[Rumgucker]

Es gibt ein dickes Problem.

Wenn ich große Zählungen ermöglichen will, so darf ich nur kleine Energiehäppchen in die Spule einspeisen.

Derart kleine Energiehäppchen neiegn aber dazu, von den Hysteresisverlusten regelrecht verschluckt zu werden.

[Rumgucker]

Wenn die Elektroniker mit unerwünschten Hysteresiseffekten zu tun haben, dann greifen sie gerne zur Überlagerung der Steuerspannung mit einer Wechselspannung. Stichwort: HF Vormagnetisierung beim Tonkopf.

Bin allerdings im Zweifel, ob man das hier irgendwie nutzvoll anwenden kann....

[madmoony]

..und bei deinen 50Hz Kernen schon mal garnicht...
wie hoch gingen die? 3kHz...4kHz

Ausserdem waere das nicht eher kontraproduktiv?

Was ich mir vorstellen koennte ist eine invertierung,einmal voll Aufmagnetisieren und dann kleine "Loeschimpulse" zum zaehlen...ist aber nur ne unausgegorene Idee von mir..

[Rumgucker]

Mit "HF" meinte ich in meinem Fall natürlich 50Hz.

[Rumgucker]

Hatte ich da eine gute Eingebung?

Mit 50Hz-"Vormagnetisierung" kann ich die DC-Spannung fast beliebig klein machen, wodurch ich auf Anhieb in der Simulation 12-fach längere Zeiten erreiche!

[Rumgucker]

Ich werde heute mal meine Lieblingstrafos ebenso exakt vermessen, wie die stromkompensierten Drosseln zuvor. Ein exaktes Modell kann einen vor Fehlinterpretationen und falschen Schlüssen bewahren.

[Rumgucker]

Wie soll ich Hc ausrechnen, wenn ich die Windungsanzahlen nicht kenne?

[voltwide]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Wie soll ich Hc ausrechnen, wenn ich die Windungsanzahlen nicht kenne?

Mh, schwierig -
Wenn Du die Kerngröße hast, kannst Du aus der Tabelle den effektiven magn Querschnitt ablesen.
Aus der bekannten Sättigungsinduktion des Eisenmaterials
ließe sich der Sättigungsfluß berechnen.

Dann ist N = VsecFläche / Sättigungsfluß

Da aber die Sättigungsinduktion des Materials nicht genau bekannt ist, und auch nicht sonderlich scharf einsetzt, bleibt das Ganze eher eine Schätzung.

[Rumgucker]

Mal gucken, ob meine Simulationen mit dem genäherten Modell auch in der Praxis funktionieren.

Dies mit der 50Hz-"Vormagnetisierung" gefällt mir immer besser. Eine winzig kleine DC-Spannung treibt den Kern nach und nach in die Sättigung. Aber obendrauf ist eine große AC-Vormagnetisierungsspannung addiert. Wie schon beschrieben sorgt diese für einen hysteresefreien Betrieb. Und beim Durchschalten der Spule für genug Power.

Das ist wohl die Kernidee in diesem Thread.....

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Während den Überlegungen ist mir noch ne witzige Sache eingefallen. Ich hab aber keinen Schimmer, ob das hinhauen könnte.

Wenn man eine sättigbare Spule vor einen ganz normalen Trafo schaltet, so passiert im Normalfall erstmal nichts. Sobald man aber den Trafo belastet, sollte die Spule ein größeres Spannungszeitintegral sehen und schließlich zweimal pro 50Hz "feuern". Der Trafo wird also mit 100Hz-Anteilen versorgt und müsste damit eine wesentlich größere Leistung übertragen können.

Wär schon ne witzige Sache, WENN es hinhaut: man klemmt einfach vor einen x-beliebigen Trafo diese kleine 2-polige "Zauber-Drossel" und zackbumm bringt der Trafo auf einmal 50% mehr Leistung.

[voltwide]

Nö, warum sollen dabei auf einmal 100Hz entstehen?
Das passiert ja nur bei krasser Asymmetrie, wenn Du z.B. einen Brückengleichrichter vorschaltest.

Und selbst wenn es einen Trick gäbe, so einfach mal aus 50Hz AC 100Hz AC zu machen: Bei gleichbleibender Eingangsspannung wäre keine gesteigerterte Übertragungsleistung gewonnen, da diese durch die Wicklungswiderstände begrenzt ist.
Für erhöhten Leistungsdurchsatz müsstest Du bei 100Hz nun die Betriebsspannung verdoppeln um den Leistungsdurchsatz zu erhöhen.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Nö, warum sollen dabei auf einmal 100Hz entstehen?

Weil der vorgeschaltete Kern bei jeder Halbwelle einmal in die Sättigung getrieben wird.

[Rumgucker]

Zuerst die rote FFT der Primärspannung eines mit mit Lampe belasteten Halogentrafos:



Wie erwartet sind nur 50Hz zu sehen.


Sobald ich dem Trafo die 110V-Wicklung eines zweiten kleinen Trafos vorschalte, entstehen die erwarteten Oberwellen bei 100Hz (und ganz schwach noch bei 200Hz).

Oder sind es 150Hz/250Hz? - Erstmal egal....




Saturable Cores werden gerne in Frequenzvervielfachern genutzt.

[Rumgucker]

Hab die FFT-Anzeige mit dem Generator überprüft. Sie ist linear. 2cm entsprechen 50Hz.

Es entstehen also Oberwellen mit 150 und 250Hz. Umso besser!

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von voltwide
Und selbst wenn es einen Trick gäbe, so einfach mal aus 50Hz AC 100Hz AC zu machen: Bei gleichbleibender Eingangsspannung wäre keine gesteigerterte Übertragungsleistung gewonnen, da diese durch die Wicklungswiderstände begrenzt ist.
Für erhöhten Leistungsdurchsatz müsstest Du bei 100Hz nun die Betriebsspannung verdoppeln um den Leistungsdurchsatz zu erhöhen.

"Wenn man also den Trafo mit höherer Frequenz betreibt, kann man mehr Leistung übertragen."

Quelle: http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil

Das ist an sich die Grundlage meines kleines Abstechers.... ;deal2

[Rumgucker]

Es scheint hinzuhauen.

Ich kann bei gleicher Kernaussteuerung mit "Booster" 25% mehr Leistung übertragen.



Da sind schon alle Verluste drin, also die erhöhten Kupferverluste ebenso wie die Verluste des "Booster".

Wenn ich das absichern kann, dann wär das ein Knaller.

[Rumgucker]

Ist etwas schwierig darzustellen....



Oben sieht man den Stromfluss in der Primärwicklung des Trafos. Der Trafo beginnt gerade eben zu sättigen. Es fließt ein Strom von 400mAss, 147mAeff. Unten die Spannung, die am Lastwiderstand ansteht, 22.1V.

Nun das gleiche Spiel mit "Booster"-Spule:



Der Kern wird wieder mit 400mAss genauso weit in die Sättigung getrieben, wie zuvor. Allerdings beträgt nun der Effektivstrom 152mA, weil die Vorverzerrung die ungeradzahligen Oberwellen vergrößert und der Strom sich einem Rechteck nähert. Damit entsteht am Lastwiderstand 23.1V.

Mir gelingt es also bei gleicher Kernsättigung einmal 32.5 und einmal 35.1 Leistungseinheiten zu übertragen! (man kann das Verhältnis noch größer machen, wenn man den Trafo anders belastet, aber das ändert nichts am Prinzip).

Warum ist das so?

Die dem Trafo in Reihe vorgeschaltete "Boosterspule" (bei mir ein kleiner Ringkerntrafo von dem ich die 24V-Sekundärseite nutze) verzerrt den Netz-Sinus und erzeugt ungeradzahlige Oberwellen, die der 50Hz Grundschwingung überlagert werden. Die höheren Frequenzen können vom Trafo besser sättigungsfrei übertragen werden (das Spannungszeitintegral ist kleiner) und bewirken eine Lastspannungserhöhung.

[Rumgucker]

Der Unterschied wird noch größer, wenn man die Last vermindert. Jetzt bin ich schon wieder über 10%.

...aber die erhofften 50% erreiche ich nicht mal annähernd...

Man würde mehr erreichen, wenn man statt der extra Boosterspule gleich einen extra Trafo gleicher Baugröße verwenden würde....

Hmmmm....

vielleicht muss man das ganze noch mit einem Kondensator zu einem Resonanzkreis vervollständigen? 150Hz "absaugen" und mit einer 1/3 Trafogröße übertragen?

....mal weitergrübeln....

[Rumgucker]

Zurück zum Topic. Jetzt hab ich ne Topologie, die zumindest in der Simulation bestens arbeitet:



Am Anfang ist die Induktivität hoch und es fließt kaum Strom in der Spule. Folglich ist die Rückschlagspannung gering und wird vom 10-Ohm-Widerstand abgebaut.

Sobald aber die Spule durch die oben dargestellten Spannungsimpulse nach und nach in die Sättigung getrieben wird, fließt ein hoher Spulenstrom und die Rückschlagspannung reicht aus, die unten dargestellte Ausgangsspannung fast schlagartig anzuheben.

[Rumgucker]

Das ist zum ersten Mal, dass ich die transduktorische Drossel im Shunt-Betrieb verwende Das kann neue Anwendungen erschließen...

[Rumgucker]

Man kann die Zähler mühelos kaskadieren