Ringkerntrafo als Stromwandler

[Uwe E. (uexude)]

Hallo,

man müsste doch einen Ringkern(netz)trafo als Stromwandler verwenden 
können.
Primär/sekundär weiss ich jetzt auf die Schnelle nicht.
Netzleitung z.B. L1 ein/zweimal durch den Ring führen und dann an einer 
der Wicklungen den Strom von L1 proportional messen?

Grüße,
Uwe

[Lu (oszi45)]

Theoretisch schon, wenn man den Wirkungsgrad beachtet. Eine 
homöopathische Menge sollte jedoch größer sein als die Eisenverluste.

[Torsten B. (butterbrotstern)]

Grundsätzlich geht das, praktisch kommt es darauf an, welche 
"Umgebungsbedingungen" vorhanden sind, d.h. welchen Strom willst Du mit 
welcher Genauigkeit messen, mit welchem Trafo.
Bei 1-3 Windungen muss schon ein gewisser Strom fließen, um die 
Ummagnetisierung (Koerzitivfeldstärke) des Kerns zu erreichen.
Ob Primär- oder Sekundärwicklung als Messkreis zu verwenden, hängt davon 
ab, welchen Mess-Strom Du an der Bürde haben willst. Bei klassischen 
"Hochstrom"-Wandlern ist dieser 1-5A. Da die Bürde ja nahezu einen 
Kurzschluss darstellt, wird der Kern nur wenig magnetisiert, man will 
ja, dass an der Messwicklung so gut wie keine Spannung abfällt.

Welchen Strom willst Du messen? Bedenke auch, dass der Wandler auch 
einen Kurzschluss-Strom, welcher bis zum Auslösen der Sicherung deutlich 
höher als der Nennstrom der Sicherung liegt, aushalten muss.

Denkbar wäre auch, die Sekundärwicklung eines 12V-Halogentrafos als 
Hochstromseite und die Primärwicklung als Messwicklung zu verwenden, 
dann hast Du galvanische Trennung und ein Strom-Übersetzungsverhältnis 
von 230 / 12 = 19,17 zu 1.

[Wulf D. (holler)]

Ich habe gute Erfahrungen mit den größten stromkompensierten Drosseln 
von Reichelt gemacht. Leiter- Windungszahl (0,5 oder 1,5) und 
Bürdenwiderstand an den Wicklungen müsste ich mal nachschauen, bei 
Interesse.

Damit konnte ich einerseits einige mA auflösen und kam anderseits auch 
bei 16A noch nicht in Sättigung.

[Gunnar F. (gufi36)]

Pollin verkloppt verschiedene Stromwandler und -Sensoren für ein paar 
Groschen:
https://www.pollin.de/p/sirio-stromwandler-modul-ta-152050-811636

[Andrew T. (marsufant)]

..und das dortige 1000:1 Wandler Verhältnis ist ziemlich nützlich für 
Hobby Projekte

[Michael B. (laberkopp)]

Uwe E. schrieb:
> man müsste doch einen Ringkern(netz)trafo als Stromwandler verwenden
> können

Könnte man, tut man aber nicht.

Es wird viel zu viel Leistung transferiert, und er ist viel zu gross.

Das Übersetzungsverhältnis ist viel zu kein.

Und richtige Stromwandlertrafos sind viel billiger.

Das Sättigungsverhalten passt nicht zur Aufgabe.

[Gunnar F. (gufi36)]

Andrew T. schrieb:
> ..und das dortige 1000:1 Wandler Verhältnis ist ziemlich nützlich für
> Hobby Projekte

Es gibt ja verschiedene, ich habe halt nur einen verlinkt:
https://www.pollin.de/p/aktiver-stromsensor-vacuumschmelze-t60404-n4646-x66282-15-a-5-v-180070

[Wulf D. (holler)]

Gunnar F. schrieb:
> Pollin verkloppt verschiedene Stromwandler und -Sensoren für ein paar
> Groschen:
> https://www.pollin.de/p/sirio-stromwandler-modul-ta-152050-811636

82ct, da würde ich keine Minute Überlegen wenn ich welche bräuchte. Da 
kommen auch meine missbrauchten Gleichtakt-Drosseln nicht mit.

[Mario M. (thelonging)]

Wulf D. schrieb:
> stromkompensierten Drosseln von Reichelt gemacht. Leiter- Windungszahl
> (0,5 oder 1,5)

1 oder 2. Wenn der Draht durch den Ringkern geht, zählt es als ganze 
Windung.

[Thomas R. (thomasr)]

Seitdem die PV Anlagen mit Nulleinspeisung in Mode gekommen sind gibt es 
Klappwandler in allen möglichen Größen für kleines Geld (siehe Reichelt 
Angebote). Da würde ich  mir die Mühe nicht mehr machen.

[Uwe E. (uexude)]

Hallo,

vielen Dank für Eure Beiträge und die nützlichen Links.
Wollte halt mit vorhandenen Bordmitteln mal was hinfriemeln.
Ich hab hier ein altes Dreheiseninstrument (bis 10A), dies hatte ich mal 
( bei der alten Hausinstallation, Altbau), einfach in den N-Leiter 
geschleift, nicht elegant u. fachgemäß.

Nun, wie auch immer, ich hab mir 3 von den 82ct-Dingern bestellt.

Danke und Grüße,
Uwe

[Hermann W. (hermannw)]

Wulf D. schrieb:
> Ich habe gute Erfahrungen mit den größten stromkompensierten Drosseln
> von Reichelt gemacht.
> Damit konnte ich einerseits einige mA auflösen und kam anderseits auch
> bei 16A noch nicht in Sättigung.

Das hat mich interessiert und ich habe mal eine kleine Netzdrossel 
ausgemessen und dabei die beiden Wicklungen in Reihe geschaltet. Das 
Ergebnis ist nicht überzeugend, da sie schon bei wenigen mA in Sättigung 
kommt. Sie ist nur bis zu einer Feldstärke von 1A einigermaßen linear 
(=19mA bei 52 Wdg). Bei deinen 16A muss das ein Riesenteil sein. Als 
Anlage das Messergebnis. Blaue Kurve konstante 2V und gelbe Kurve 
Stromanstieg.
Ich mache noch mal eine Messung mit der größten in meiner Sammlung.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Das hat mich interessiert und ich habe mal eine kleine Netzdrossel
> ausgemessen und dabei die beiden Wicklungen in Reihe geschaltet. Das
> Ergebnis ist nicht überzeugend, da sie schon bei wenigen mA in Sättigung
> kommt.

Du hast es auch maximal falsch verstanden! Die Wicklung ist die 
SEKUNDÄRWICKLUNG! Die sieht nur mA! Durch das Loch zieht man den Draht 
der Primärwicklung! Siehe Stromwandler.

Das Problem der wenigen Sekundärwindungen muss man mit einem sehr 
niederohmigen Shunt kompensieren. So ähnlich wie die ollen 5A Wandler.

> Sie ist nur bis zu einer Feldstärke von 1A einigermaßen linear

Soso, Feldstärke 1A.

> (=19mA bei 52 Wdg). Bei deinen 16A muss das ein Riesenteil sein. Als
> Anlage das Messergebnis. Blaue Kurve konstante 2V und gelbe Kurve
> Stromanstieg.

Ist doch super. Bis 20mA ist das Ding linear und nicht in Sättigung und 
das bei 100uVs UT-Fläche. Das macht bei 50 Hz ca. 10mV mittlere Spannung 
bzw. 17mV Spitzenspannung. Das ist typisch für sehr niederohmige 
Stromwandler. Hier wäre 1 Ohm angesagt, um 1A primärseitig messen zu 
können.

[Hermann W. (hermannw)]

Ich habe das schon richtig verstanden und natürlich primär 1 Windung 
angenommen, die dann bis 1A einigermaßen linear ist. Die mA bezogen sich 
auf die Messung mit der Sekundärwicklung.

[Hermann W. (hermannw)]

Hier ist noch die Messung meines größten Ringkernfilters. Er kommt im 
linearen Bereich auf eine Feldstärke 2,7A. Damit kann man schon 
praktikable Spitzenströme von 2,7A messen. Der Kernquerschnitt ist so 
ca. 24*14=336mm².

[H. H. (hhinz)]

Hermann W. schrieb:
> Feldstärke 2,7A.

https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Spannung

[Hermann W. (hermannw)]

Oh ja, peinlich. Hätte Durchflutung heißen müssen. Ich meinte N*I.

[Uwe E. (uexude)]

Hallo,

ich habe jetzt  die von Euch vorgeschlagenen 1/1000 Stromwandler 
bekommen.
Und möchte jetzt erstmal einen davon in meinem 
Sicherungs-/Verteilerkasten verbauen.

Was mich irritiert ist: es kommen 3 Phasen aus der Wand plus ein 
Grün/Gelber.
Also vier dicke Adern. Ich bin nun kein Installateur; müsste da nicht 
noch ein
Neutralleiter (blau) dabei sein? Oder darf der Elektriker das machen, 
weil PE
und N sowieso irgendwo zusammen auf eine (Erdungs)schiene gelegt werden?

Danke und Gruß,
Uwe

[H. H. (hhinz)]

https://de.wikipedia.org/wiki/TN-System

[Uwe E. (uexude)]

Hallo H.H.,

TN-System war das Stichwort, vielen Dank dafür.
Dennoch bleibt noch die eine o. andere Frage offen.
Evt. später mehr.

Einstweilen Danke,
Uwe

[Mark S. (voltwide)]

Hermann W. schrieb:
> ch habe das schon richtig verstanden und natürlich primär 1 Windung
> angenommen, die dann bis 1A einigermaßen linear ist. Die mA bezogen sich
> auf die Messung mit der Sekundärwicklung.

Du hast immer noch nicht den Stromwandler verstanden.
Deine Sättigungsströme beziehen sich auf die Einspeisung auf eine 
Wicklung während die andere offen bleibt. Beim Stromwandler ist aber die 
Sekundärwicklung mehr oder weniger kurzgeschlossen, entsprechend wird 
das magnetische Feld reduziert und der Sättigungsstrom fällt erheblich 
höher aus.

[Hermann W. (hermannw)]

Ja, da hast du wohl recht. Ich habe dazu mal die 2. Wicklung 
kurzgeschlossen. Dann kommt es erst bei 9,5A*45Wdg = 428AWdg zur 
Sättigung und das bei sehr geradlinigen Verlauf mit scharfem 
Sättigungsknick.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Ja, da hast du wohl recht. Ich habe dazu mal die 2. Wicklung
> kurzgeschlossen. Dann kommt es erst bei 9,5A*45Wdg = 428AWdg zur
> Sättigung und das bei sehr geradlinigen Verlauf mit scharfem
> Sättigungsknick.

NEIN! DOCH! OHHHHH!!!

Beitrag "Re: Ringkerntrafo als Stromwandler"

[Wulf D. (holler)]

Hier nochmal meine stromkompensierten Drosseln als Stromwandler seit 
vielen Jahren im Einsatz. Die gibt es noch immer bei Reichelt:
https://www.reichelt.de/index.html?ACTION=446&LA=0&nbc=1&q=stromkompensierte%20drossel&q=stromkompensierte%20drossel

Die beiden Wicklungen sind natürlich in Serie geschaltet und führen im 
Steuergerät auf eine Bürde (Widerstand). Sind in einer Unterinstallation 
auf der Hutschiene, durch den Kern geht jeweils ein- bis zwei Kabel 
hinter jeder Leitungssicherung.

Im Steuergerät wird der Energiefluss direkt vom AD-Wandler eines Atmel 
XMega berechnet und angezeigt. Zwischen Bürge und uC ist nur EMC Schutz.

16A Last werden linear abgebildet, auf der anderen Seite noch ein 0,5W 
Stand-by eines Steckernetzteils aufgelöst.

Die Drossel kostet aber heute bei Reichelt fast 4€. Ob die Polin-Wandler 
auch so gut sind würde mich schon interessieren. Melde dich mal wenn du 
sie vermessen hast!

[Mark S. (voltwide)]

Ich denke die Wahl einer passenden Gleichtaktdrossel ist hier eher 
unkritisch. Sie sollte möglichst viel Windungen haben, damit man mit 
Bürde noch genügend Ausgangsspannung erhält.

[Wulf D. (holler)]

Ja richtig, deshalb hatte ich damals auch die 100mH gewählt, als höchst 
verfügbaren Wert. Dann den Widerstand so hoch, dass der AD-Wandler beim 
max.-Strom (16A) vernünftig ausgesteuert wird. Und den Kern so groß, 
dass bei Max-Strom noch keine Sättigung stattfindet. Letztes führte dann 
allerdings zu dem recht fetten 20mm/30mm Kern.

Eine Nummer kleiner kam es zur Sättigung. Oder halt geringerer 
Auflösung, wenn man den Bürdenwiderstand verringert: ein kleinerer 
Widerstand erhöht die Stromtragfähigkeit.

[Hermann W. (hermannw)]

Ich habe zufällig die gleiche Drossel ein paar Nummern kleiner getestet. 
Die Last habe ich mit 1 Ohm so klein wie möglich gewählt, was zu sehr 
kleinem Signal geführt hat. Eingangsstrom und Ausgangsspannung sind 
direkt mit DVMs gemessen. Im mA-Bereich ist der Stromfaktor nicht mehr 
linear (evtl. Messproblem), nach oben ist die Grenze nicht in Sicht. Wie 
weit man den Lastwiderstand erhöhen kann, habe ich nicht getestet. Der 
Widerstand beider Wicklungen ist 2R78, die Windungszahl wohl ca. 270.
Wie hast du das Signal gleichgerichtet, oder die Wechselspg. direkt 
ausgewertet?

[Gunnar F. (gufi36)]

Hermann W. schrieb:
> Die Last habe ich mit 1 Ohm so klein wie möglich gewählt, was zu sehr
> kleinem Signal geführt hat. Eingangsstrom und Ausgangsspannung sind
> direkt mit DVMs gemessen.

Das ist schon gut so, ideal wird er am Ausgang kurzgeschlossen. Nur dann 
nicht die Spannung messen, sondern über einen Transimpedanzverstärker 
den Strom.

[Wulf D. (holler)]

Hermann W. schrieb:
> Ich habe zufällig die gleiche Drossel ein paar Nummern kleiner getestet.
> Die Last habe ich mit 1 Ohm so klein wie möglich gewählt, was zu sehr
> kleinem Signal geführt hat.

1 Ohm ist viel zu klein. Habe leider nicht dokumentiert was ich 
verwendet habe, kann aber heute Abend bei Interesse mal nachmessen. Ich 
hatte den Wert einmal experimentell ermittelt: bei einem Strom von 16A 
den Widerstand auf eine Spannung von etwa 1,0Vss an den in Serie 
geschalteten Spulen (musst über „Kreuz“ gehen) eingestellt und den Wert 
für alle 12 Messpunkte verwendet. Eine „Verbiegung“ der Kennlinie durch 
den Widerstand konnte ich nicht erkennen, hatte aber auch keine 
Profi-Messgeräte als Referenz. Einen sehr alten analogen Leistungsmesser 
(60er?), einen modernen Zwischenstecker-Leistungsmesser und die üblichen 
DVM-Shunt Messungen bei ohmscher Last.

> Wie hast du das Signal gleichgerichtet, oder die Wechselspg. direkt
> ausgewertet?

Direkt ausgewertet.

Ich habe die eine Seite der Spulen aller Messpunkte auf 0,55V gelegt. 
Damit schwingen die Eingänge des AD-Mux max zwischen 0 und 1,1V - dann 
schon >16A. Der XMEGA hat eine interne AD-Referenz von 1,1V.

Ohne Strom sind es konstant 0,55V.
Es werden von einem einzigen Wandler alle 12 Eingänge nacheinander 
abgetastet. Mit hoher Überabtastung und Integration über viele Periden, 
das erhöht die Genauigkeit, eliminiert Rauschen und den Offset-Fehler 
kann man gleich mit rausfiltern.

Durch Multiplikation mit der abgetasteten Spannung kommt man auf 
Wirk-und Blindleistung.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Ich habe zufällig die gleiche Drossel ein paar Nummern kleiner getestet.
> Die Last habe ich mit 1 Ohm so klein wie möglich gewählt, was zu sehr
> kleinem Signal geführt hat.

Naja, man kann ja auch mal messen. Dann weiß man, wieviel Vs die 
Wicklung verträgt und kann den Shunt größtmöglich wählen. Wie das geht, 
steht hier.

Beitrag "Re: galvanisch getrennt DC/DC 3V/1mA"

Siehe Stromwandler und Transformatoren und Spulen

[Hermann W. (hermannw)]

Ich habe noch ein paar Messungen gemacht. Mit 1R Last sind Messungen im 
unteren Bereich nur mit dem Oszi möglich gewesen (DVM unbrauchbar), aber 
unter 1mV ist das auch nur eine Schätzung. Mit geeignetem Trafo habe ich 
nach oben keine Grenze erreicht.
Mit 10R geht es unten ganz gut, aber oben ist die Grenze schnell 
erreicht. Mit 100R geht gar nichts mehr.
Warum das Übersetzungsverhältnis im linearen Bereich von der Last 
abhängt, ist mir noch nicht klar.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Warum das Übersetzungsverhältnis im linearen Bereich von der Last
> abhängt, ist mir noch nicht klar.

Weil Stromwandler als Konstantstromquelle arbeiten.

Aber keiner sieht und versteht was du wie gemessen hast. Ein Schaltplan 
wäre sinnvoll.

[Hermann W. (hermannw)]

Danke, ist jetzt klar. Die Windungszahl aus dem Übersetungsverhältnis 
kommt dann wohl nur bei 0 Ohm heraus.

[Hermann W. (hermannw)]

Falk B. schrieb:
> Ein Schaltplan wäre sinnvoll.

Hier isser. Ganz einfach.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Hier isser. Ganz einfach.

Ich verstehe deine Mesßwert in der Exceltabelle nicht. Was ist die 
Y-Achse, welche Einheit?

[Hermann W. (hermannw)]

Der Faktor der Stromübersetzung Eingang/Ausgang, sollte konstant sein.
I-Faktor steht in dem Diagrammtitel.

[Falk B. (falk)]

Hermann W. schrieb:
> Der Faktor der Stromübersetzung Eingang/Ausgang, sollte konstant sein.
> I-Faktor steht in dem Diagrammtitel.

Naja, kann man machen, besser ist aber Eingangs- und Ausgangsgröße. Also 
Eingangsstrom auf X-Achse, Ausgangsspannung auf Y-Achse. Da sieht man 
die Linearität bzw. Sättigung.

Und was ist die X-Achse bei dir?

[Hermann W. (hermannw)]

Ich dachte, das wäre selbsterklärend.

[Hermann W. (hermannw)]

Bitte schön!

[Mark S. (voltwide)]

Selbsterklärend wäre es eher, wenn Du nicht den Kehrwert der 
Übertragungsfunktion dargestellt hättest.

[Hermann W. (hermannw)]

Mich interessierte besonders der Messbereich des Stroms und die Konstanz 
des Stromübertragungsfaktors. Und den Faktor braucht man, um aus dem 
Messwert den Strom zu berechnen. Und das kann man aus meiner Darstellung 
gut ablesen.
Aber es geht natürlich auch anders.
Was mir immer noch nicht gelungen ist, aus den Messwerten die 
Windungszahl zu berechnen.