Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Ist der A_L-Wert von Spulenkernen frequenzunabhängig konstant?


von L. H. (holzkopf)


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Hallo,

momentan "kaue ich geistig" an etwas herum, das mir unklar ist.
Weshalb ich Euch um Unterstützung bitte. :)

Angenommen, ich habe einen Ringkern aus Dynamoblech oder sonst 
irgendeinem ferromagnetischen Werkstoff und kenne dessen A_L-Wert nicht.

Dann kann ich hergehen und auf den z.B. 30 Windungen aufwickeln.
Anschließend kann ich mit einem LCR-Meßinstrument die Induktivität L 
messen.

Und mir nach der Formel:
L = A_L * N^2 den A_L-Wert berechnen.

Nun ist es aber so, daß das LCR-Gerät die L bei einer ganz bestimmten 
Frequenz mißt.

Z.B. bei 250 Hz.

Andererseits ist es aber auch so, daß sich der L-Wert (bei unverändertem 
Kern sowie den 30 Windungen) frequenzabhängig verändert.
D.h. wenn ich die Windungen bei der L-Messung mit z.B. 50 Hz 
beaufschlagen würde, würde ich einen anderen L-Wert erhalten.

Was verändert sich dabei genau?
Die Hysterese im Kern bei gleichbleibendem (konstantem) A_L-Wert?
Oder verändert sich der A_L-Wert frequenzabhängig?

Kann mir dazu bitte jemand etwas sagen?

von Falk B. (falk)


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@ L. H. (holzkopf)

>Dann kann ich hergehen und auf den z.B. 30 Windungen aufwickeln.
>Anschließend kann ich mit einem LCR-Meßinstrument die Induktivität L
>messen.

Ja.

https://www.mikrocontroller.net/articles/Spule#Kerne_recyceln


>Z.B. bei 250 Hz.

>Andererseits ist es aber auch so, daß sich der L-Wert (bei unverändertem
>Kern sowie den 30 Windungen) frequenzabhängig verändert.

Nein, der komplexe GESAMTwiderstand ändert sich, weil die parasitären 
Kapazitäten eine Rolle spielen.

>D.h. wenn ich die Windungen bei der L-Messung mit z.B. 50 Hz
>beaufschlagen würde, würde ich einen anderen L-Wert erhalten.

Kann sein.

>Die Hysterese im Kern bei gleichbleibendem (konstantem) A_L-Wert?

Nein.

>Oder verändert sich der A_L-Wert frequenzabhängig?

Nicht wirklich.

Im Allgemeinen sollte man so eine Spule weit unterhalb ihrer 
Resonanzfrequenz vermessen. Bei 50 Hz Trafos ist das meist 50 Hz, bei 
kleineren SPulen für Schaltregler je nach Typ 1-10 kHz, bei sehr kleinen 
Spulen für UHF etc. auch schon mal 100-1000kHz.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Ich halte die Messung von Induktivitäten nicht für besonders einfach und 
je nach Messverfahren sogar für ggf. unzuverlässig. Hier gilt mehr als 
anderswo "wer misst, misst Mist". Wie Falk schreibt, wird bei einer 
Messung mit einer einzigen Frequenz ein Teil der induktiven Stroms durch 
die Wicklungskapazität kompensiert, so dass oberhalb der 
Resonanzfrequenz sich eine Induktivität kapazitiv verhält (wie auch eine 
Kapazität sich induktiv verhält). Ich nehme an, dass dir das nicht neu 
ist.

Dadurch ergeben sich natürlich bei verschiedenen Messfrequenzen 
unterschiedliche Messwerte. Wird bei der Induktivitätsmessung nur aus 
dem Blindwiderstand auf die Induktivität geschlossen, kann das 
Messergebnis natürlich noch schlechter sein. Mit aufwändigen 
Messverfahren könnte man natürlich auch die parasitäre Kapazität 
bestimmen. (Allerdings ist, genau betrachtet, auch das nicht nur eine 
diskrete, sondern eine verteilte Kapazität, aber wie auch andere Effekte 
wird sicherlich kein Messverfahren so etwas berücksichtigen.)

Was mich aber interessiert: Was ist die sogenannte komplexe 
Permeabilität? Sie ist frequenzabhängig. Auch die relative Induktivität 
ist frequenzabhängig (http://www.thierry-lequeu.fr/data/D00.pdf). Das 
gilt sicherlich nicht nur für Ferrite. Und ob sie im Sinne der 
Fragestellung hier eine Rolle spielt, sei auch mal dahin gestellt. Aber 
ist dieser Effekt nicht gleichbedeutend mit der Aussage, dass der 
AL-Wert bei hohen Frequenzen prinzipiell frequenzabhängig ist? (Es ist 
vielleicht nur eine Definitonsfrage: Wenn der AL-Wert als Grenzwert für 
Frequenzen gegen 0 definiert ist, kann er natürlich nichts über die 
Frequenzabhängigkeit aussagen.)

von hinz (Gast)


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von Uwe B. (uwe_beis)


Angehängte Dateien:

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Ich vergaß, das vorbereitete Diagramm anzuhängen.

von Lurchi (Gast)


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Der Al Wert ist schon Frequenzabhängig. Die Frequenzabhängige 
Permeabilität ist ein Grund dafür. Wegen der Frequenzabhängigkeit wird 
sie dann auch verlustbehaftet und kriegt damit in der komplexen 
Darstellung einen Imaginärteil.

Beim Trafoblech kommen dann noch Wirbelströme dazu, die auch den AL Wert 
zu höheren Frequenzen verkleinern.

Beim Wickeln muss man noch aufpassen nicht zu viel Druck auf das 
Kernmaterial auszuüben. Einige Materialien (z.B. Ferrite mit hohem AL 
wert) reagieren da recht empfindlich und der AL kann durch die Kräfte 
deutlich sinken (bzw. theoretisch auch ansteigen).

von L. H. (holzkopf)


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Danke für Euere Antworten mit den hilfreichen Hinweisen.:)

Wenn ich das alles (einigermaßen) richtig verstanden habe, scheint es 
zwei Abhängigkeiten zu geben, wann sich der A_L-Wert verändern kann:
Bei steigender Frequenz und/oder zunehmender Sättigung des Spulenkernes.

Von daher gesehen, könnte es zweckmäßig sein, von vornherein ganz grob 
nach dem Kernmaterial zu unterscheiden:
a) Dynamobleche
b) Ferrite
Weil wir sowohl auf Grund der unterschiedlichen (üblichen) 
Betriebsbedingungen, als auch wegen der sehr unterschiedlichen 
Sättigungsgrenzen die Dinge leichter eingrenzen können.

Zu a)
Zwar kann man Dynamoblechkerne ohne weiteres bis ca. 1800 Hz betreiben,
aber der Haupteinsatzbereich liegt sicher bei Frequenzen weit unter 500 
Hz.
Die Sättigungsgrenze liegt bei weit über 1 T.

Zu b)
Ganz anders sieht es bei Ferriten aus, die bei ca. 500 mT gesättigt sein 
können.
Dafür aber mit enorm hohen Frequenzen betrieben werden können.


Natürlich ist es immer schwierig, generalisierende Aussagen treffen zu 
wollen. :)
Was v.a. auch für das Verhalten von Spulen gilt.

Könnten wir dennoch bzgl. A_L-Wert grob vereinfachend sagen:
1) bleibt bei Dynamoblech konstant bis ca. 1000 Hz
2) bleibt bei Ferriten konstant bis ca. 10000 Hz
Was meint Ihr?
Ist das so (einigermaßen) zulässig??


Zu den Messungen an Spulen das ganze Dilemma z.B. hier:
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&postID=33460
Besonders interessant das angehängte Diagramm zum A_L-Wert im Beitrag 
16:
Mit der Anzahl der zur Messung aufgebrachten Wicklungen sollte man nicht 
"geizen". :)

von Falk B. (falk)


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@ L. H. (holzkopf)

>nach dem Kernmaterial zu unterscheiden:
>a) Dynamobleche
>b) Ferrite

Es fehlt Eisenpulver, das ist kein Ferrit.

>Könnten wir dennoch bzgl. A_L-Wert grob vereinfachend sagen:
>1) bleibt bei Dynamoblech konstant bis ca. 1000 Hz

Klingt für mich zuviel. Das gilt möglicherweise nur für gaaanz dünne 
Bleche mit 50um oder so.

>2) bleibt bei Ferriten konstant bis ca. 10000 Hz

Kann auch sein.

>Was meint Ihr?
>Ist das so (einigermaßen) zulässig??

Wenn man es nicht zu eng fast, ja.

Siehe auch Transformatoren und Spulen.

von L. H. (holzkopf)


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Falk B. schrieb:
> Es fehlt Eisenpulver, das ist kein Ferrit.

Ja - hast recht. :)
Mit Eisenpulver kunststoffgebunden lassen sich recht elegant 
"Luftspalte" in Kernen realisieren.

Falk B. schrieb:
> Klingt für mich zuviel. Das gilt möglicherweise nur für gaaanz dünne
> Bleche mit 50um oder so.

Weiß gar nicht, ob es Dynamobleche mit 0,05 mm überhaupt gibt.
Denke, da ist bei 0,35 mm "Ende der Fahnenstange" (üblicherweise). ;)
Wo ungefähr würdest Du die Hz ansiedeln?

Sah eben im Keller nach, wo ich eine zerlegte Zündspule habe:
0,5 mm Dynamoblechkern.
Solche Zündspulen brachten (unterbrecherkontaktgesteuert) locker bis zu 
18000 Zündungen/min. => 300/s

Ähnliche Zündspulen (blaue Bosch) brachten per Transistorschaltung (auch 
noch kontaktgesteuert) ca. 21000 Zündungen/min. => 350/s

Die gleichen ZSP per Transistorschaltung (kontaktlos) bis zu 40000 
Zündungen/min. => 666/s

Könnten 500 Hz (bei allen Vereinfachungen) so ungefähr zutreffen?

von Hp M. (nachtmix)


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L. H. schrieb:
> Weiß gar nicht, ob es Dynamobleche mit 0,05 mm überhaupt gibt.

Ich denke, dass ich derartig dünne Bleche schon bei Mikrofontrafos 
gesehen habe. Evtl. war das dann sogar Mumetall.

von Uwe B. (uwe_beis)


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Falk B. schrieb:
>>Könnten wir dennoch bzgl. A_L-Wert grob vereinfachend sagen:
>>1) bleibt bei Dynamoblech konstant bis ca. 1000 Hz
>
> Klingt für mich zuviel. Das gilt möglicherweise nur für gaaanz dünne
> Bleche mit 50um oder so.
In meiner Zeit der Röhrenbastelei (und zweifellos auch heute noch) 
wurden Ausgangstrafos eingesetzt, die den gesamten Hörbereich abdeckten. 
Damals hatte ich einen "Ultralinear"-Trafo, der von 20 Hz bis 20 kHz 
spezifiziert war. Für die 18 W Ausgangsleistung hatte er einen deutlich 
größeren Kern als 18 W-Netztrafos hatten, aber das ist für die niedrige 
untere Grenzfrequenz und eine hohe Linearität ja auch erforderlich. Die 
Bleche waren bzw. sind nicht dicker als die von Netztrafos.

War bzw. ist das kein Dynamoblech? Oder muss man mit entsprechenden 
Verlusten leben?

Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun? AL-Wert und 
Verluste sind doch verschiedene Dinge.

von hinz (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun?

Die Bleche sind einseitig lackiert.

von L. H. (holzkopf)


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Uwe B. schrieb:
> War bzw. ist das kein Dynamoblech? Oder muss man mit entsprechenden
> Verlusten leben?

War/ist schon Dynamoblech.
Mit Verlusten muß man bei Ummagnetisierungen "leben". :)

> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun? AL-Wert und
> Verluste sind doch verschiedene Dinge.

Ja, sind verschiedene Dinge.
Es ging bei der Blechstärke eher darum, einen Anhaltspunkt zu finden, 
bis zu welcher Frequenz die üblicherweise jeweils (sinnvoll) betrieben 
werden können.

Denke, Übertrager sind diesbzgl. ein gewisser Sonderfall.
Weil sie so ausgelegt sind, daß sie keinesfalls in Sättigung gefahren 
werden können.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Uwe B. schrieb:
> Mit aufwändigen Messverfahren könnte man natürlich auch die parasitäre
> Kapazität bestimmen.

Trotzdem ändert sich die Induktivität stark mit der Frequenz.

Ich habe mal an ein Fluke-LCR-Meter ein paar Spulen aus der Kiste
gehängt. Luftspulen, Ringern, etc.  Die Messfrequenz kann man dort
explizit wählen (bis max. 1 MHz), es gab keine einzige Spule, bei der
der Induktivitätswert nicht nennenswert von der Frequenz abhing.

von Falk B. (falk)


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@  Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite

>> Mit aufwändigen Messverfahren könnte man natürlich auch die parasitäre
>> Kapazität bestimmen.

>Trotzdem ändert sich die Induktivität stark mit der Frequenz.

Sagen wir mal lieber der komplexe Widerstand. Ob sich die "echte" 
Induktivität wirklich ändert, kann man gar nicht so leicht messen.

von Achim S. (Gast)


Angehängte Dateien:

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Uwe B. schrieb:
> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun? AL-Wert und
> Verluste sind doch verschiedene Dinge.

Jein: bei höheren Frequenzen bekommst du in dickeren Blechen stärkere 
Wirbelströme. Und die sorgen nicht nur für Verluste, sondern schirmen 
den inneren Teil des Blechs auch von der Magentisierung ab. Damit steigt 
der relle Widerstandsanteil, und der Blindwiderstand sinkt.
http://www.ief.uni-rostock.de/fileadmin/iaet/content/Vorlesung_Skineffekt.pdf

L. H. schrieb:
> Könnten 500 Hz (bei allen Vereinfachungen) so ungefähr zutreffen?

Eine "harte Grenze" gibt es nicht, aber 500Hz dürften für viele 
Trafobleche noch vernünftig sein. Laut S. 9 der verlinkten Folien ergibt 
sich für eine (hypothetische) Eisensorte mit µ=5000 und spezifischem 
Leitwert von 10^6S/m bei 50Hz eine Eindringtiefe von 1mm, bei 500Hz noch 
315µm. Ein 0,5mm Blech würde bei 500Hz also grade anfangen, signifikant 
(~10%) magnetischen Leitwert zu verlieren.

Weil ich grade nichts anderes mit Trafoblech da habe, habe ich oben mal 
die Messung von der Sekundärspule eines Printtrafos angehängt. L sinkt 
zwischen 50Hz und 500Hz um rund 15%, die Güte hat ihr Maximum knapp über 
50Hz und sinkt bei 500Hz dann um 35% (weil L abnimmt und die Verluste 
gleichzeitig zunehmen).

von Lurchi (Gast)


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Trafoblech gibt es auch schon dünner als 0.35 mm. Bis 0.2 mm kenne ich. 
Für Audio Übertrager könnte es auch noch dünnere Bleche geben.

Als weiteres Material gibt es noch amorphe (und nanokristaline) Metall 
Kerne. Das sind i.A. dünne Bleche/Bänder von etwa 25-50 µm, die 
Sättigung liegt bei etwa 0.8-1.2 T. Die gehen dann bis in den Bereich 
bis etwa 50 kHz.

Bei den Ferriten gibt es auch noch unterschiedliche Typen. Einige gehen 
bis über 1 MHz und die Sättigung liegt auch eher unter 0.5 T.

Bei den hohen Frequenzen liegt die nutzbare Feldstärke ggf. einiges 
niedriger als die Sättigung, weil sonst die Verluste zu hoch werden. 
Gerade bei den Ferriten nimmt mit der Temperatur die Sättigung ab.

von Uwe B. (uwe_beis)


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hinz schrieb:
> Uwe B. schrieb:
>> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun?
>
> Die Bleche sind einseitig lackiert.
Äh - das weiß ich! Aber dass sie (alle und grundsätzlich) lackiert bzw. 
voneinander isoliert sind, hat doch nix mit dem AL-Wert zu tun?!?

Achim S. schrieb:
> Und die sorgen nicht nur für Verluste, sondern schirmen
> den inneren Teil des Blechs auch von der Magentisierung ab.
Klingt nicht unplausibel.

Jörg W. schrieb:
> Ich habe mal an ein Fluke-LCR-Meter ein paar Spulen aus der Kiste
> gehängt. Luftspulen, Ringern, etc.  Die Messfrequenz kann man dort
> explizit wählen (bis max. 1 MHz), es gab keine einzige Spule, bei der
> der Induktivitätswert nicht nennenswert von der Frequenz abhing.
Hmmm... Der tatsächliche Induktivitätswert oder der gemessene Wert?

Aber folgendes Indiz könnte einen Hinweis liefern: Parasitäre 
Kapazitäten wirken sich so aus, dass unterhalb Resonanz bei steigender 
Frequenz der Blindwiderstand steigt. Im Gegensatz dazu sinkt aber der 
AL-Wert nach den für Ferriten vorliegenden Datenblättern bei steigender 
Frequenz.

Eigentlich muss man ja durch Bestimmung der Resonanzfrequenz die 
parasitäre Kapazität bestimmen und so von einem gemessenen 
Induktivitätswert auf den tatsächlichen Rückschlüsse ziehen können.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Uwe B. schrieb:
> Der tatsächliche Induktivitätswert oder der gemessene Wert?

Das, was das Teil gemessen hat. ;-)

Das gibt jeweils eine Ersatzschaltung aus L, C und R als Ergebnis aus.

An Details kann ich mich allerdings auch nicht mehr erinnern.  Ich
habe das damals mal benutzt, um für mein eigenes LC-Meter die
Referenz-Bauteile auszumessen.

von hinz (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Uwe B. schrieb:
>>> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun?
>>
>> Die Bleche sind einseitig lackiert.
> Äh - das weiß ich! Aber dass sie (alle und grundsätzlich) lackiert bzw.
> voneinander isoliert sind, hat doch nix mit dem AL-Wert zu tun?!?

Mehr Lack und weniger Metall im Spulenkörper, also auch kleinerer A_L.

von ArnoR (Gast)


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hinz schrieb:
> Uwe B. schrieb:
>> Und was hat die Dicke der Bleche mit dem AL-Wert zu tun?
>
> Die Bleche sind einseitig lackiert.

Die Lackdicke wird doch wohl nicht signifikant frequenzabhängig sein?

von Achim S. (Gast)


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Uwe B. schrieb:
> Hmmm... Der tatsächliche Induktivitätswert oder der gemessene Wert?

mit dem "tatsächlichen Wert" meinst du "den theoretischen Wert, den die 
Spule hätte wenn es keine parasitäre Wicklungskapaziät gäbe", oder?

Den kann man zwar ausrechnen, aber der Wert nützt einem meiner Meinung 
nach nicht viel.

Bei einer bestimmten Frequenz hat die Spule an Ihren Klemmen eine 
bestimmte effektive Induktivität, und das misst das LCR-Meter. Dass 
diese effektive Induktivität durch die Wicklungskapazität beeinflusst 
ist stimmt zwar, aber das ist nun mal die Induktivität, mit der diese 
Spule bei der gegebenen Frequenz effektiv wirkt.

von Falk B. (falk)


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@ArnoR (Gast)

>> Die Bleche sind einseitig lackiert.

>Die Lackdicke wird doch wohl nicht signifikant frequenzabhängig sein?

Hmm, ich meine mich zu erinnern, dass die Bleche nicht mal lackiert 
sind, sondern nur durch Oxydation oder ähnlich elektrisch isoliert.

https://de.wikipedia.org/wiki/Elektroblech#Ausf.C3.BChrungsformen

" in modernerer Form durch chemisch aufgebrachte 
Phosphatierungsschichten isoliert sind"

Ist billiger und dünner als Lack.

von ArnoR (Gast)


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Falk B. schrieb:
>>> Die Bleche sind einseitig lackiert.
>
>>Die Lackdicke wird doch wohl nicht signifikant frequenzabhängig sein?
>
> Hmm, ich meine mich zu erinnern, dass die Bleche nicht mal lackiert
> sind, sondern nur durch Oxydation oder ähnlich elektrisch isoliert.

Erklärung:

Da es hier um die Frequenzabhängigkeit geht, musste die Aussage "Die 
Bleche sind einseitig lackiert" wohl etwas mit der Frequenz zu tun 
haben. Da bleibt ja dann nur, dass der Lack mit Frequenz dicker (oder 
dünner) wird, dabei das Blech verdrängt, die Blechdicke nimmt ab und der 
AL-Wert ändert sich. ;-)

Aber mal im Ernst. Ich hatte auch mal einen Audio-Übertrager mit 
hauchdünnen Blechen (etwa 50µm), die waren nicht lackiert, sondern wohl 
wie du sagst oxidiert. Das war auch kein Dynamoblech, eher Mu-Metall. 
Kerngröße war M42.

von Falk B. (falk)


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@ ArnoR (Gast)

>Aber mal im Ernst. Ich hatte auch mal einen Audio-Übertrager mit
>wie du sagst oxidiert. Das war auch kein Dynamoblech, eher Mu-Metall.
>Kerngröße war M42.

Ein Audioübertrager aus Mu-Metall? Ja logisch, damit überträgt man 
Mu-sik ;-)

von Lurchi (Gast)


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Bei Audio teilen findet man allen möglichen Vudoo Kram, wieso kein 
Mu-metall. Durch die hohe Permeablitität sind die Magnetisierungsströme 
klein und damit auch die möglichen Verzerrungen. Wegen geringer 
Magnetostrichtion ist der Übertrager dann auch leise.

M42 ist nicht besonders groß, da sollte man schon ein hohe Permeabilität 
haben.

Für Messzwecke sind Übertrager mit Mu-metall Kern durchaus nicht 
ungewöhnliche. Es gibt ggf. auch alternative Materialien mit ähnlichen 
Eigenschaften, etwa Nanokristallines Material oder Co-Basierte Amorphe. 
Viel billiger dürften die aber auch nicht sein.

von Wolfgang S. (Firma: Pensionär-Altes-Eisen) (stackpointer)


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L. H. schrieb:

> Sah eben im Keller nach, wo ich eine zerlegte Zündspule habe:
> 0,5 mm Dynamoblechkern.
> Solche Zündspulen brachten (unterbrecherkontaktgesteuert) locker bis zu
> 18000 Zündungen/min. => 300/s

>
> Könnten 500 Hz (bei allen Vereinfachungen) so ungefähr zutreffen?


Hallo,
bitte erinnern an die Zeiten der Gegentakt-Röhren-Audio-Endstufen mit 
Trafokopplung.

10000Hz oder auch noch 15000Hz waren mit Trafoblechen gut beherrschbar.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Wolfgang S. schrieb:
> 10000Hz oder auch noch 15000Hz waren mit Trafoblechen gut beherrschbar.

Naja, mit Klimmzügen.  Normal dürfte da bei einigen Kilohertz Schluss
gewesen sein.  Damals stand man mehr auf Bässe. ;-)

von hinz (Gast)


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ArnoR schrieb:
> Da es hier um die Frequenzabhängigkeit geht, musste die Aussage "Die
> Bleche sind einseitig lackiert" wohl etwas mit der Frequenz zu tun
> haben.

Lies einfach nochmal an der Stelle nach.

von hinz (Gast)


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Falk B. schrieb:
> " in modernerer Form durch chemisch aufgebrachte
> Phosphatierungsschichten isoliert sind"
>
> Ist billiger und dünner als Lack.

Simmt schon, aber die Phosphatschichten (sind ja beidseitig) machen sich 
bei den ganz dünnen Blechen dennoch bemerkbar, sind AFAIR 1-2µm dick.

von L. H. (holzkopf)


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hinz schrieb:
> Mehr Lack und weniger Metall im Spulenkörper, also auch kleinerer A_L.

Denke, das ist nicht unbedingt ein stichhaltiges Argument.
Nimmt man halt ein paar Bleche mehr und kompensiert das dadurch. :)

Der Hauptgrund für die Lackierung ist in der Isolierung zu sehen, durch 
die Wirbelströme reduziert werden können.
Sehr gute Dynamobleche sind beidseits lackiert, damit evtl. Korrosion 
unterbunden werden kann.

Es gibt auch noch einen weiteren Grund für die Lackierung(en):
Die Stanzwerkzeuge werden dadurch "geschont".
Wie sich das bei Phosphatierungen bzgl. Stanzen verhält, weiß ich nicht.


Achim S. schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Könnten 500 Hz (bei allen Vereinfachungen) so ungefähr zutreffen?
>
> Eine "harte Grenze" gibt es nicht, aber 500Hz dürften für viele
> Trafobleche noch vernünftig sein. Laut S. 9 der verlinkten Folien ergibt
> sich für eine (hypothetische) Eisensorte mit µ=5000 und spezifischem
> Leitwert von 10^6S/m bei 50Hz eine Eindringtiefe von 1mm, bei 500Hz noch
> 315µm. Ein 0,5mm Blech würde bei 500Hz also grade anfangen, signifikant
> (~10%) magnetischen Leitwert zu verlieren.

Danke Dir, Achim S., hilft mir sehr.

Meine Fragen sind damit alle beantwortet.
Und ich danke Euch allen für die hilfreiche Unterstützung. :)

von Alfred B. (alfred_b979)


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L. H. schrieb:
> Denke, das ist nicht unbedingt ein stichhaltiges Argument.

Hätt ich aber schon so verstanden. Der A_L-Wert ist bezogen auf einen 
bestimmten Kern (Form, Größe, Material). Mehr Bleche ändern das.

Höherer %-Anteil an Isolierschicht (vorausgesetzt, diese hat andere 
magn. Werte als das Grundmaterial - was ich aber annehme) verändern also 
folglich den (theoretischen) A_L-Wert.

Wobei sich aber für jede Form und Größe e. Kerns aus bestimmtem 
Grundmaterial bei steigender Frequenz die Veränderung immer weniger 
auswirkt, bis sich ("Nulldurchgangsmäßig") irgendwann sogar die Richtung 
der Beeinflussung der wirksamen Permeabilität durch diese V. ändern mag.

Umsonst macht(e) man ja keine gar so dünnen Bleche. Früher gabs nur 
diese Möglichkeit.

P.S: Daß dann auch noch die Wicklungskapazitäten Einfluß haben, macht 
die Messung nicht einfacher. Wegen alledem mißt man induktive Bauteile 
bevorzugt (nahe) bei Betriebs-/Arbeitsfrequenz.

: Bearbeitet durch User
von L. H. (holzkopf)


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Alfred B. schrieb:
> L. H. schrieb:
>> Denke, das ist nicht unbedingt ein stichhaltiges Argument.
>
> Hätt ich aber schon so verstanden. Der A_L-Wert ist bezogen auf einen
> bestimmten Kern (Form, Größe, Material). Mehr Bleche ändern das.
>
> Höherer %-Anteil an Isolierschicht (vorausgesetzt, diese hat andere
> magn. Werte als das Grundmaterial - was ich aber annehme) verändern also
> folglich den (theoretischen) A_L-Wert.

Das habe ich auch nicht anders verstanden. :)
Dennoch stellen sich, wie immer in der Technik, zwei Fragen:
a) was gewinnen und verlieren wir?
b) von welchen Größenordnungen reden wir dabei?

Zu a)
Durch Blech-Lackierung können wir Wirbelstromverluste reduzieren => 
Gewinn.
Die (einseitige) Lackierung hat eine Schichtstärke von 1 - 3 µm. Nehmen 
wir gemittelt 0,002 mm an => Verlust an Eisenquerschnitt.

Zu b)
Dann sehen wir uns diesen "Verlust" genauer an.
Unter der Annahme, wir hätten eine Blechstärke von 0,4 mm.
0,4 / 0,002 = 200
D.h. wir könnten durch (zusätzliche) Beilage eines einzigen Bleches ca. 
200 Lackschichten kompensieren. :D

Reden wir von 200 Lackschichten, reden wir gleichzeitig aber auch von 
200 (geschichteten) Blechen.
200 * 0,4 = 80
D.h. von einer Blechpaketstärke von 80 mm.
Und wo haben wir die denn schon?
Nur so viel zu den Größenordnungen bzw. der Relevanz von Argumenten.

Hinzu kommt auch noch etwas ganz anderes.
Ursprünglich verursacht werden die magn. Feldlinien durch die Wicklung.
In Eisenkernen werden sie nur konzentriert.
http://www.phyta.net/h-feld4.htm

Fügen wir in einen Eisenkern Lackspalte ein, dürfte die Veränderung des 
A_L-Wertes dadurch eher vernachlässigbar klein sein und wenn überhaupt 
vielleicht eine Rolle bzgl. Sättigung spielen.
Weiß ich aber nicht so genau und kann das auch nicht nachmessen. :)

von Lurchi (Gast)


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Durch dünnere Bleche kommt nicht nur die Lackdicke dazu, sondern auch 
noch einigens für die nicht ganz ebene Oberfläche und zusätzlich eine in 
der Regel etwas geringere Permeabilität des Materials dicht an der 
Oberfläche.

Die dünnen Blecht macht man auch nicht wegen eines hohen AL Wertes, weil 
weniger Material durch die Wirbelströme ungenutzt bleibt. Der wichtigere 
Grund ist, dass man Verluste / Erwärmung vermeiden will. Auch wenn der 
AL wert nur um 10% runter geht, können die Verluste den Kern zu heiß 
oder unwirtschaftlich machen.

Wenn es um hohe Al werte geht, kann mechanische Spannung einen 
erheblichen Einfluss haben. Bei einem Ferritekern mit hoher 
Permeabilität kann das schon mal den AL-wert um den Faktor 10 
reduzieren, wenn man die Windungen zu stramm drauf macht.

von L. H. (holzkopf)


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Lurchi schrieb:
> Wenn es um hohe Al werte geht, kann mechanische Spannung einen
> erheblichen Einfluss haben. Bei einem Ferritekern mit hoher
> Permeabilität kann das schon mal den AL-wert um den Faktor 10
> reduzieren, wenn man die Windungen zu stramm drauf macht.

Du hattest das w.o. schon mal erwähnt.
Was ist der Grund für die Reduzierung, wenn man stramm wickelt?

von Lurchi (Gast)


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Durch mechanische Spannungen entstehen in Materialien mit 
Magentostriktion Vorzugsrichtungen für das Magnetfeld. Das verändert die 
Permeabilität und macht sie richtungsabhängig.

von Alfred B. (alfred_b979)


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L. H. schrieb:
> Das habe ich auch nicht anders verstanden. :)

So?

L. H. schrieb:
> Relevanz von Argumenten.

Ach ja?

Wow. DA trete ich den Rückzug an.

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