Hallo miteinander, mir ist vorhin eine theoretische Frage gekommen, betreffend eines Transformators. Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung (abgesehen von jener durch die Streuinduktivität und Eisenverluste verursacht werden)?! Oder habe ich da einen Denkfehler? Danke und schönen Tag :)
Martin S. schrieb: > Hallo miteinander, > > mir ist vorhin eine theoretische Frage gekommen, betreffend eines > Transformators. > > Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich > doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung (abgesehen von jener > durch die Streuinduktivität und Eisenverluste verursacht werden)?! Das würde ich auch gerne wissen. Ich denke, da sekundärseitig an einer ohmschen Last Wirkleistung umgesetzt wird, müßte auch primärseitig Wirkleistung entstehen, d. h., (m. E.) dürfte es zu keiner großartigen Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom primärseitig kommen.
juergen schrieb: > Ich denke, da sekundärseitig an einer ohmschen Last Wirkleistung > umgesetzt wird, müßte auch primärseitig Wirkleistung entstehen... "entstehen" ist, glaube ich, nicht ganz richtig, da nur ein Mal die Wirkleistung entsteht (sekundärseitig). Wie wäre das denn richtig formuliert?
Martin S. schrieb: > Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich > doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung (abgesehen von jener > durch die Streuinduktivität und Eisenverluste verursacht werden)?! Du hast den mit dem Übertragungsfaktor (N1:N2)² auf die Primärseite transformierten Widerstand parallel zur Hauptinduktivität. (Erst einmal ohne die Streuinduktivität, Wicklungswiderstände und Eisenverluste)
numuik schrieb: > Martin S. schrieb: >> Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich >> doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung (abgesehen von jener >> durch die Streuinduktivität und Eisenverluste verursacht werden)?! > Du hast den mit dem Übertragungsfaktor (N1:N2)² auf die Primärseite > transformierten Widerstand parallel zur Hauptinduktivität. > > (Erst einmal ohne die Streuinduktivität, Wicklungswiderstände und > Eisenverluste) Dann müsste die Betrachtung doch aber stimmen? Wenn sekundärseitig der cos(phi)=1 ist, so müsste das primärseitig doch auch so sein?!
Martin S. schrieb: > Dann müsste die Betrachtung doch aber stimmen? Wenn sekundärseitig der > cos(phi)=1 ist, so müsste das primärseitig doch auch so sein?! Welche Phasenverschiebung stellt sich durch eine Parallelschaltung von Induktivität und Widerstand ein?
Eieiei schrieb: > Siehe Antwort von Benedikt.K Die Antwort im anderen Thread betrifft größtenteils eine andere Frage als diese hier. Benedikt K. hatte die Phasenbeziehung zwischen Sekundärspannung und Primärspannung beschrieben. Dem TO in diesem Thread geht es um die Phasenbeziehung zwischen Primärspannung und Primärstrom (also um cos(phi) auf der Primärseite). Darauf hat numuik die passende Antwort gegeben. Nochmal die etwas ausführlichere Variante von dem, was numuik schon beschrieben hat: @Martin: Schau dir das T-Ersatzschaltbild des Trafos an und denk dir der Einfachkeit halber erst mal alle "Dreckeffekte" weg (Streuinduktivität, ...) Wie oben beschrieben bleibt immer noch eine Parallelschaltung von Hauptinduktivität und transformiertem Lastwiderstand. Der cos(phi) hängt also vom Verhältnis zwischen Magnetisierungsstrom und transformiertem Laststrom ab. Wenn die transformierte Last wesentlich niederimpedanter ist als die Hauptinduktivität wirst du beim cos(phi) nahe bei 1 sein. Im umgekehrten Fall (hochohmige Last bzw. "Leerlauf" des Trafos) bist du natürlich weit von 1 entfernt.
Achim S. schrieb: > Wenn die transformierte Last wesentlich niederimpedanter > ist als die Hauptinduktivität wirst du beim cos(phi) nahe bei 1 sein. Im > umgekehrten Fall (hochohmige Last bzw. "Leerlauf" des Trafos) bist du > natürlich weit von 1 entfernt. Soweit geht mir das ein. Mir fehlt aber der Erfahrungswert, um zu sagen: Der Wirkwiderstand ist 10 x höher als der Blindwiderstand und damit Pi*Daumen nahezu nur real wirksam. Zumindest, wenn man jetzt von einem sehr harten Trafo ausgeht.
Die Phasenverschiebung der Spannung auf der Sekundärseite beträgt praktisch 0°. Einzig die Strunduktivität bewirkt 0,wenig° Phasenvreschiebung und ist somit vernachlässigbar. Wenn man die Anschlüsse auf der Sekundärseite vertauscht, dann bekommt man 180° Phasenvreschiebung. Das kannst du sehr schön mit LTspice simulieren. (Nimm 10H als Primärinduktivität.)
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Martin Schwaikert schrieb: >Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich >doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung Der Widerstand auf der Sekundärseite transformiert sich auf die Primärseite. Also gibt es am Verhalten keinen Unterschied, ob du den Widerstand sekundär oder primärseitig anschließt. Im Leerlauf hast du eine Phasenverschiebung von 90°. Bei Belastung mit einem Widerstand verringert sich die Phasenverschiebung um so mehr je kleiner der Widerstand ist, bis sie bei 0 Ohm, 0° ist.
Noch ein Tipp, wenn du keine Phasenverschiebung haben möchtest, mußt du einen Kondensator parallel schalten, der den gleichen Blindwiderstand hat wie der Trafo.
Martin S. schrieb: > Mir fehlt aber der Erfahrungswert, um zu sagen: Der Wirkwiderstand ist > 10 x höher als der Blindwiderstand und damit Pi*Daumen nahezu nur real > wirksam. Du meinst "Der Wirkleitwert ist 10x größer als der Blindleitwert" (also viel mehr transformierter Wirkstrom als Magnetisierungsstrom). Bei Nennlast an "normalen" Trafos (was auch immer das genau bedeuten soll :-) wird der transformierte Laststrom schon deutlich größer sein als der Magnetisierungsstrom. Dass es gleich ein Faktor 10 ist (und damit der cos(phi)>0,99) wird im täglichen Leben wohl nicht so ohne weiteres erreicht - zumal sich dann die oben vernachlässigten Dreckeffekt doch schon wieder bemerkbar machen.
Ich versuche, mir die Sache mal einfacher vorzustellen, ganz ohne Zeigerdiagramme und großer Theorie: Sekundärseitig liegen, wie leicht einzusehen ist, bei angeschlossener Ohmscher Last Strom und Spannung genau in Phase. Das nennt sich Wirkleistung. Der Stromzähler im Haushalt zählt nur Wirkleistung. Was sekundär an Wirkleistung auftritt, wird primär durch den Zähler erfaßt und muß vom Kunden bezahlt werden. Demnach tritt auch primärseitig diese zu bezahlende Wirkleistung der Sekundärseite in Erscheinung, d. h. Strom und Spannung stimmen überein - bis auf ein wenig Blindstrom, der im betrachteten Fall zu vernachlässigen wäre. Anders sieht es im Leerlauf aus. Also - Strom und Spannung sind primär auch genau in Phase. Im anderen Thread wurde die Phasenverschiebung der Leistung zwischen primär- und Sekundärseite mit 180 Grad angegeben. Aber es geschieht doch gar keine Feldlinienschwächung- bzw. Verstärkung im Spannungsmaximum (Amplitude) primärseitig? Maximale Feldlinienstärkenänderung entsteht doch nur im Bereich des Nulldurchgangs. Also müßten die beiden Leistungen eine Phasenverschiebung von 90 Grad haben???? Ist da ein Denkfehler drin?
Martin S. schrieb: > Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich > doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung (abgesehen von jener > durch die Streuinduktivität und Eisenverluste verursacht werden)?! > > Oder habe ich da einen Denkfehler? Zuerst mal hast du dich nicht klar ausgedrückt. Eine Phasenverschiebung ist immer zwischen zwei Sinusgrößen. Anscheinend meinst du die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom auf der Primärseite. Das solltest du dann auch klar sagen. Dazu wäre zu sagen, daß ein idealer Transformator die Impedanz der Last (die auf der Sekundärseite angeschlossen ist) auf die Primärseite transformiert, mit dem Quadrat der Übersetzung: Zp = (Np/Ns)² * Zs Ein idealer Trafo würde also mit einer ohmschen Last auf der Primärseite ebenfalls rein ohmsch wirken. Ein realer Trafo zeigt aber diverse Dreckeffekte, u.a. eine Kopplung von weniger als 100%. Der letzte Effekt wird mit der Streuinduktivität modelliert. Die Streuinduktivität liegt in Reihe(?) mit der auf die Primärseite transformierten Lastimpedanz.
Angehängte Dateien:
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leer_600_70.jpg
23 KB -
geringe_Last_300_70.jpg
8,6 KB -
hohe_Last_300_70.jpg
6,4 KB
Martin S. schrieb: > Wenn ich einen Trafo sekundärseitig rein ohmsch belaste, dann habe ich > doch auf der Primärseite (kaum) Phasenverschiebung Man kann jede Menge Theorie wälzen, aber eine Messung ist auch nicht falsch? Trenntrafo Grundig RT-5 / 800VA, als Last ein Heizlüfter. Da der RT5 die Leistung nicht liefern kann, drehe ich langsam auf. Im Leerlauf nimmt der 32VA @ cos_phi 0,4 induktiv. Ein bißchen Last drauf, wird der cos_phi schon besser (0,7). Dann mal knapp Vollgas - cos_phi 1
Axel S. schrieb: > Ein idealer Trafo würde also mit einer ohmschen Last auf der Primärseite > ebenfalls rein ohmsch wirken. Na ja, wie oben schon beschrieben: wenn die Idealität des Trafos sich darauf bezieht, dass keine Streuinduktivität vorhanden ist, liegen trotzdem immer noch Hauptinduktivität und transformierter Lastwiderstand parallel. Beitrag "Re: Phasenverschiebung Transformator" und Beitrag "Re: Phasenverschiebung Transformator" Die Haupinduktivität sieht also die volle Primärspannung und die Primärseite des Trafos wirkt nicht rein ohmsch, wenn auch bei normalem Betrieb die ohmsche Komponente deutlich überwiegt. Ganz ohne Blindkomponente gäbe es halt keine Ummagnetisierung und ohne Ummagentisierung funktioniert der Trafo nicht. Und die "Dreckeffekte" wie Streuinduktivität (die tatsächlich in Serie zur Last liegt) kommen noch oben drauf. Das ganze wird imho im T-Ersatzschaltbild recht anschaulich https://de.wikipedia.org/wiki/Realer_Transformator Manfred schrieb: > Trenntrafo Grundig RT-5 / 800VA, als Last ein Heizlüfter. Da der RT5 die > Leistung nicht liefern kann, drehe ich langsam auf. ein schönes Messbeispiel, danke. Damit hat Martin auch die "typischen Zahlenwerte", die er sich wünschte. Die Blindleistung wird im gesamten Leistungsbereich nahe beim Leerlaufwert bleiben (ca. 30var bei einem 800VA-Trafo). Bei 800W Wirkleistung ist der Blindanteil also sogar noch deutlich kleiner als der oben als "Pi*Daumen Wert" geratene Faktor 10.
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