Forum: HF, Funk und Felder 800mH Ringkernspule als Stromwandler - Bezugsquelle?


von Michael (Gast)


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Hallo,

hat jemand eine Idee wo man eine ~ 800mH (ja 0.8H) Spule als 
Ringkernausführung bekommt?

Habe ein Gerät welches eine ca. 12mm vergossene Spule hat, gemessen mit 
~ 800mH bei 1kHz (Sowohl mit LCR Meter als auch mit Oszi + 
Resonanzkreis). Durch das Loch ist eine Leitung geführt, an dieser 
Leitung wird quasi als Stromwandler ein recht Niederfrequentes Signal 
(~200Hz) abgegriffen.

Hat jemand eine Idee wo es solche Spulen fertig gibt, oder hilft nur 
selbst wickeln? Allerdings bei vermutlich ~ 200 Wdg. an einem Kern mit 
min. AL=13000µH, nicht ganz so lustig.

Bei den üblichen Verdächtigen Mouser, Digikey etc. bin ich nicht 
wirklich fündig geworden.

von nachtmix (Gast)


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Die (Sekundär-)Wicklung eines Stromwandlers wird praktisch im 
Kurzschöluß betrieben.
Trotz vieler Windungen lässt man keine nennenswerte Spannung zu.
Dann wird der Strom entsprechend dem Windungsverhältnis (primär meist 1 
Windung) transformiert.

Deshalb ist der genaue Induktivitätswert zweitrangig, aber der induktive 
Blindwiderstand muss bei der tiefsten Arbeitsfrequenz noch sehr viel 
größer als der Bürdenwiderstand sein.

Wenn es um Genauigkeit geht, ist es aber nicht gleichgültig aus welchem 
Material der Kern besteht.
Bei geringen Anforderungen, z.B. für eine Überstromabschaltung, kann die 
Verwendung eines gebräuchlichen Netztrafos ausreichen.

von nachtmix (Gast)


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P.S.:

nachtmix schrieb:
> aber der induktive
> Blindwiderstand muss bei der tiefsten Arbeitsfrequenz noch sehr viel
> größer als der Bürdenwiderstand sein.

Exakter:
omega*L muss sehr viel größer als die Summe von Bürdenwiderstand plus 
Wicklungswiderstand sein.
Wird diese Bedingung nicht eingehalten, gibt es einen Fehler, der mit 
fallender Frequenz größer wird, aber kalkulierbar ist.

von Michael (Gast)


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Hallo nachtmix,

ich muss noch einiges Richtigstellen, sorry!

In dem Fall wird es nämlich eigentlich doch nicht als Stromwandler 
verwendet, sondern der Sekundärkreis ist als Schwingkreis aufgebaut, es 
wird lediglich die Anwesenheit einer bestimmten Frequenz also ~200Hz 
geprüft, das heißt kein Stromwandler oder Stromsensor in herkömmlichen 
Sinn, sondern lediglich die Anwesenheit eines Stromes mit der Frequenz 
200Hz wird damit gemessen. Hat das einen Speziellen Namen?

In diesem Fall brauche ich eine einigemaßen hohe Induktivität, damit ich 
den Sekundärschwingkreis, im gegebenen Fall ~800mH + ~700nF, herstellen 
kann.

von nachtmix (Gast)


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Michael schrieb:
> das heißt kein Stromwandler oder Stromsensor in herkömmlichen
> Sinn, sondern lediglich die Anwesenheit eines Stromes mit der Frequenz
> 200Hz wird damit gemessen.

Also ein Resonanzkreis.
Macht man das nicht besser mit einem RC-Filter?

Gerade die Verwendung von Ringkernen ist problematisch, weil man dabei 
Exemplarstreungen, Temperatureinflüssen und Sättigungserscheinungen voll 
ausgeliefert ist und ausser dem Ausprobieren des richtigen  Kondensators 
praktisch keine Abgleichmöglichkeit hat.
Für Schwingkreisspulen verwendet man gewöhnlich andere Bauformen, die 
doch irgendwo einen Luftspalt beinhalten, der allein schon 
stabilisierend wirkt. Ggfs. kann man diesen Luftspalt auch zum Abgleich 
benutzen, z.B. bei Kappenkernen.
Die Folge eines Luftspalts ist natürlich auch, dass dadurch der Al-Wert 
in den Keller geht.

von voltwide (Gast)


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Bei den zu erwartenden mäßigen Güten kommt es nun nicht so furchtbar 
genau auf die Resonanzabstimmung an.
Am einfachsten kommst Du zu einer geeigneten StromSondenSpule wenn Du 
Dir eine fertige Gleichtakdrossel besorgst, z.B. 2x220mH.
Beide Spulen in Reihe geschaltet ergeben dann 880mH.
Und das muß kein Ringkern sein.
Von Epcos gibt es da die Bauform "Rahmendrossel" aus hochpermeablem 
Material. Oder auch Toroide von VAC.....

von Michael (Gast)


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Danke, dann werde ich versuchen solche Stromkomensierten Drosseln zu 
verwenden, auch wenn die Auswahl im hohen Induktiviätsbereich eher dünn 
ist.

Gibt es denn eine elegantere Methode einen etwa 1mA großen Strom mit 
~200Hz zu detektieren? Widerstand in den Strompfad kann/möchte ich nicht 
einbringen.
Hallsensoren werden eher zu unempfindlich sein dafür, richtig?

von nachtmix (Gast)


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Michael schrieb:
> Hallsensoren werden eher zu unempfindlich sein dafür, richtig?
Ja.


Michael schrieb:
> Gibt es denn eine elegantere Methode einen etwa 1mA großen Strom mit
> ~200Hz zu detektieren?

Hast du Hilfsenergie zur Versorgung eines Operationsverstärkers zur 
Verfügung?
Dann kann man solch eine transformatorische Kopplung schon machen und 
überlässt Verstärkung und Filterung dem Opamp.

Wie hoch sind denn die Intensitäten und Frequenzen eventueller 
Störsignale?

von Michael (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Michael schrieb:
>> Hallsensoren werden eher zu unempfindlich sein dafür, richtig?
> Ja.
>
> Michael schrieb:
>> Gibt es denn eine elegantere Methode einen etwa 1mA großen Strom mit
>> ~200Hz zu detektieren?
>
> Hast du Hilfsenergie zur Versorgung eines Operationsverstärkers zur
> Verfügung?
> Dann kann man solch eine transformatorische Kopplung schon machen und
> überlässt Verstärkung und Filterung dem Opamp.

Ja die habe ich zur Verfügung. Wie würdest du dann die Kopplung aussehen 
lassen?

> Wie hoch sind denn die Intensitäten und Frequenzen eventueller
> Störsignale?

Puuh, das ist recht schwer einzuschätzen, Intensität dürfte sich aber in 
Grenzen halten, das heißt maximal in der selben Höhe wie die zu 
detektierende Frequenz, Störfrequenzen sind über den 200Hz zu suchen, 
denke sogar mit in. 1 Dekade Abstand.

von Michael (Gast)


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@ nachtmix: Kannst du mir bitte sagen, wie du die Kopplung ausführen 
würdest, oder welche Ausführung im Allgemeinen sinnvoller wäre?

Danke!

von nachtmix (Gast)


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Michael schrieb:
> wie du die Kopplung ausführen
> würdest, oder welche Ausführung im Allgemeinen sinnvoller wäre

Du hältst dich ja mit Auskünften zu Sinn und Zweck der Übung sehr 
bedeckt.
Wie soll man da eine zielgerichtete Empfehlung geben?

Michael schrieb:
> Dann kann man solch eine transformatorische Kopplung schon machen und
>> überlässt Verstärkung und Filterung dem Opamp.
>
> Ja die habe ich zur Verfügung. Wie würdest du dann die Kopplung aussehen
> lassen?

Ein Stromwandler ist ein Transformator.
RC-Filterschaltungen findest du zuhauf im Internet und in jedem zweiten 
Datenblatt von Opamps, z.B. auch hier: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Sallen-Key-Filter

Wenn du die geheime Schaltung ohne diese seltene Ringkerndrossel 
nachbauen willst, würde ich einen kleinen Netztrafo  empfehlen. Ich habe 
das gerade mal mit einem 1,5VA Trafo (Pollin 300698) ausprobiert.
Dieser Trafo hat ein Übersetzungsverhältnis von ca. 20,4:1 und bei 231V 
eine Leerlaufstromaufnahme von 12,25mA, was einer Primärimpedanz von 
18,86 kOhm entspricht.
Da der Gleichstromwiderstand der Primärwicklung etwa 3kOhm beträgt, 
errechnet sich die Induktivität der Primärwicklung zu etwa 59H.
Somit sollte der für eine Resonanz bei 50Hz erforderliche Kondensator 
eine Kapazität von etwa 171nF haben.

Tatsächlich gefunden habe ich diese 50Hz-Resonanz mit etwa 145nF, was 
daran liegen wird, dass die Induktivität bei der geringen Messpannung 
von  ca. 10..20V wegen fehlender Sättigungserscheinungen um etwa 18% 
höher ausfällt als bei 230V.
Da deine 200Hz-Frequenz viermal höher ist, sollte der dafür 
erforderliche Schwingkreiskondensator bei etwa 145/16= 9nF liegen.
Das kannst du als Anhaltswert verwenden, den genauen Wert musst du 
selbst ausprobieren.

Es gibt da noch einen Pferdefuß, dessen Einfluss du selbst ausprobieren 
musst: Bei der sehr geringen Stromstärke von 1mA und wenigen Windungen 
der ursprünglichen Sekundärspule, ist es möglich, dass sich das 
Kernmaterial hartmagnetisch verhält, die Magnetisierung dem Strom also 
nicht folgt. Die Folge wäre ein Absinken der wirksamen Induktivität.
Auch eine Gleichstromvormagnetisierung, zu der du ja nichts schreibst, 
kann in dieser Richtung, aber mit anderer  Charakteristik wirken.

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