor ist ein echter Wechselspannungssteller, der sich nicht in die Selbstsättigung treiben lässt! Eine Lastkreisdiode unterdrückt einfach nur eine Halbwelle der HF. Die Stromverstärkung eines Transduktors ist insofern auch geringer aber viel linearer. Die Stromverstärkung wird allein mit der Steuerwindungsanzahl festgelegt. Es kommen keine Stromspitzen raus, sondern eine sinusähnliche HF.

[Rumgucker]

Das mit der fehlenden Selbstsättigung erklär ich mir durch die Gegensinnigkeit beider in Serie geschalteter Lastkreise. Was die Diode in einer Häfte sättigt, dass entsättigt sie in der anderen Hälfte. Das macht Sinn. Soweit muss unser Modell jetzt stimmen.

Ich hab aber noch ne andere Sache im Kopf. Bei der Kissenentzerrung modulieren sich Hor. und Vert. gegenseitig. Im Mittelschenkel kann das nicht stattfinden - da heben sich Lastkreisfelder auf. Der einzige Bereich für gegenseitige Modulationen sind die Außenschenkel. Das fehlt dem Modell noch.

Gott ist das alles kompliziert.

[phase_accurate]

Bei einem "echten" Transduktor mit drei Schenkeln sind die Wicklungen von der Funktion her austauschbar und die Rückwirkung ist minimal. Welche Wicklung Steuerewicklung ist und welche Arbeitswicklung hängt von der Dimensionierung (i.e. Windungszahl) ab.

Die Flussrichtungen in der linken Zeichnung entsprechen dem ursprünglichen Transduktor.
Die rechte Zeichnung ist ein "saturable Core" mit Steuerwicklung. Hier haben wir keine Rückwirkungsfreiheit mehr.



Gruss

Charles