Hallo. Ich möchte die AC- und DC-Widerstände der Wicklungen eines Hochfrequenztransformators messen, um das Verhältnis R_ac/R_dc zu bestimmen. Zu Verfügung steht mir dafür ein LCR-Meter. Ich bin nicht mehr ganz sicher, wie ich da vorgehen muss. Die Seite, die nicht gemessen wird, wird kurzgeschlossen. Den AC-Widerstand würde ich dann bei einer hohen Frequenz bestimmen und den DC-Widerstand bei der geringsten Frequenz (Ich meine es wären 20Hz bei dem vorhandenen LCR-Meter). Passt das so und ist das Verhältnis von R_ac/R_dc auf der Primär- und Sekundärseite unterschiedlich?
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> Passt das so und ist das Verhältnis von > R_ac/R_dc auf der Primär- und Sekundärseite unterschiedlich? Wenn die Wicklungen so bemessen sind, dass sie ca. gleiche Verluste haben, sind die Induktivitäten bezogen auf ü² auch ähnlich, wenn die Wicklungen in getrennten Kammern nebeneinander liegen. Liegen sie übereinander, gibt es unterschiedliche Streuinduktivitäten.
Klaus R. schrieb: > Martin schrieb: >> Hochfrequenztransformators > > Wie hoch ist denn die Frequenz? > mfg Klaus 100kHz
Elektrofan schrieb: > Wenn die Wicklungen so bemessen sind, dass sie ca. gleiche Verluste > haben, sind die Induktivitäten bezogen auf ü² auch ähnlich, wenn die > Wicklungen in getrennten Kammern nebeneinander liegen. > Liegen sie übereinander, gibt es unterschiedliche Streuinduktivitäten. Die Wicklungen sind nebeneinander, in getrennten Kammern.
Martin schrieb: > Die Seite, die nicht gemessen wird, wird kurzgeschlossen. Du willst die Streuinduktivität messen?
Martin schrieb: > Klaus R. schrieb: >> Martin schrieb: >>> Hochfrequenztransformators >> >> Wie hoch ist denn die Frequenz? >> mfg Klaus > > 100kHz Volldraht oder Litze? Durchmesser? mfg klaus
Martin schrieb: > AC-Widerstand würde ich dann bei einer hohen Frequenz bestimmen > DC-Widerstand bei der geringsten Frequenz (Ich meine es wären > 20Hz bei dem vorhandenen LCR-Meter). Nope. DC-Widerstände bestimmt man ganz leicht - Messung/Ohm. Mit AC-Widerstand ist aber die (komplexe) Impedanz gemeint, und zwar bei Nennfrequenz (angbl. 100kHz). [Auch ergäbe eine Messung mit Sinus und Rechteck unterschiedliche Werte. Grund: Oberwellen.] Statt diesen direkt zu messen (aufwendig), könntest Du ihn jedoch auch über Induktivität & ohmschen Widerstand berechnen/annähern.
Müsste ich nicht mehr oder weniger das gleiche Verhältnis auf der Primär- und Sekundärseite erwarten, da ich ja eine Kopplung zwischen der Primär und Selundärseite habe oder zumindest eine gute Kopplung anstrebe.
Martin schrieb: > Ich möchte die AC- und DC-Widerstände der Wicklungen eines > Hochfrequenztransformators messen, um das Verhältnis R_ac/R_dc zu > bestimmen. Bei AC sagt man nicht Widerstand, sondern Impedanz. Das Formelzeichen ist dann nicht R, sondern Z. > Zu Verfügung steht mir dafür ein LCR-Meter. Ich bin nicht > mehr ganz sicher, wie ich da vorgehen muss. (Ohmschen) Widerstand R und Induktivität L messen. Die Impedanz der Spule ist frequenzabhängig und ergibt sich zu Z = sqrt(R² + (2·pi·f·L)²) > Die Seite, die nicht gemessen wird, wird kurzgeschlossen. Das ist eine blöde Idee. Denn dann mißt du nicht mehr die Induktivität der jeweiligen Wicklung, sondern die Streuinduktivität. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Kurzschlussinduktivität > ist das Verhältnis von R_ac/R_dc auf der Primär- und Sekundärseite > unterschiedlich? Es kann zumindest unterschiedlich sein. Stell dir einfach vor, zwei Wicklungen mit der gleichen Windungszahl werden einmal mit dickem und einmal mit dünnem Draht gemacht. Die Induktivität wäre dann gleich. Der Widerstand nicht.
Axel S. schrieb: >> Die Seite, die nicht gemessen wird, wird kurzgeschlossen. > > Das ist eine blöde Idee. Denn dann mißt du nicht mehr die Induktivität > der jeweiligen Wicklung, sondern die Streuinduktivität. Manchmal ist beides interessant, aber der TE nicht sagt, wozu seine Messungen gut sein sollen, wissen wie das nicht.
Harald W. schrieb: > Axel S. schrieb: > Manchmal ist beides interessant, aber der TE nicht sagt, wozu > seine Messungen gut sein sollen, wissen wie das nicht. Es geht um den Einfluss der Ac-Verluste, also Skin- und Proximityeffekt in den Wicklungen. Angestrebt wird ein gutes Ac/DC Verhältnis, in Idealfall zwischen 1 und 2.
Martin schrieb: > Es geht um den Einfluss der Ac-Verluste, also Skin- und Proximityeffekt Deswegen meine Frage zu den Drähten, ob Volldraht oder Litze. Bei 100 kHZ ist der Skineffekt noch nicht so ausgeprägt. Aber das weißt Du sicher auch schon. Wenn nicht, man kann den Skineffekt auch berechnen. mfg klaus
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Martin schrieb: > Harald W. schrieb: >> Axel S. schrieb: > >> Manchmal ist beides interessant, aber der TE nicht sagt, wozu >> seine Messungen gut sein sollen, wissen wie das nicht. > > Es geht um den Einfluss der Ac-Verluste, also Skin- und Proximityeffekt > in den Wicklungen. Angestrebt wird ein gutes Ac/DC Verhältnis, in > Idealfall zwischen 1 und 2. Oh. Das ist aber wieder eine ganz andere Aufgabenstellung. Dazu mußt du den ohmschen Anteil der Impedanz bei verschiedenen Frequenzen messen. Für DC ist das einfach. Für den AC-Fall brauchst du ein LC-Meter, das die komplexe Impedanz mißt und dir ohmschen und induktiven Anteil jeweils für sich anzeigt. Und zwar genau bei der Frequenz, die dich interessiert. Gute LC-Meter können das.
Primär sind es Litzen ubd Sekundär Kuperfolie. Muss ich eine Seite denn kurzschließen?
Martin schrieb: > Muss ich eine Seite denn > kurzschließen? Wenn du die Streuinduktivität messen willst schon.
Axel S. schrieb: > Oh. Das ist aber wieder eine ganz andere Aufgabenstellung. Dazu mußt du > den ohmschen Anteil der Impedanz bei verschiedenen Frequenzen messen. Korrekt. Wobei sich der Realteil der komplexen Impedanz für die verschiedenen Betriebsmöglichkeiten des Trafos auch noch unterschiedlich zusammensetzt. Martin schrieb: > Muss ich eine Seite denn > kurzschließen? Wenn es dir um die Wirkleistungsverluste des Trafos geht, die sich in einem R_AC beschreiben lassen, dann tragen neben den Kupferverlusten mit Skin- und Proximityeffekt auch noch die Kernverluste bei (durch Ummagnetisierung, ggf. durch Wirbelströme). Die zeigen sich - genau wie Skin und Proximity - als Änderung im Realteil der komplexen Impedanz. Der Einfluss der Kernverluste auf R_AC hängt von der Stärke der Kernmagnetisierung ab (also von deinem Betriebsmodus des Trafos). Den worst case bezüglich Kernverluste (stärkste Kernmagnetisierung) hast du, wenn die Sekundärspule im Leerlauf läuft. Den worst case bezüglich Kupferverluste hast du wahrscheinlich eher, wenn die Sekundärspule kurzgeschlossen ist (weil dann die Kupferverluste der Sekundärspule ebenfalls ins Messergebnis eingehen können). Die tatsächlichen Verhältnisse hängen aber davon ab, welches Verhältnis Hauptinduktivität, Kernverluste und Streuimpedanz der Sekundärseite zueinander haben. Deine Frage (Sekundär kurzschließen oder nicht) ist also nicht ohne weiteres eindeutig zu beantworten, es kommt darauf an, unter welchen Betriebbedingungen du dein R_AC bestimmt willst. Die Gesamtimpedanz des Trafos setzt sich zusammen aus Streuinduktivität und Kupferwiderstand (jeweils primär und sekundär), Hauptinduktivität und Kernverlust (drei induktive und drei ohmsche Beiträge). https://de.wikipedia.org/wiki/Realer_Transformator#T-Ersatzschaltbild Im Prinzip kannst du sämtliche Einzelbeiträge einzeln bestimmen, indem du von beiden Seiten sowohl Kurzschluss als auch Leerlaufmessungen mit dem LCR-Meter machst. Daraus lassen sich alle Größen des T-Ersatzschaltbildes berechnen. Ist allerdings ein wenig aufwändig. Wenn man so einen simplen Trafo wirkich vollständig beschreiben will, wird es tatsächlich ein wenig kompliziert. Und die Relevanz ist dann noch weiter fraglich, weil nichtlineare Effekt dabei nicht berücksichtigt werden (das LCR-Meter bewirkt im Normalfall nicht die selbe Magnetisierung, die später im realen Betrieb vorliegen wird.)
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