Hallo Zusammen, Ich habe einen Trafo mit einem Serienschwingkreis aus L und C auf der Primärseite und auf der Sekundärseite eine rein ohmsche Last. Mein Problem ist, dass ich den Einfluss vom Trafo auf den Schwingkreis nicht verstehe. Der Schwingkreis für sich würde eine Resonanzfrequenz von ca. 159 khz besitzen. Durch den Trafo sinkt sie aber auf 138 khz. Warum ? Meine Beobachtungen: Je größer ich die Induktivitäten des Trafos wähle, desto kleiner wird die Abweichung vom Schwingkreis mit und ohne Trafo. Hinweise: Simuliert habe ich die Schaltung in LTspice. AC-Analyse. Angeschaut habe ich mir das Potential zwischen C1 und L2. Fragende Grüße Klaus
Klaus schrieb: > Der Schwingkreis für sich würde eine Resonanzfrequenz von ca. 159 khz > besitzen. Durch den Trafo sinkt sie aber auf 138 khz. Warum ? Der Trafo hat einen Kopplungsfaktor von <1. Daher sieht der Schwingkreis die Streuinduktivität des Trafos von etwa 0,13µH in Reihe zu der 1µH Spule.
Ich habe in LTSpice noch nie versucht einen Trafo zu simulieren. Für das Verständnis empfehle ich Dir mal ein (z.B. primärseitig bezogenes) Ersatzschaltbild zu zeichenen und das T-Ersatzschaltbild eines Trafos mit den Streuinduktivitäen und der Hauptinduktivität zu zeichnen. > Je größer ich die Induktivitäten des Trafos wähle, > desto kleiner wird die Abweichung vom Schwingkreis mit und ohne Trafo. Welche Induktivität? 1. Primär-Streuinduktivität 2. Sekundär-Streuinduktivität 3. Hauptinduktivität Wenn Du den Trafo (ideal) entfernst und die 50 Ohm direkt in den Schwingkreis anschließt, hast Du schon mal grundsätzlich einen anderen Schaltungsaufbau. Der Trafo transformiert Strom und Spannung, um einen äquivalenten Aufbau zu machen, muss auch die sekundärseitige Last auf die Primärseite umgerechnet werden. Beispiel: idealer Trafo, Übersetzungsverhältnis 1:2, keine Induktivitäten => Usec = 2xUprim, Isec = 0,5 x Iprim Ein Widerstand Rsec von 50 Ohm auf der Sekundärseite macht folgenden Strom: Isec = Usec / Rsec Auf der Primärseite sieht der Widerstand so aus: Rprim = Uprim / Iprim = 0,5 x Usec / ( 2 x Isec)= 0,25 x Usec / Isec = 0,25 x Rsec Zu Deutsch: Dein 50 Ohm Widerstand auf der Sekundärseite transformiert sich zu einem von 12,5 Ohm auf der Primärseite bei einem idealen 1:2 Trafo. Für deinen RLC Serienschwingkreis sind im T-Ersatzschaltbild für dich nur die Primärseitig bezogenen Streuinduktivitäten des Trafos und die primärseitig bezogene Last interessant. Mit den zwei von Dir eingezeichneten Induktivitätswerten kann ich erhlich gesagt nichts anfangen. Sind das die Leerlauf-Induktivitätswerte? Wenn ja, helfen die Dir nicht den Trafo zu charakterisieren. Du musst im Leerlauf und Kurzschluss messen (beispielsweise Uk) und daraus die Streuinduktiviät ermitteln.
@Benedikt K. Das mit der Streuinduktivität ist richtig, aber leider nicht allein verantwortlich für die Verschiebung. Ich liege unter Berücksichtigung der 0.13uH immer noch ca. 12kHz unter der Resonanzfreqeunz. Ändere ich den Kopplungsfaktor auf 1 liege ich etwa 7kHz unterhalb der Resonanzfreq. des Schwingkreises aus L1 unnd C1. @Michael O. Mit Induktivitäten des Trafos erhöhen, meinte ich die Werte der Primärinduktivität(L2) und der Sekundärinduktivität(L3). Danke für dein Beispiel der Impedanztransformation. Hätte ich vielleicht erwähnen sollen, dass mir das bereits bekannt ist. Andererseits verändert der transformierte Widerstand nicht die Resonanzfreq. sondern die Güte des Schwingkreises. Eine grundlegende Änderung der Schaltung ist das in meinen Augen also nicht. In LTspice wird in einem Tutorial der Trafo numal so dargestellt, bestehend aus 2 Spulen die miteinander gekoppekt sind. Durch geeignete Wahl von der Primär und Sekundärinduktivität lässt sich das Übertragungsverhältnis festlegen. In diesem Fall ca. 1:7 . Die momentanen Werte von L2 u. L3 sind vom Trafomodell, welches gefertigt werden soll, herausgerechnet worden. Dazu habe ich den Trafo im Leerlauf betrieben und über die Grenzfrequenz des Hochpasses das L bestimmt. Dasselbe Verfahren 2x angewendet, nur den Trafo einmal umgedreht. Streuinduktivtäten habe ich vorerst nicht berücksichtigt. Also einfach im ausgerechneten L drinnen gelassen. @alle Ich habe ein ESB der im ersten Beitrag dargestellten Schaltung beigefügt. Ich gehe nun immer von einem Kopplungsfaktor 1 aus. L1 und C1 vom Schwingkreis, R1 der auf die Primäseite transformierte 50ohm Widerstand, M die Hauptinduktivität des Trafos(M=(L2*L3)°0.5). Die Streuinduktivitäten aus dem T-Ersatzschaltbild kann ich ja vernachlässigen! Qualitativ kommt die AC-Analyse des ESB-Modells ganz gut an die Orginalschaltung von oben ran. Quantitativ gibt es immer noch 2 Unterschiede. Die Resonazfreq. des ESB-Modells liegt bei ca. 158.3kHz, was aber immer noch ca. 6kHz über der Orginalschaltung liegt. Ferner ist die Resonanzüberhöhung bei der Resonanzfrequenz der Orginalschaltung(20mdb) ca 30mdb höher als beim ESB(-7mdB). Immer noch fragende Grüße Klaus P.S Danke für alle Antworten die kommen !
Mit dem Widerstand hast du keine reine LC Schaltung mehr, sondern eine RLC Schaltung. Das beeinflusst auch die Resonanzfrequenz.
Ich dachte die Verschiebung durch R wäre dir bekannt. Das sollte eigentlich die Kernaussage sein. Nur wenn der Widerstand korrekt auf die Primärseite transformiert ist, kann die Resonanzfrequenz stimmen. Die Resenonazfrequenz singt mit steigendem R. http://physikpraktika.uni-oldenburg.de/download/GPR/pdf/Elektromagnetischer_Schwingkreis.pdf Wenn ich nur L, C und die primäre Streuinduktivität berücksichtige komme ich auf 139,5kHz - nicht auf 159kHz !? Was hast Du denn eigentlich gerechnet? PS. Dein ESB ist leider falsch! R1 liegt nicht parallel zur Streuingiktivität sondern parallel dazu!! Mal doch einfach mal das vollständige ESB auf und nicht so ein Simulations-krüppelSchaltplan den LTSpice benötigt, um einen Trafo zu simulieren!
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