Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Mit einem Trafo + FFT-Programm Netzqualität analysieren?


von J. A. (gajk)


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Es ist ja immer die Rede davon, dass unser Stromnetz "verschmutzt" sei 
und schon lange kein reiner Sinus etc.

Meine Versuchsüberlegung: Ein Trafo wird primärseitig ans Netz 
angeschlossen, die Sekundärseite geht in den Line-Input einer externen 
Soundkarte (Windungszahlen müssen natürlich soundkartenfreundlich 
gewählt werdenm, oder man nimmt noch nen zustätzlichen Spannungsteiler).

Analyse dann mit einem FFT-Programm wie z. B. Audioanalyser V1.9.

Frage: Kommen evtl. höherfrequenten Anteile über den Trafo überhaupt 
rüber, oder werden die durch die Spule gedämpft?

von Kai K. (klaas)


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Dann gibt es noch die Streukapazität zwischen den Wicklungen von 
mindestens ein paar 100pF...

von Roland .. (rowland)


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J. Ad. schrieb:
> Kommen evtl. höherfrequenten Anteile über den Trafo überhaupt
> rüber, oder werden die durch die Spule gedämpft?

Es liegt eher an den Eisenverlusten eines normalen 50Hz-Transformators, 
die hohe Frequenzen dämpfen. Mit einem Tontransformator wäre zumindest 
das Spektrum bis zu einigen 10kHz abbildbar.

von J. A. (gajk)


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Roland ... schrieb:
> J. Ad. schrieb:
>> Kommen evtl. höherfrequenten Anteile über den Trafo überhaupt
>> rüber, oder werden die durch die Spule gedämpft?
>
> Es liegt eher an den Eisenverlusten eines normalen 50Hz-Transformators,
> die hohe Frequenzen dämpfen. Mit einem Tontransformator wäre zumindest
> das Spektrum bis zu einigen 10kHz abbildbar.

Wäre das so ein Trafo aus der ELA-Technik?

von Wilhelm F. (Gast)


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J. Ad. schrieb:

> Es ist ja immer die Rede davon, dass unser Stromnetz "verschmutzt" sei
> und schon lange kein reiner Sinus etc.
>
> Meine Versuchsüberlegung: Ein Trafo wird primärseitig ans Netz
> angeschlossen, die Sekundärseite geht in den Line-Input einer externen
> Soundkarte (Windungszahlen müssen natürlich soundkartenfreundlich
> gewählt werdenm, oder man nimmt noch nen zustätzlichen Spannungsteiler).
>
> Analyse dann mit einem FFT-Programm wie z. B. Audioanalyser V1.9.
>
> Frage: Kommen evtl. höherfrequenten Anteile über den Trafo überhaupt
> rüber, oder werden die durch die Spule gedämpft?

Ich glaube nicht, daß ein Trafo auf der Sekundärseite so einfach die 
Primärseite wieder gibt. Erstens verschiebt er die Phase um 90°, d.h. 
auch, bei einem Stromminimum primär hat er sekundär ein Spannungsminimum 
und umgekehrt.

Warum nicht direkt an die Netzspannung messen gehen, z.B. einen 
Widerstandsspannungsteiler nehmen, der z.B. 10:1 oder noch einen Tick 
höher auf ungefährliche Spannung runter teilt? Selbstverständlich ist da 
natürlich höchste Vorsicht im Umgang geboten. Unter Umständen machen 
Hausnetze mit FI-Schalter auch Probleme, wenn man den Spannungsteiler an 
Erde klemmt. Ich denke hier nur an Meßgeräte wie mein Oszi, da ist die 
Masseklemme richtig geerdet, und so eine Messung würde deshalb kein 
Problem dar stellen.

Bspw. hat unsere Netzspannung eher eine Trapezform als einen Sinus, 
zumindest hier in meiner Gegend. Was passiert jetzt, wenn die 
Primärspannung nach dem Anstieg die Trapezabplattung erreicht? Genau! 
Stillstand, die Sekundärseite fällt ab, der Trafo ist auch ein 
Differenzierer. Somit wird das Eingangssignal nicht original am Ausgang 
wieder gegeben. Das funktioniert nur ungefähr bei harmonischen 
Spannungen.

Betrachten wir die Trapezform mal nur übertrieben als Rechteck. Das wird 
nie und nimmer auf der Sekundärseite als Rechteck wieder gegeben!

Wenn ich mit dieser Überlegung falsch liege, dann Entschuldigung! Ich 
müßte selbst einen her nehmen, und messen, hab mit Trafos nie so richtig 
tief experimentiert.

von .... (Gast)


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Eine optische Trennung könnte in diesem Fall besser sein.
Einfach einen Optokoppler mit Spannungsteiler davor und danach über 
einen Kondensator zur Gleichspannungsentkopplung an die Soundkarte.

Vorteile:
klein und billig
sichere Trennung bei entsprechendem Aufbau
untere Grenzfrequenz = 0
obere Grenzfrequenz = höher als die deiner Soundkarte ;)

Nachteile:
Weil die Netzspannung eine Wechselspannung ist sollte man sich noch was 
für die zweite Halbwelle überlegen

von Der Henker (Gast)


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Wilhelm F. schrieb:
> Erstens verschiebt er die Phase um 90°, d.h.
> auch, bei einem Stromminimum primär hat er sekundär ein Spannungsminimum
> und umgekehrt.

Bei einem idealen Trafo dreht sich die Phasenlage überhaupt nicht. Bei 
realen Trafos um wenige Grad. Diese Aussage ist falsch.

Wilhelm F. schrieb:
> Bspw. hat unsere Netzspannung eher eine Trapezform als einen Sinus,
> zumindest hier in meiner Gegend. Was passiert jetzt, wenn die
> Primärspannung nach dem Anstieg die Trapezabplattung erreicht?
Überhaupt nichts passiert.

> Stillstand, die Sekundärseite fällt ab, der Trafo ist auch ein
> Differenzierer.

Und was differenziert der Trafo? Das B-Feld, nicht die Spannung! Und was 
macht das B-Feld im plattgedrückten Sinusscheitel? Es steigt linear.

Der Trafo differenziert also ein linear ansteigendes B-Feld. Wir 
erhalten  wieder eine konstante Spannung auf der Sekundärseite.

Wilhelm F. schrieb:
> Somit wird das Eingangssignal nicht original am Ausgang
> wieder gegeben.

Doch, wird es.

Wilhelm F. schrieb:
> Das funktioniert nur ungefähr bei harmonischen
> Spannungen.
Es funktioniert mit allen Spannungen.

Wilhelm F. schrieb:
> Betrachten wir die Trapezform mal nur übertrieben als Rechteck. Das wird
> nie und nimmer auf der Sekundärseite als Rechteck wieder gegeben!

Dann würden die meisten Schaltnetzteile nicht funktionieren. Dort legt 
man im Allgemeinen Rechteckspannungen am Trafo an.

Wilhelm F. schrieb:
> Wenn ich mit dieser Überlegung falsch liege, dann Entschuldigung! Ich
> müßte selbst einen her nehmen, und messen, hab mit Trafos nie so richtig
> tief experimentiert.

Stattgegeben ;)

von idealo (Gast)


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vielleicht nen trafo aus einem DSL Modem nehmen und einen 
Spannungsteiler davor setzen.


Gruss K

von Ulrich (Gast)


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Im Prinzip wird beim Trafo die Wellenform schon recht gut übertragen 
auch bis 10 kHz. Zu den ganz hohen Frequenzen gibt es etwas Dämpfung und 
Phasenverschiebung, aber nicht viel wie man vielleicht denkt - viele der 
Verluste (etwa die Wirbelströme) bei höheren Frequenzen führen auch nur 
zu mehr Strom auf der Primärseite und nur wenig Veränderung bei der 
Spannung. Störend wird der Strom erst durch den Widerstand der 
Primärwicklung.

Beim Netztrafo kommt es auf die Größe und Bauform an:
Bei kleinen Trafos, so etwa unter 5 VA, vor allem als klassischer EI 
Kern  sind die Verluste durch den Ohmschen Widerstand der Primärwindung 
relativ groß und damit der störende Einfluss durch den Strom. Ein 
Ringkerntrafo so mit etwa 10 VA oder mehr ist da die bessere Wahl - ein 
kleiner 1 VA Trafo ist dagegen ungeeignet, der ist weit weg von einem 
idealen Trafo.

von Wilhelm F. (Gast)


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Der Henker schrieb:

> Wilhelm F. schrieb:
>> Wenn ich mit dieser Überlegung falsch liege, dann Entschuldigung! Ich
>> müßte selbst einen her nehmen, und messen, hab mit Trafos nie so richtig
>> tief experimentiert.
>
> Stattgegeben ;)

Na, dann kanns ja los gehen. Trafos gibts ja am Markt reichlich.

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