Hallo zusammen,
ich bin derzeit dabei den Leistungsübertrager, bzw. HF-Transformator für
den Einsatz in einer DAB-Topologie auszulegen und benötige Hilfe was die
Kontrolle des Flussdichtehubs betrifft.
Die für den Einsatz benötigte Ferrit-Kern-Kombination habe ich bereits
ausgewählt und die notwendigen Parameter wie bspw. den wärmebegrenzten
Flussdichtehub oder die zulässige Stromdichte berechnet. In der jetzigen
Konfiguration sollten sich bei 200kHz maximal 16kW (angestrebt ist
weniger) mit der Kern-Kombination übertragen lassen. Die Formel der
übertragbaren Leistung stützt sich dabei auf den Zusammenhang, dass die
Primärwicklung circa (abzüglich des Füllfaktors) die Hälfte des gesamten
Wicklungsraumes belegt. Rückwärts gerechnet hieße dies in meinem Fall
eine notwendige Wicklungszahl N1 von ungefähr 6.
Nun zur Frage: Ich überprüfe den Flussdichtehub mit der Formel:
und komme zu dem Schluss, dass die Induktivität der Wicklung mit N1=6
einen Flussdichtehub erzeugt, der weit über dem wärmebegrenzten
Flussdichtehub liegt. Die Konsequenz daraus wäre einen Luftspalt in den
Kern einzubringen (ca. 1mm) den AL-Wert des Kerns und somit die
Induktivität soweit abzusenken, dass der geforderte Flussdichtehub
wieder eingehalten wird.
Liege ich mit der Annahme falsch, dass die Wicklungsinduktivität den
Flussdichtehub beeinflusst? In diversen Dokumenten zum Thema wurden
Kern-Kombinationen ausgewählt und dort Wicklungszahlen aufgebracht, die
meiner Annahme nach bei den gegebenen Randparametern direkt die
Sättigung des Ferrit-Kerns bedeuten würden.
Danke und MfG
Die Frage ist, ob meine Annahme korrekt ist und somit ein Luftspalt
benötigt wäre. Die Alternative wäre die Windungszahl zu reduzieren, was
natürlich die übertragbare Leistung ebenfalls reduziert.
Was spricht denn gegen das Einbringen eines Luftspaltes?
Trafowandler laesst man ohne Luftspalt laufen, Sperrwandler mit.
Und ja. Bei einem Trafowandler mir hoeherer Windungszahl steigt die
Induktivitaet, sinkt der Strom.
Dabei ist zu beachten, dass die Induktivitaet mit dem Quadrat der
Windungszahl steigt (AL * Windungsquadrat), und der Fluss dem Strom
proportional ist.
Ein Luftspalt verringert die magnetische Kopplung, das macht bei einem
Flusswandler keinen Sinn. Und bei deiner Formel sehe ich keinen
Zusammenhang zur Transformatorenhauptgleichung.
H. H. schrieb:> Ein Luftspalt verringert die magnetische Kopplung, das macht bei> einem> Flusswandler keinen Sinn. Und bei deiner Formel sehe ich keinen> Zusammenhang zur Transformatorenhauptgleichung.
Warum genau macht das keinen Sinn? Das mag bei dieser Formel sein,
jedoch ist mir keine andere bekannt um den tatsächlich erzeugten
Flussdichte-Hub zu berechnen.
Pandur S. schrieb:> Welcher Kern und Baugroesse waeren denn fuer die 6kW geplant ?
4x E64/10/50 Kerne aus vmtl. N97.
16kW habe ich, mit den gegebenen Randparametern, als möglich errechnet.
Wenn dir die Transformatorenhauptgleichung nicht sagt, dann lassen wir
das besser gleich. Und der von dir ausgewählte Kern wird bei der
Leistung glühen.
H. H. schrieb:> Wenn dir die Transformatorenhauptgleichung nicht sagt, dann lassen> wir> das besser gleich. Und der von dir ausgewählte Kern wird bei der> Leistung glühen.
Die Transformatorhauptgleichung findet sich natürlich in der Bestimmung
der übertragbaren Leistung wieder. Diese Kombination aus 4(!) Kernen,
nicht einem, findet bereits bei einer etwas geringeren
Leistungsübertragung ohne Probleme Anwendung.
Die Konsequenzen des Luftspaltes kannst du scheinbar nicht erklären und
beschäftigst dich, wie so oft in diesem Forum, lieber damit mich
anzupöbeln. Dann kann ich mich auch direkt mit Seiten wie
Jogis-Röhrenbude oder Schmidt-Walter-SNT beschäftigen.
H. H. schrieb:> EOT
Danke für das Teilen deiner Weisheit. Mir zu sagen die Kerne würden
glühen, ohne einen Auslegungs- oder Randparameter zu kennen ist
natürlich genial!
Falls jemand die negativen Konsequenzen (neben der Reduktion des
Kopplungsfaktors) eines Luftspaltes beim Einsatz eines HF-Transformators
erklären kann, bin ich dafür mehr als offen.
von L. T. schrieb:
>Die Konsequenz daraus wäre einen Luftspalt in den>Kern einzubringen (ca. 1mm) den AL-Wert des Kerns und somit die>Induktivität soweit abzusenken, dass der geforderte Flussdichtehub>wieder eingehalten wird.
Bei einen Trafo braucht man nur einen Luftspalt wenn
es einen Gleichstromanteil gibt. Wenn ein Trafo ohne
Gleichstromanteil in magnetische Sättigung kommt, müssen
da mehr Windungen drauf und kein Luftspalt.
Günter Lenz schrieb:> von L. T. schrieb:>> Die Konsequenz daraus wäre einen Luftspalt in den>> Kern einzubringen (ca. 1mm) den AL-Wert des Kerns und somit die>> Induktivität soweit abzusenken, dass der geforderte Flussdichtehub>> wieder eingehalten wird.>> Bei einen Trafo braucht man nur einen Luftspalt wenn> es einen Gleichstromanteil gibt. Wenn ein Trafo ohne> Gleichstromanteil in magnetische Sättigung kommt, müssen> da mehr Windungen drauf und kein Luftspalt.
Danke für die Antwort.
Mit mehr Windungen wächst die Wicklungsinduktivität aufgrund des hohen
magnetischen Leitwertes des Ferrits stark an, was meiner Auffassung nach
wiederum den Flussdichtehub beinflusst. Liege ich da falsch und falls
ja, wieso?
Eben. die Iduktivitaet geht mit dem Quadrat der Windungen, der Fluss
aber nur linear mit den Stromwindungen.
Also doppelte anzahl Windungen bedeutet vierfache Induktivitaet.
Bedeutet bei gleicher Frequenz ein viertel des Stromes. Die doppelte
Anzahl Windungen verdoppelt den fluss.
Pandur S. schrieb:> Eben. die Iduktivitaet geht mit dem Quadrat der Windungen, der> Fluss aber nur linear mit den Stromwindungen
Wicklungszahl verdoppelt sich, Induktivität vervierfacht sich ->
Flussdichtehub doppelt so groß. Wie helfen mir da bei einem gegebenen
Strom mehr Wicklungen?
Da kam der Edit beim Schreiben. Der Laststrom ist extern vorgegeben und
nicht von der Höhe der Induktivität abhängig.
Pandur S. schrieb:> Naja. Vierfache Induktivitaet. Bei fester Frequenz viertelt sich> der Strom, waehrend sich der Fluss halbiert.
Verstehe ich. Der Laststrom ist nur extern vorgegeben und hier nicht von
der Höhe der Wicklungsinduktivität abhängig. Da helfen mir mehr
Wicklungen ja eher nicht, daher die Idee des Luftspaltes.
Du moechtest das Material fuer maximale Leistung bis zum Beginn der
Nichtlinearitaet, sprich Hysterese, aussteuern. Das sind die
Amperewindungen. Mehr geht nicht bei fester Frequenz.
Bedeutet du kannst auch die Frequenz erhoehen bis das Material
magnetische Verluste von der Frequenz bekommt. Und du diese Frequenz
auch handhaben kannst.
Ein Luftspalt bringt Streuinduktivitaet. Die setzt dir zwar den Fluss
runter, bringt aber nichts.
Pandur S. schrieb:> Du moechtest das Material fuer maximale Leistung bis zum Beginn> der Nichtlinearitaet, sprich Hysterese, aussteuern. Das sind die> Amperewindungen. Mehr geht nicht bei fester Frequenz.> Bedeutet du kannst auch die Frequenz erhoehen bis das Material> magnetische Verluste von der Frequenz bekommt. Und du diese Frequenz> auch handhaben kannst.> Ein Luftspalt bringt Streuinduktivitaet. Die setzt dir zwar den Fluss> runter, bringt aber nichts.
Warum bringt mir das nichts? Mit dem Luftspalt kann ich bei einem
gewissen Laststrom die Sättigung des Kerns verhindern. Eine gewisse
Streuinduktivität brauche ich ohnehin.
von L. T. schrieb:
>magnetischen Leitwertes des Ferrits stark an, was meiner Auffassung nach>wiederum den Flussdichtehub beinflusst. Liege ich da falsch und falls>ja, wieso?
Die Sättigung bei einer Spule ist abhängig von
Strom * Windungszahl. Die Induktivität nimmt quadratisch
mit den Windungszahlen zu, der induktive Widerstand XL
nimmt zu. Deshalb nimmt der Strom schneller ab als die
Windungszahlen zunehmen. Der Wirkstrom, der übertragen
wird, trägt nicht zur Sättigung bei, nur der Blindstrom.
von L. T. schrieb:
Mit dem Luftspalt kann ich bei einem
gewissen Laststrom die Sättigung des Kerns verhindern.
Nein, der Laststrom kann den Trafo nicht in die Sättigung
bringen, nur der Blindstrom.
Günter Lenz schrieb:> von L. T. schrieb:> Mit dem Luftspalt kann ich bei einem> gewissen Laststrom die Sättigung des Kerns verhindern.>> Nein, der Laststrom kann den Trafo nicht in die Sättigung> bringen, nur der Blindstrom.
Welche rechnerische Möglichkeit bleibt mir dann, um vorab zu überprüfen
ob ich mit meinem gewickelten Transformator innerhalb des angesetzten
Flussdichtehubs bleibe? Die Höhe dessen ist immerhin direkt für die Höhe
der übertragbaren Leistung verantwortlich.
von L. T. schrieb:
>um vorab zu überprüfen>ob ich mit meinem gewickelten Transformator innerhalb des angesetzten>Flussdichtehubs bleibe?
Einfach mit einer Sinuswechselspannung im Leerlauf prüfen.
Also auf der Sekundärseite mit einem Oszillograf beobachten.
Bei einer Sättigung ist die Wechselspannung dann nicht mehr
Sinusförmig, sie wird spitz und verzerrt.
Günter Lenz schrieb:> von L. T. schrieb:>>um vorab zu überprüfen>>ob ich mit meinem gewickelten Transformator innerhalb des angesetzten>>Flussdichtehubs bleibe?>> Einfach mit einer Sinuswechselspannung im Leerlauf prüfen.> Also auf der Sekundärseite mit einem Oszillograf beobachten.> Bei einer Sättigung ist die Wechselspannung dann nicht mehr> Sinusförmig, sie wird spitz und verzerrt.
Der angesetzte Flussdichtehub ist so ausgelegt, dass eine gewisse
Übertemperatur des Ferrits nicht überschritten wird. Dieser Wert
bestimmt sich aus Kernmaterial sowie Kerngeometrie. Wenn der von mir
oben genannte Zusammenhang nicht gilt, hätte ich ja keine Möglichkeit
vor der Fertigung des Übertragers zu überprüfen, in welchem Bereich sich
mein tatsächlicher Flussdichtehub bewegen wird. Einfach zu wickeln und
zu Messen wäre ja eher Glückssache und hätte nichts mehr mit der
Dimensionierung meines Flussdichtehubes zu tun.
Gegenfrage schrieb:> Irgendwann mußt Du bauen und prüfen
Das ist klar, nur würde ich dann ja die Dimensionierung (die
entscheidend für die übertragbare Leistung ist) vernachlässigen und
hoffen, dass mein erzielter Flussdichtehub zufällig im richtigen Bereich
liegt.
Der Saettigungsfluss ist ja spezifiziert, Der AL Wert auch.
Kauf ein paar Kerne und spiele damit. Was nicht geht ist so ein Design
auf dem Papier ohne viel Erfahrung durchzuziehen. Der Kern ist nur die
halbe Loesung. Die Elektronik dazu die andere. Die EMV wird immer
anspruchsvoller.
Pandur S. schrieb:> Der Saettigungsfluss ist ja spezifiziert, Der AL Wert auch.>> Kauf ein paar Kerne und spiele damit. Was nicht geht ist so ein Design> auf dem Papier ohne viel Erfahrung durchzuziehen. Der Kern ist nur die> halbe Loesung. Die Elektronik dazu die andere. Die EMV wird immer> anspruchsvoller.
Der ist spezifiziert, weil ich ihn so dimensioniert habe. Ich muss
genau diesen Flussdichtehub in der Realität erreichen, da ich genau dann
eine gewisse Leistung Übertrag kann. Wenn der Laststom den
Flussdichtehub nicht beeinflusst, wie errechne ich den zu erwartenden
Flussdichtehub dann? Einfach ausprobieren ist absolut nicht sinnig.
von L. T. schrieb:
>dass mein erzielter Flussdichtehub zufällig im richtigen Bereich>liegt.
Den Hersteller des Ferritkerns fragen wieviel Amperewindungen
für den Kern zulässig ist, oder im Datenblatt schauen.
Ansonsten bleibt nur Probieren und Testen.
Bei Eisenkerne für Netztrafos gab es Tabellen wo drinn stand
wieviel Windungen pro Volt nötig sind.
Günter Lenz schrieb:> von L. T. schrieb:>>um vorab zu überprü ichfen>>ob ich mit meinem gewickelten Transformator innerhalb des angesetzten>>Flussdichtehubs bleibe?>> Einfach mit einer Sinuswechselspannung im Leerlauf prüfen.> Also auf der Sekundärseite mit einem Oszillograf beobachten.> Bei einer Sättigung ist die Wechselspannung dann nicht mehr> Sinusförmig, sie wird spitz und verzerrt.
Nochmal hierzu: Zur Sättigung des Kerns trägt also nur der
Magnetisierungstrom bei und nicht der Hauptanteil des Laststromes. Heißt
also, dass ich die Flussdichtebegrenzung aus der
Transformatorhauptgleichung, sprich über die Zulässige Windungsspannung
(U1/N1) erreiche? Sprich: Gleichung ergibt bei 200V Eingangsspannung
100V/Wicklung -> 2 Wicklungen notwendig um delta_B auf dimensionierten
Wert zu begrenzen?
von L. T. schrieb:
>Zur Sättigung des Kerns trägt also nur der>Magnetisierungstrom bei und nicht der Hauptanteil des Laststromes.
Ja, wenn der Kern im Leerlauf nicht in Sättigung geht,
geht er unter Laststrom auch nicht in Sättigung.
So ist es bei Trafos.
Anders ist es bei Glättungsdrosseln oder Vorschaltdrosseln
zum Beispiel bei Leuchtstoffröhren, da bringt der Laststrom
die Drossel irgendwann in die Sättigung.
Günter Lenz schrieb:> von L. T. schrieb:>>Zur Sättigung des Kerns trägt also nur der>>Magnetisierungstrom bei und nicht der Hauptanteil des Laststromes.>> Ja, wenn der Kern im Leerlauf nicht in Sättigung geht,> geht er unter Laststrom auch nicht in Sättigung.> So ist es bei Trafos.>> Anders ist es bei Glättungsdrosseln oder Vorschaltdrosseln> zum Beispiel bei Leuchtstoffröhren, da bringt der Laststrom> die Drossel irgendwann in die Sättigung.
Ich bedanke mich, da war der erste Denkfehler.
Wenn ich die Wicklungszahl über den geforderten Wert von 2 erhöhe, bspw.
4 oder 6, halbiere bzw. drittel ich damit die maximale Flussdichte.
Bedeutet dies dann im Umkehrschluss nicht, dass ich mit dem
Transformator weniger Leistung übertragen kann? Die Höhe der
übertragbaren Leistung ist immerhin direkt von der Höhe des
Flussdichtehubs abhängig.
Wenn du den maximalen Fluss ueberschreitest geraet der Kern in die
Saettigung, die Induktivitaet erniedrigt sich, der Strom erhoeht sich,
und das Kupfer wird nur noch heiss. Der zuaetzliche Strom wird nicht
mehr transformiert, sondern nur noch ohmsch verheizt.
Oje hier geht ja einiges durcheinander. Ich gehe davon aus, dass du mit
DAB eine Dual-Active Bridge Topologie meinst.
Die Flussdichte im Kern bestimmt sich rein durch die Spannungszeitfläche
die am Trafo angelegt wird, sowie Windungszahl und Kernquerschnitt. Der
Strom der deinen Kern in die Sättigung treibt ist der
Magnetisierungsstrom, nicht der Laststrom. Wenn die Flussdichte zu hoch
ist musst du also die Windungszahl bei gegebem Kern erhöhen. Dadurch
benötigst du mehr Platz im Wicklungsfenster (der Querschnitt der Leiter
hängt vom Laststrom ab und der ist unabhängig von der Windungszahl, mehr
Windungen brauchen also mehr Platz). Die maximale Flussdichte im Kern
begrenzt dadurch also indirekt die übetragebare Leistung, da du
irgendwann die Wicklung nicht mehr ins Fenster bringst (bzw. du mit dem
Leiterquerschnitt runtergehen müsstest und dadurch die
Strombelastbarkeit sinkt).
Einen Luftspalt einzubauen würde an der Flussdichte im Kern nichts
ändern, die ist durch die Spannung definiert. Was sich ändern würde ist,
dass der Magnetisierungsstrom steigt. Gleichzeitig sinkt durch den
Luftspalt die Hauptinduktivität ab, das Produkt der beiden Grössen
bleibt aber konstant.
Pandur S. schrieb:> Ein Luftspalt bringt Streuinduktivitaet. Die setzt dir zwar den Fluss> runter, bringt aber nichts.
Die Streuinduktivität ist annähernd unabhängig vom Luftspalt und wird
hauptsächlich durch die Wickelgeometrie bestimmt.
Es kann im Übrigen durchaus sinnvoll sein, in einen Trafo einen
Luftspalt einzubauen, gerade bei einer DAB. Dabei geht es aber nicht um
die Flussdichte des Trafos, sondern dass man auch bei Leerlauf (d.h.
kein Laststrom) noch einen gewissen Strom in den Vollbrücken haben will
weil man dadurch Soft Switching (ZVS) erreicht.
Was ist das eigentlich für ein Projekt? Ein Studiumsprojekt, d.h. hast
du Betreuer mit Erfahrung? Welche Spannung und Schaltfrequenz willst du
erreichen?16 kW bei 200 kHz ist wirklich nichts für einen Anfänger. Und
sorry, das oben geschriebene klingt nicht als wärst du mit der
Leistungselektronik sonderlich sattelfest. N97 als Material ist nicht
verkehrt, bei 200 kHz wirst du mit der Flussdichte aber deutlich unter
300 mT sein müssen da dir sonst die Kernverluste durchs Dach gehen.
Blu schrieb:
Danke für die ausführliche Antwort. Bei dem Zusammenhang mit dem
Sättigungsstrom lag ich falsch, das ist mir jetzt klar.
Der angesetzte Flussdichtehub ist so dimensioniert, dass eine bestimmte
Übertemperatur des Ferrit-Kerns nicht überschritten wird. Bei der
Berechnung der übertragbaren Leistung geht man ja nun davon aus, dass
die Primärwicklung circa die Hälfte des verfügbaren Wicklungsraumes
(abzüglich des Füllfaktors) vollständig ausnutzt. Nun ergibt sich aus
der Transformatorhauptgleichung eine zur Flussdichtehub-Begrenzung
notwendige Wicklungszahl die bei meinen gegebenen Randparametern
deutlich unter einer vollständigen Ausnutzung des Wicklungsraumes liegt.
Ergo sinkt die maximal übertragbare Leistung, da ich entweder den
Wicklungsraum gut ausnutze oder den Flussdichtehub (angemessen) hoch
halte, richtig?
Ich beschäftige mich noch nicht lange mit der Thematik, das stimmt.
Desto mehr bin ich bemüht darum die Zusammenhänge zu verstehen.
Angesetzt sind nicht 16kW aber dennoch eine wirklich nicht unerhebliche
Leistung. Wir haben bereits einen Übertrager innerhalb einer
DAB-Topologie im Einsatz, jedoch bei einer geringeren Leistung. Dieser
Übertrager wurde jedoch von jemandem gewickelt der nicht mehr weiß, was
er da damals angestellt hat.
LT. schrieb:> Der angesetzte Flussdichtehub ist so dimensioniert, dass eine bestimmte> Übertemperatur des Ferrit-Kerns nicht überschritten wird.
Du sagst weder, worauf Deine Berechnungen genau basieren, noch,
wie viele mT es denn genau sein sollten (bei genannten 200kHz).
Auch die Temperatur nennst Du nicht. Und "wahrscheinlich" N97?
[Man legt den Dauerbetriebspunkt (wo auf der Effizienzkurve der
nun liegt, ist Auslegungssache) normalerweise ja so ca. auf die
Temperatur, bei der der Ferrit die geringsten Verluste hat. Dazu
sollte man diesen aber erst mal kennen. Und es gibt (heutzutage
erst recht) extrem viele, stark unterschiedliche Ferrite. Designt
für verschiedenste Temperaturbereiche (und Frequenzen).]
Und ob Du den Rest (ansatzweise oder völlig) richtig siehst, ist
leider grade deshalb auch etwas unklar. Noch drückst Du nicht ganz
eindeutig aus, aber das kommt noch. Du solltest uns Deine ganzen
Parameter schon mitteilen, wenn Du darauf basierend irgendwelche
Einschätzungen diskutieren willst.
Für die Zusammenhänge sind die genauen Werte auch erstmal unbedeutend.
Die Übertemperatur des Kerns habe ich, wie mehrfach erwähnt, bereits
anhand der Verlustkurve des Materials bestimmt (N97, ∆T=50K). Ich war
ursprünglich der Auffassung, dass der Laststrom die Kernsättigung
beeinflust (was offensichtlich falsch war).
Nun ergibt sich bei den Randwerten (200V, 200kHz, Ae=1000mm^2, ∆B=110mT)
der Konflikt, dass ich entweder den Wicklungsraum gut ausnutze oder den
Flussdichtehub angemessen hoch halte. Sprich "hoher" Flussdichtehub +
gute Ausnutzung des Wicklungsraums lässt sich hier nicht vereinbaren und
die maximal übertragbare Leistung sinkt entsprechend.
L. T. schrieb:> "hoher" Flussdichtehub +> gute Ausnutzung des Wicklungsraums lässt sich hier nicht vereinbaren
Nein. Zwei Faktoren. Weder direkt, noch indirekt proportional.
Daher sollst Du Rechenwege + Parameter völlig offenlegen, damit
man Dein Mißverständnis (besser/überhaupt) lokalisieren könnte.
Dir Zusammenhänge + Formeln vorzulisten, bis Du vielleicht mal
sagen kannst: "Ach, das isses..." (irgendwann, und - wie gesagt -
vielleicht), dazu hat logischerweise niemand große Lust.
yxcvbnm schrieb:> L. T. schrieb:>> "hoher" Flussdichtehub +>> gute Ausnutzung des Wicklungsraums lässt sich hier nicht vereinbaren>> Nein. Zwei Faktoren. Weder direkt, noch indirekt proportional.>> Daher sollst Du Rechenwege + Parameter völlig offenlegen, damit> man Dein Mißverständnis (besser/überhaupt) lokalisieren könnte.>> Dir Zusammenhänge + Formeln vorzulisten, bis Du vielleicht mal> sagen kannst: "Ach, das isses..." (irgendwann, und - wie gesagt -> vielleicht), dazu hat logischerweise niemand große Lust.
Ptr = 2 C ∆B f Ae * An/2 * 1/qdr * I
Ptr = C * ∆B f Ae An fcu * S
U1/N1 = 2 f ∆B * Ae
Mehr Wicklungen als die zur Flussdichtebegrenzung notwendigen ->
geringeres ∆B -> Wicklungsraum wird besser ausgenutzt.
Weniger Wicklungen -> ∆B wie veranschlagt -> Ausnutzung des
Wicklungsraumes geringer
L. T. meinte im Beitrag #6935877:
> Mehr WINDUNGEN = Wicklungsraum wird besser ausgenutzt.
Höherer Drahtquerschnitt steigert den Füllfaktor aber auch...
(bei Dir mit Flachtrafo und LP-Wicklung = dickere Cu Auflage)
yxcvbnm schrieb:> L. T. meinte im Beitrag #6935877:>> Mehr WINDUNGEN = Wicklungsraum wird besser ausgenutzt.>> Höherer Drahtquerschnitt steigert den Füllfaktor aber auch...> (bei Dir mit Flachtrafo und LP-Wicklung = dickere Cu Auflage)
Ein höherer Drahtquerschnitt steigert den Fullfaktor nicht. Je kleiner
die Leiter, desto einfacher sind diese in den Wicklungsraum
einzubringen. Das sich die mögliche Wicklungsanzahl mit sinken des
Drahtquerschnittes erhöht ist klar. Der notwendige Drahtquerschnitt
ergibt sich jedoch aus der auf ∆Tcu = 25K ausgelegten Stromdichte. Bei
einer gegebenen Stromdichte (ca. 4A/mm^2) und somit einem gegebenen
Drahtquerschnitt ergibt sich also auch eine Wicklungszahl. Senke ich den
Drahtquerschnitt kriege ich mehr Wicklungen in den Kern, erhöhe aber
gleichermaßen die Stromdichte.
L. T. schrieb:> Ein höherer Drahtquerschnitt steigert den Fullfaktor nicht.
Aber sicher steigt bei gleicher Windungszahl mit dem Querschnitt
der Füllfaktor. Es sinkt halt die Stromdichte...
Wo Deine ganzen Fehlannahmen gründen, würde nur durch Eröffnung
der schon freundlich erbetenen Daten klar - man könnte ewig an
Einzelheiten herumzudoktern versuchen.
Aber wenn Du halt um's [sanftes Entschlummern] nicht willst, ...
yxcvbnm schrieb:> L. T. schrieb:>> Ein höherer Drahtquerschnitt steigert den Fullfaktor nicht.>> Aber sicher steigt bei gleicher Windungszahl mit dem Querschnitt> der Füllfaktor. Es sinkt halt die Stromdichte...>> Wo Deine ganzen Fehlannahmen gründen, würde nur durch Eröffnung> der schon freundlich erbetenen Daten klar - man könnte ewig an> Einzelheiten herumzudoktern versuchen.>> Aber wenn Du halt um's [sanftes Entschlummern] nicht willst, ...
Bei gleicher Wicklungsanzahl mag das stimmen, ja. Nur habe ich dadurch
nichts (an übertragbarer Leistung) gewonnen, da sich die Stromdichte im
gleichen Maße reduziert.
Ich habe hier jetzt sämtliche zur Berechnung notwendigen Daten
offengelegt. Neben Kernen und Kernmaterial sind dir Spannung, Frequenz,
Flussdichtehub, effektiver magnetischer Kernfläche auch die Stromdichte
und sogar die veranschlagten Kupfer- und Ferrit-Übertemperaturen
bekannt!
Einsetzen der genannten Werte in die Ptr-Formel liefert bei Ausnutzung
des Wicklungsraumes (abzüglich des Füllfaktors, mal wieder..) und dem
maximal zulässigen Flussdichtehub eine maximal übertragbare Leistung von
circa 16kW. Für die Flussdichtebegrenzung folgt aus der oben stehenden
Formel jedoch eine Wicklungsspannung von 100V/Wicklung, was bei 200V
Eingangsspannung natürlich 2 Wicklungen bedeutet. Die Berechnung der
übertragbaren Leistung geht aber von einer vollständigen Ausnutzung des
Wicklungsraumes (bei der gegebenen Stromdichte und somit einem
Drahtquerschnitt von ca. 14mm2) ergibt sich dafür jedoch eine notwendige
Wicklungszahl von ca. 6! Wähle ich 6 Wicklungen drittel ich den
maximalen Flussdichtehub was dementsprechend die mögliche übertragbare
Leistung reduziert. Mehr als diesen Zusammenhang bestätigen möchte ich
gar nicht.
Ich glaube nicht, daß die angenommene Stromdichte stimmen kann, sie ist
in der Praxis deutlich größer. Bei 200 kHz ist der Skineffekt nicht mehr
zu vernachlässigen.
Abhilfe wäre vieldrähtige HF-Litze mit dem richtigen Verdrillungsschlag,
die ist auch leichter zu wickeln.
Werner H. schrieb:> Ich glaube nicht, daß die angenommene Stromdichte stimmen kann, sie ist> in der Praxis deutlich größer. Bei 200 kHz ist der Skineffekt nicht mehr> zu vernachlässigen.> Abhilfe wäre vieldrähtige HF-Litze mit dem richtigen Verdrillungsschlag,> die ist auch leichter zu wickeln.
HF-Litze wird sowieso verwendet, das ist nicht die Frage. Wieso genau
kann die zulässige Stromdichte nicht stimmen? Der Wert ist mit knapp
4A/mm^2 nicht sonderlich hoch (oft wird pauschal 3A/mm^2 angesetzt).
Die Berechnungs-Tools der Ferrit-Hersteller liefern mir übrigens exakt
die selben Werte (bspw. für S, delta_B und Ptr).
H. H. schrieb:> L. T. schrieb:>> Die Berechnungs-Tools der Ferrit-Hersteller liefern mir übrigens exakt>> die selben Werte (bspw. für S, delta_B und Ptr).>> https://www.savoy-truffle.de/zippo/donald/daniel.jpg
Danke für den erneuten, sinnvollen Kommentar. Mehr als downvote-spam und
dumme Kommentare scheinen nicht im Rahmen deiner Möglichkeiten zu
liegen.
Der Verweis auf die Hersteller-Tools diente um darauf zu verweisen, dass
die zugrundegelegten Zusammenhänge nicht nur von mir sondern auch von
den Herstellern verwendet werden.
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