Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Trafodaten aus Wicklungswiderständen ermitteln?


von Marko (Gast)


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Hey, ich hab hier einen unbekannten Ringkerntrafo. Es ist nur die 
maximale Leistung (308VA) aufgedruckt. An den Sekundärwicklungen messe 
ich (Leerlaufspannungen, für Widerstandmessung den Prüfkabelwiderstand 
per REL-Funktion ausgenullt):

Wicklung 1: 69V/0,57 Ohm
Wicklung 2: 22V-0-22V/0,96 Ohm-0-0,99 Ohm
Wicklung 3: 28V/1,22 Ohm.

Ist es möglich aus diesen Daten abzuschätzen welchen Strom die einzelnen 
Wicklungen vertragen?

von Olaf (Gast)


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Wie groß ist denn die Toleranz in dem Messbereich unter einem Ohm?

von Marko (Gast)


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Ich habe die Messungen mehrmals wiederholt und die maximale Abweichung 
war 50 Milliohm.

Genauigkeit des Multimeters ist laut Datenblatt +/- 0,2%+2 Digits.

von asklrvyyh (Gast)


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Marko schrieb:
> Ist es möglich aus diesen Daten abzuschätzen welchen Strom die einzelnen
> Wicklungen vertragen?

Eher nicht, aber aus dem Drahtdurchmesser.

asklrvyyh

von hp-freund (Gast)


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asklrvyyh schrieb:
> Eher nicht, aber aus dem Drahtdurchmesser.

Genau. Und dann aus dem Verhältnis zur Windungszahl.

von Marko (Gast)


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Drahtdurchmesser geht leider nicht, da aus dem Trafo selbst nur sieben 
PVC-ummantelte Litzen kommen, die alle den gleichen Durchmesser haben.

Die Trafoleistung ist ja nur begrenzt durch die thermische 
Verlustleistung, oder? Wie setzt sich diese zusammen, weiss das jemand? 
Also z.B.: 10% Kernverluste, 40% I^2R Verluste in der Primärwicklung, 
40% I^2R Verluste in der Sekundärwicklung?

Werden die Primär- und Sekundärwicklungen so berechnet, dass sie 
ungefähr dieselbe Verlustleistung haben?

Welche THERMISCHE Verlustleistung hat ein Ringkerntrafo üblicherweise, 
bezogen auf seine elektrische Leistung?

von hp-freund (Gast)


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Steht keine Kernbezeichnung mit dabei?

https://de.wikipedia.org/wiki/Ringkerntrafo

Sind schon komplizierte Biester ;-)

Ich würde eine bekannte Windungszahl aufwickeln, so 10-100 und die 
Leerlaufspannung messen. Dann kannst Du für alle Wicklungen die 
Windungszahl grob ausrechnen.

Dann über den Widerstand die Drahtdurchmesser.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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von MaWin (Gast)


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Marko schrieb:
> Hey, ich hab hier einen unbekannten Ringkerntrafo. Es ist nur die
> maximale Leistung (308VA) aufgedruckt.
> Wicklung 1: 69V/0,57 Ohm
> Wicklung 2: 22V-0-22V/0,96 Ohm-0-0,99 Ohm
> Wicklung 3: 28V/1,22 Ohm.
>
> Ist es möglich aus diesen Daten abzuschätzen welchen Strom die einzelnen
> Wicklungen vertragen?

Abschätzen kann gehen. 22V und 28V haben ungefähr denselben 
Wicklungswiderstand pro Volt, die 69V Wicklung ungefähr 5.2 mal dickeren 
Draht (Querschnitt), verträgt also mehr Strom. Umgefähr /18, macht 17VA, 
also 0.75A für die dünnen und 3.7A für die 68V Wicklung. Nun noch mal 
mit Nennstrom belasten und die abgesunkenen Spannungen aufschreiben, es 
ist vielleicht ein 20.9, 28.5, 65V Trafo.

von Marko (Gast)


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crazyhorse: Ja, das ist der gleiche, interessant! Aber die Angaben sind 
ja auch nur geschätzt. Weiss jemand aus was für einem Gerät die stammen?

Da ja Zweifel an meinen Messungen bestanden, habe ich die Wicklungen 
nochmals mit einem LCR Meter mit 4-Draht Messung durchgemessen. Die 
Ergebnisse:

0,56 Ohm
0,96 Ohm-0-0,97 Ohm
1,24 Ohm

Also da kann sich die Messung mit dem Multimeter doch sehen lassen! 
(Fluke 87III).

Aber hier ist meine Idee das rechnerisch zu lösen:
--------------------------------------------------

Ein Ringkerntrafo dieser Größe hat einen Wirkungsgrad von ca. 90%:

http://www.it-tronics.de/_i56_68991_0.htm

Die Daten scheinen gut hinzukommen, denn dort ist die Verlustleistung im 
Leerlauf mit 2,4W angegeben, gemessen habe ich bei meinem Trafo 2,34W 
(NZR Leistungsmessgerät, Genauigkeit 1%+2 Digits).

Also rechnen wir mal:

Wenn der Trafo 308VA liefert, dann muss er primär 308/0,9=342VA ziehen. 
Das wären 1,49A bei 230V.

Dabei verheizt er 342-308=34W. Die Eisenverluste beim Ringkerntrafo sind 
klein. Nehmen wir mal 5% an. Damit haben wir 32W Kupferverluste.

Der Widerstand der Primärwicklung beträgt ca. 4,3 Ohm. Die 
Kupferverluste in der Primärwicklung betragen damit 1.49^2*4,3=9,5W.

Somit bleiben uns für die Sekundärwicklungen 22,5W, die wir durch 
Kupferverluste verheizen können. Dabei ist es aber egal, ob wir nur eine 
Wicklung stark belasten und die anderen gar nicht. Also wären für die 
69V-Wicklung auch 6A drin - wenn man die übrigen Wicklungen nicht 
belastet.

von Marko (Gast)


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6A sind natürlich Quatsch. Aber 4,5A wären drin auf der 69V Wicklung. 
Oder 4A auf der 28V Wicklung. Oder jeweils 3A auf den 22V Wicklungen. 
Die einzigen Einschränkungen sind: Gesamtleistung beträgt nicht mehr als 
308VA und die Kupfeverluste in den Sekundärwicklungen sind nicht größer 
als 22,5W.

von Stefan F. (Gast)


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Die Leistungsangabe ist schonmal das Wichtigste. Wenn er dann auch noch 
ungefähr so groß ist, wie man das von netz-Transformatoren erwartet, 
dann würde ich ihn einfach an die Steckdose anschließen und die 
Ausgangsspannungen bei der gewünschten Last messen. Dabei die Temperatur 
überwachen, denn letzendlich kommt es (fast) nur auf die Temperatur an.

Wenn du eine einzelne Ausgangs-Wicklung überlastet, sackt die Spannung 
auffällig ab. Wenn da z.B. bei 1A Last 22V raus kommen und bei 2A nur 
noch 15V, dann hast du diese Spule warscheinlich überlastet. Was aber 
letztendlich den Trafo trotzdem nicht schadet, solange er dabei nicht 
überhitzt.

von Ralph B. (rberres)


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Mann könnte aber auch den sekundären dynamischen Innenwiderstand messen.

Das ist nämlich Delta U / Delta I

Da der Kopplungsfaktor bei einen großen Ringkerntrafo als nahezu 1 
anzusehen ist, müsste sich in dem Innenwiderstand die 
Gleichstromwiderstände wiederspiegeln. Allerdings steckt da auch der 
Gleichstromwiderstand der Primärwicklung mit drin.

Zusätzlich kann man im Leerlauf 10 Windungen Draht durchfädeln, die 
Spannung messen, und diese durch 10 teilen. Dann hat man die 
Windungszahl/ Volt.

Damit kann man berechnen wieviel Windúngen die einzelnen 
Sekundärwicklungen haben.

Jetzt fehlt noch die Drahtlänge. Die kann man nur grob bestimmen.
Messen wie lang der Draht für eine Windung sein muss.

Als nächstes googeln welche unbewickelter Ringkern zu der 
Leistungsklasse und Abmessung des vorhandenen Trafos am besten passt. 
Daraus die Länge einer Windung berechnen.

Mit vorhandenen selbst gemessene Windungslänge den Mittelwert bilden und 
mit der Windungsanzahl multiplizieren..

Aus der nun gewonnene Länge und den Gleichstromwiderstand  kann man 
jetzt den Querschnitt berechnen. Der wird dann so ungefähr stimmen. 
Fehlerquote schätze ich mal 10%

Aus den so ermittelten Querschnitt kann man den maximalen Strom 
ermitteln wenn man etwa 2,5Amp/mm² annimmt. Wenn man höheren 
Spannungsabfall bei Belastung zulässt, kann man eventuell auf 3,5Amp/mm² 
gehen. Das wird aber dann schon grenzwertig, weil die Wärme nicht so gut 
aus dem Inneren abgeleitet wird.

Die Temperaturerhöhung kann man aus der Änderung des Widerstandswertes 
der Primärwicklung errechnen.

Bei kalten Trafo den ohmschen Widerstand der Primärwicklung messen
Alle Wicklungen des Trafos so stark belasten das jede Wicklung die 
Leerlaufsekundärspannung um 10% einbricht. Eine Stunde so laufen lassen.

Trafo vom Netzt abklemmen und sofort wieder den primären 
Gleichstromwiderstand messen.

Aus der Änderung des Gleichstromwiderstandes lässt sich die 
Temperaturänderung errechnen, das das Material der Wicklung sicherlich 
Kupfer ist. Der Trafo sollte sich auf nicht mehr als ca 60° bis 70° 
innen aufheizen. Ansonsten ist er thermisch überlastet, und muss die 
Messungen mit weniger sekundären Spannungseinbruch wiederholen.

Ralph Berres

: Bearbeitet durch User
von Old P. (Gast)


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Hmmm,
bei sowas wickle ich einfach 10 Windungen dünnen Draht auf und messe die 
Leerlaufspannung. Im direkten Vergleich (umrechnen!) kann man nun mit 
großer Wahrscheinlichkeit auf die vorhandenen schließen.
Selbst wenn der Ringkern vergossen ist geht das. An geeigneter Stelle 
lässt sich immer ein kleines Loch bohren.

Old-Papa

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Wie waers mit folgender Abschaetzungsmethode:

Fuer jede Wicklung aus den bekannten Daten (U und R)so eine Art 
"PMPO"-Leistung ausrechnen - also P=U²/R. Diese PMPO Leistungen 
aufaddieren und mit der tatsaechlichen Leistung in Relation setzen. 
Daraus dann die tatsaechlichen eizelnen Leistungen der Wicklungen 
berechnen.
Damit komm ich ueberschlaegig auf 250W fuer die 69V Wicklung, also dann 
ca. 3.6A - auf 30W fuer die 2x22V Wicklungen und auf 20W fuer die 28V 
Wicklung.

Ist sicherlich auch nicht hochgenau, aber wenigstens nur aus den 
gegebenen Daten abgeschaetzt, ohne Hilfsbohrungen und -wicklungen.

Gruss
WK

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