Stromsensor um 10A Leiter geht prima - warum aber diese Kurvenform?

[S. N. (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)]

Hallo zusammen!

Für meine Heissgetränkmaschine (Mechanik-Beta: 
http://vimeo.com/29826013) brauche ich einen Stromsensor, der erkennt, 
wenn der Wasserkocher abgeschaltet hat. Durchsteckstromwandler wollte 
ich nicht (Leistung am Shunt). Googlen führte mich zur Rogowski-Spule 
(ohne Kern). Experimente gaben viel zu wenig Pegel. Deswegen Versuch mit 
Ferrit, vermutlich Entstörferrit, als Kern (Damit keine Sättigung 
auftritt, dachte ich mir).

Mit ca. 30 Windungen bekomme ich bei ca 10 A ca. 500 mV eff mit der 
abgebildeten Kurvenform, nach Einweggleichrichtung prima 5 V (!). Geht 
also einwandfrei für meinen Zweck.

Kann mir allerdings jemand zu mehr Wissen verhelfen, warum das kein 
Sinus ist (wie erwartet?), bzw. was ich da eigentlich gebaut habe? Oder 
ist das doch ein Stromwandler im Leerlauf? (Wär m.E. der Fall, wenn der 
Kern keinerlei Luftspalt hätte oder nicht aus Ferrit wäre)

Herzlichen Dank!
Snafu

Strom potentialfrei messen Ferrit Kurvenform

[Falk B. (falk)]

@  S. Nafu (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)

>http://vimeo.com/29826013) brauche ich einen Stromsensor, der erkennt,
>wenn der Wasserkocher abgeschaltet hat.

Macht bei Wechselstrom ein normaler Stromwandler.

> Durchsteckstromwandler wollte
>ich nicht (Leistung am Shunt).

??? Die paar Milliwatt machen dir Sorgen?

> Googlen führte mich zur Rogowski-Spule (ohne Kern).

Googlen allein ersetzt kein Verständnis.

> Experimente gaben viel zu wenig Pegel. Deswegen Versuch mit
>Ferrit, vermutlich Entstörferrit, als Kern (Damit keine Sättigung
>auftritt, dachte ich mir).

Du dachtest nicht, du hast gehofft. DENKEN ist was andere. Dazu gehört 
LESEN und VERSTEHEN der Grundlagen, siehe Artikel Stromwandler.

>Mit ca. 30 Windungen bekomme ich bei ca 10 A ca. 500 mV eff, nach
>Einweggleichrichtung prima 5 V (!)  mit der abgebildeten Kurvenform.
>Geht also einwandfrei für meinen Zweck.

Kaum. Du hast einen Spikegenerator gebaut, der mit einem 
Stromwandler wenig zu tun hat.

>Kann mir allerdings jemand zu mehr Wissen verhelfen, warum das kein
>Sinus ist (wie erwartet?),

Siehe oben.

> bzw. was ich da eigentlich gebaut habe? Oder
>ist das doch ein Stromwandler im Leerlauf?

Was schon mal keine gute Idee ist.

>Strom potentialfrei messen Ferrit Kurvenform

Metatags? Naja . . .

MfG
Falk

[Wolfgang II. (Gast)]

S. Nafu schrieb:
> deswegen Versuch mit
> Ferrit, vermutlich Entstörferrit
Hast du mal daran gedacht, dass Ferrit-Kerne i.A. für höhere Frequenzen 
gedacht sind, als für 50Hz? Nimm einen Nagel und biege den zum Kreis.

[S. N. (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)]

> Hast du mal daran gedacht, dass Ferrit-Kerne i.A. für höhere Frequenzen
> gedacht sind, als für 50Hz? Nimm einen Nagel und biege den zum Kreis.

Danke für deine Antwort.

Mit der Funktion bin ich ja zufrieden - wills nur verstehen.

Ferrite gehen afaik auch für höhere Frequenzen - ich denke also, dass 
die Spule einfach etwas weniger Indukt. hat duch die Unterbrechungen im 
Eisen durch den Kunststoff.

Meinst du deine Antwort so, dass der Ferrit bei hohen Frequenzen 
besonders gut funktioniert => dadurch die Kurvenform?

[Falk B. (falk)]

@  S. Nafu (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)

>Mit der Funktion bin ich ja zufrieden - wills nur verstehen.

Dein Stromwandler funktioniert nicht. Was du siehst sind kurze Pulse, 
die enstehen, weil dein "Trafo" in kürzester Zeit eine maximale 
Ausgangsspannung erzeugt und dann in die Sättigung geht. Weil zu weinge 
Sekundärwindungen und zu kein niederohmiger Messwiderstand. Er wirkt wie 
ein RC-Hochpass.

>Ferrite gehen afaik auch für höhere Frequenzen - ich denke also, dass
>die Spule einfach etwas weniger Indukt. hat duch die Unterbrechungen im
>Eisen durch den Kunststoff.

Und? So einen Wandler kann man nicht ohne Kentniss der Ringkernparameter 
bauen, wenn er sinnvoll funktionieren soll.

>Meinst du deine Antwort so, dass der Ferrit bei hohen Frequenzen
>besonders gut funktioniert => dadurch die Kurvenform?

Ferrite KANN man auch bei niedrigen Frequenzen verwenden. Macht man aber 
aus Kosten- und technischen Gründen nicht. Denn Ferrit hat im Gegensatz 
zu Trafoeisen eine deutlich geringere Sättigungsflussdichte von ca 0,3T, 
im Gegensatz zu Eisen von ca. 1,5T. Siehe [[Transformatoren und 
Spulen]].

MfG
Falk

[MaWin (Gast)]

> was ich da eigentlich gebaut habe?

Ja was denn ?

a) Misst du die Spannung im Leerlauf ?

b) oder misst du den Spannungasabfall an einem Shunt ?
Wie niederohmig ?

c) Oder misst du den Strom der Sekundärspule auf andere Art ?


Bei a ist klar, daß du nicht den STROM siehst der primär durchfliesst, 
sondern die SPANNUNG, denn ein Trafo ist ein Trafo und er transformiert 
Strom und Spannung, aber Strom bleibt Strom und Spannung bleibt 
Spannung. Allerdings mit viel zu kleinem Windungsverhältnis, du brauchst 
wohl einige extra Windungen sekundär, so das 10-fache.

Miss also auch den Strom (an einem niederohmigen shunt) wenn du den 
Primärstrom wissen willst.

[S. N. (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)]

@ Falk

> Dein Stromwandler funktioniert nicht.

... ich benötige lediglich die Information, ob Strom fließt, insofern 
tut er was ich brauche.

> weil dein "Trafo" in kürzester Zeit eine maximale
> Ausgangsspannung erzeugt und dann in die Sättigung geht.

Ah, verstehe.

Wichtig wäre mir jetzt, ob das negative Folgen hat, den Kern zu 
sättigen? Ich benötige kein lineares Verhalten, und eine Erwärmung kann 
ich nicht feststellen. Sollte also kein Problem machen, oder?

Dann liege ich vermutlich richtig, dass ein wesentlich größerer Kern in 
diesem Aufbau zu der bekannten hohen Spannung an einem offenen 
Stromwandler führen würde...

> Und? So einen Wandler kann man nicht ohne Kentniss der Ringkernparameter
> bauen, wenn er sinnvoll funktionieren soll.

Das ist sicher richtig, wenn man messen möchte. Der Sinn hier ist ja 
bloß "Strom da / Strom weg" feststellen zu können (und zwar mit dem, was 
ich in der Bastelkiste habe)

@ MaWin

> Ja was denn ?
> a) Misst du die Spannung im Leerlauf ?

Ja, wie oben angedeutet, Einweggleichrichter - siehe Bild. Werde noch 
eine Z-Diode ergänzen zum Schutz des Controllers.

[Klaus (Gast)]

S. Nafu schrieb:
> Durchsteckstromwandler wollte
> ich nicht (Leistung am Shunt)

Versteh ich nicht, welcher Shunt bei welchem Durchsteckwandler?

MfG Klaus

[Andreas K. (derandi)]

Betreib das Ding doch mal als Stromwandler und knall da einen Shunt 
rein.

[Michael R. (mexman)]

Hakllo Nafu,

lass Dich hier nicht irre machen.

> Ah, verstehe.

Du hast jetzt (hoffentlich) verstanden dass nicht alles was ein Kern ist 
auch so funktioniert wie DU das willst.

> ... ich benötige lediglich die Information, ob Strom fließt, insofern
> tut er was ich brauche.

Dann bist Du mit Deinem Teil prima bedient!

Und als naechstes setzt Du Dich mal dran und probierst einen 
Lastwiderstand am Ausgang der Spule (bzw. verschiedene), ein anderes 
Kernmaterial, andere Wicklungszahlen....und liest Dir die Theorie dazu 
durch.

So lernst Du was  UND hast eine Teil was funktioniert .... auch wenn es 
zur StromMESSUNG ungeeignet ist.


Gruss

Michael

[S. N. (Firma: flipdot hackerspace kassel) (snafu)]

@ Michael Roek

> Und als naechstes setzt Du Dich mal dran und probierst einen
> Lastwiderstand am Ausgang der Spule (bzw. verschiedene), ein anderes
> Kernmaterial, andere Wicklungszahlen....und liest Dir die Theorie dazu
> durch.
>
> So lernst Du was  UND hast eine Teil was funktioniert .... auch wenn es
> zur StromMESSUNG ungeeignet ist.

Danke für die konstruktiven Worte. Werd' ich machen!
Herzliche Grüße
Snafu