Toroidale Leistungsinduktivitäten und mehrere Drahtschichten pro Wicklung

[Tom (Gast)]

Hallo zusammen

Für ein Projekt bräuchte ich eine Leistungsinduktivität von ca. 9mH. 
Durch die Induktivität soll ein Strom von max. 8A Amplitude bei maximal 
3kHz fliessen. Die Spule sollte eine relativ geringe Verzerrung 
aufweisen.

Ich schaue mir diesbezüglich einige Kerne an, wie z.B. diesen 
(https://powermagneticsstore.co.uk/shop/t400-26-micrometals-iron-powder-toroid.html) 
hier von Micrometals. Gegebenenfalls würde ich mehrere von denen Stapeln 
um die FLussdichte im Kern (und damit Verzerrungen) niedrig zu halten.

Meine Frage ist nun, ob es grundsätzlich ok ist, bei den Wicklungen die 
an dem Toroiden angebracht werden, mehrere Drahtlagen zu benutzen. (Wenn 
ich z.B. 120 Windungen bräuchte, könnte ich dann 2x60 Windungen 
übereinander anbringen?).
Aufgrund des relativ hohen Innendurchmessers des Toroiden würde das ja 
mit gängigen Drahtdurchschnitten funktionieren.

Trotzdem habe ich solche Wicklungen mit mehreren Lagen Draht bisher kaum 
gesehen. Weshalb ist das der Fall? Werden durch das Staplen die 
Drahtverluste höher (Proximity-Effect)? Sollte man das generell eher 
vermeiden?

Vielen Dank

[MaWin (Gast)]

Tom schrieb:
> Werden durch das Staplen die Drahtverluste höher

Aufeinanderliegende Wicklungen haben eine Koppelkapazität, und wenn die 
nachste Lage erst nach Bewicklung einer Ebene kommt, dann ist die 
Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Drähten besonders hoch.

Das kann erstens ein Isolationsproblem werden und reduziert zweitens die 
Güte der Spule, die durch das parasitäre C ein Schwingkreis (klingeln) 
wird.

Besser ist allemal Drähte gleicher Spannung nebeneinander zu wickeln, 
also erst in die Höhe, dann in die Breite.

[Peter R. (pnu)]

Tom schrieb:
> Meine Frage ist nun, ob es grundsätzlich ok ist, bei den Wicklungen die
> an dem Toroiden angebracht werden, mehrere Drahtlagen zu benutzen. (Wenn
> ich z.B. 120 Windungen bräuchte, könnte ich dann 2x60 Windungen
> übereinander anbringen?).

 Überkreuzungen,Quetschungen des Isolierlacks,Bündelbildungen usw. 
machen bei mehreren Lagen Probleme.

Idealfall ist eine Lage Drähte an der Innenseite des Rings, ohne 
überschneidungen und gleichmäßige Verteilung über den ganzen Umfang.
Eine Stapelung von Kernen ist daher schlecht, besser wäre ein größerer 
Kern, der innen einschichtige Bewicklung erlaubt.
Bei zwei Schichten sollte die erste Lage durch Folie "geglättet" werden 
und darüber dann die zweite gelegt.

Wegen des Klirrfaktors kommt man evtl. in eine Zwickmühle. Ein 
Kernmaterial mit wenig µr braucht viele Windungen, hohes µr bringt 
stärkeren Einfluss des Eisens und damit stärkere Verzerrungen. Den Kern 
aussuchen mit µr und in der Größe gerade so groß, dass es für eine Lage 
innen passt?

Tom schrieb:
> Trotzdem habe ich solche Wicklungen mit mehreren Lagen Draht bisher kaum
> gesehen.
Dann hast du anscheinend noch nie die Primärwicklung eines Netztrafo 
frei- oder gar abgewickelt. Da liegen wohl immer an der Innenseite des 
Rings mehrere Lagen übereinander. Und die Trafos leiden trotzdem eher an 
Überhitzung.
Bei 3kHz braucht man sich wohl keine Gedanken über Koppel-oder 
Eigenkapazitäten der Wicklungen zu machen

[Peter R. (pnu)]

Tom schrieb:
> Gegebenenfalls würde ich mehrere von denen Stapeln
> um die FLussdichte im Kern (und damit Verzerrungen) niedrig zu halten.

Das gibt es wohl noch ein weitres Problem: Wie passt solch ein Stapel in 
eine Wickelmaschine?

[H. H. (Gast)]

https://www.sekels.de/ringbandkerne-und-schnittbandkerne

[Tom (Gast)]

Peter R. schrieb:
> Das gibt es wohl noch ein weitres Problem: Wie passt solch ein Stapel in
> eine Wickelmaschine?

Ich müsste für ein Uniprojekt eigtl. nur drei bis sechs dieser 
Transformatoren herstellen.

Ich habe mir gedacht, die Toroide mit einem Waterjet oder einer Bandsäge 
in zwei Hälften zu schneiden so wie das hier gezeigt wird: 
https://www.mag-inc.com/Company/News/November-2015/Need-a-Powder-Core-Toroid-Cut-in-Half-or-Slotted

Vielleicht noch eine weitere Frage: Für die Frequenzen wäre vielleicht 
auch ein laminierter Kern zu gebrauchen.

Kann man auch in "kleineren" Mengen EI Kerne von Stanzwerken (wie z.B. 
hier: 
https://www.grau-stanzwerk.de/e/produkte/ei-kernbleche-abfalllos.php) 
kaufden und die einzelnen Bleche dann einfach zusammenschrauben (also 
ohne speziellen Backlack oder Ähnliches)?

Für einen Prototypen müsste das doch funktionieren? Hat da jemand 
Erfahrung?