Stromwandler für Strommessung

Hi Leute, ich möchte in meinen Regel-Trenntrafo ein Zeigermessgerät zur Anzeige des Sekundärstroms einbauen. Man könnte sowas natürlich über einen Shunt machen, dann Präzisionsgleichrichter, Verstärker, usw. Man bräuchte halt noch eine Spannungsquelle, also nochmal einen Trafo.

Da ich demletzt über den Stromwandler (induktiv) gestolpert bin, bin ich auf die Idee gekommen, dass das doch auch viel einfacher gehen müsste:

- Ferrit-Kern

- einige Primärwindungen, viele Sekundärwindungen An die Sekundärwicklung einen ganz normalen Brückengleichrichter und daran das Messgerät. Der Spannungsabfall am Gleichrichter dürfte dann keine große Rolle mehr spielen.

- Ich möchte bis zu 2A messen

- Mein Zeigerinstrument hat 120Ohm und benötigt 0,5mA bei Vollausschlag

Ich bräuchte also auf der Sekundärseite 4000x so viele Windungen wie auf der Primärseite.

Und wieviele benötige ich auf der Primärseite? Ich habe da ein wenig rumsimuliert und meine, auf folgenden Zusammenhang gekommen zu sein.

Die Grenzfrequenz auf der Sekundärseite aus L und R muss unter 50Hz liegen. Daraus könnte ich dann die nötige Induktivität ermitteln.

Ich habe hier mal einen Ferrit-Ringkern bewickelt, habe aber schon weit vor den 4000 Windungen aufgegeben. Wie würdet Ihr das angehen?

Michael

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Michael Rübig
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Ich habe da mal weiter drüber nachgedacht:

Weiterhin muss ich dafür sorgen, dass der Gleichrichter keine großen Fehler einbringt, also muss die theoretische Leerlaufspannung auf der Sekundärseite viel größer sein, als die Flussspannung der Dioden. Ich nehme als angepeilte Sekundärspannung einfach mal 40V an. Die Spannung auf der Primärseite kann 4000mal kleiner sein, also 10mV.

Nunn muss die Primärinduktivität (im Leerlauf) so groß sein, dass bei 2A (Vollausschlag des Messgerätes) 10mV an Ihr abfallen.

Hab ich mir noch alles richtig hergeleitet oder bin ich völlig auf dem Holzweg?

Michael

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Michael Rübig

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Es gibt eine maximale Spannung pro Windung die in diesem Anwedungungsfall deutlich unterschritten wird, also reicht 1 Windung.

noe.

Noe. Primaere Induktivitaet bei idealem Trafo ist 0, naemlich die transformierte Induktivitaet des sekundaer angeschlossenen.

Offenkundig wandelt man nicht auf 120 Ohm/0.5mA(16.6V), sondern fuer einen kleineren Widerstand und kleinere Spannung bei groesserem Strom sekundaer und doch einen aktiven Gleichrichter wenn man keine Ringkern-Wickelmaschine hat.

--
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MaWin

Michael Rübig schrieb:

Kann man nehmen, besser sind hier (50Hz!) Eisenblechkerne.

Selbst mit *einer* Windung klappt das.

Geht.

Du hast keinen Kopplungsfaktor von 1, zudem würde ich noch einen Lastwiderstand parallel zum Instrument schalten, das reduziert die Windungszahl auf ein erträgliches Maß.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

MaWin schrieb:

60mV.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

"Dieter Wiedmann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@t-online.de...

Oh. Plausibilitaetskontroller hat offenbar versagt.

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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MaWin

Dieter Wiedmann schrieb:

Gibts sowas in klein zum selbst bewickeln zu kaufen?

Umso besser.

Spielt das eine große Rolle? In die Nähe von 1 sollte man doch schon kommen, oder?

Mit 10 Ohm, einem Gleichrichter und geschätzten 100Windungen auf einem Ferrit-Kern (ca. 2,5cm Durchmesser) war bei 50Hz kein Land zu gewinnen. Bei 500Hz gings schon relativ gut.

Wie dimensioniere ich sowas? Ich muss ja sekundär eine Induktivität zusammenbringen. Wie groß hat die zu sein? So, dass die Grenzfrequenz aus Lsec und Lastwiderstand deutlich unter 50Hz liegen? Oder liege ich da total falsch.

Michael

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Michael Rübig

Hallo Mawin,

transformierte

Und wie transformiere ich das formeltechnisch?

soweit war ich auch schon. Allerdings brauche ich sekundär schon ordentlich Spannung, damit der Gleichrichter nicht zu viel Fehler reinbringt.

Im Geschäft hätte ich einen Azubi :-) Mal sehen...

Michael

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Michael Rübig

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Wenn sekundaer eine 1 H Spule dranhaengt, und eine Sekundaerspannung von

1V fuer 1 Sekunde anliegt, steigt der Sekundaerstrom um 1A. Hat der Trafo sekundaer 10 Windungen und primaer nur 1, reichte dafuer eine Primaerspannung von 0.1V, aber der Strom stieg um 10A, primaer erscheint die Spule wie 0.01H, also quadratisch zum Windungsverhaeltnis.

Sie sekundaere Spannung stellt sich einfach wie benoetigt von selbst ein (und erscheint ruecktransformiert auf Primaerseite, so weit die Primaerseite die Spannung liefern kann, bei Mikrovolt kann sie das sicherlich), deswegen heisst er ja Stromwandlertrafo.

Also auch bei 4000 Windungen (mit nominell wie Dieter richtig bemerkt

60mA am Messgeraet, also 15uV primaer) erscheinen einfach die vom Brueckgleichrichter benoetigten 1.5V sekundaer (375uV primaer). Schliesst du parallel zum Messinstrument (und nicht Sekundaerwicklung) 13,33 Ohm an, brauchst du nur noch 400:1 Windungen.
--
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MaWin

Versuch es doch mit einem (kleinen)Ringkerntrafo einer Halogenleucht, vielleicht hat die Primärwicklung ja schon genügend Windungen.

Ernst

--
Was ist TOFU? Wieso finden die anderen meine Artikel schwer zu lesen?
TOFU steht für "Text Oben, Fullquote Unten". Das ist eine Unart, die einen
nicht nur in dieser Newsgroup, sondern im ganzen Netz unbeliebt macht.
Lies "Wie zitiere ich im Usenet?": http://www.afaik.de/usenet/faq/zitieren/.
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Ernst Keller

Hallo Mawin,

Gute Beschreibung, danke.

Der Stromwandlertrafo wandelt aber nur dann richtig gut, wenn er am Ausgang kurzgeschlossen ist. Ein Lastwiderstand und ein Gleichrichter sind da dann schon eine Störgröße. Nun muss ich das ganze so auslegen, dass insbesondere der nichtlineare Gleichrichter keine große Rolle mehr spielt. Den Fehler durch den Widerstand kann man ja wahrscheinlich einigermaßen mit einem Trimmer wegtrimmen. Den Fehler, den der Gleichrichter einbringt allerdings nicht.

Dein Plausibilitätskontrollsystem mag heute wohl nicht so recht. Es sind 60mV, nicht mA.

Dann bin ich mit meinem ersten Versuch ja schon relativ gut dran. Mit ca. 100 Windungen gehts schon bei 500Hz einigermaßen. Mit 4mal so vielen Windungen habe ich die 16fache Induktivität, dann reichts auch für 50Hz.

Oder stochere ich schon wieder im Dunkeln?

Michael

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Michael Rübig

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

Stimmt.

Induktivitaet voellig wurscht (soll 0 sein), Kopplung ist relevant.

Der perfekte Trafo wird's natuerlich nur mit dem perfekten Kern :-) Moeglichst hohe Permeabilitaet (wenn mich mein Plausibilitätskontrollsystem nicht wieder truegt).

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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MaWin

MaWin schrieb:

Das verstehe ich jetzt nicht. Offenbar ist das ganze Frequenzabhängig. Wenns da keine Induktivität gibt, wo ist dann der frequenzbestimmende Faktor? Warum gehts bei 500Hz und bei 50Hz nicht. Irgendwo habe ich da einen Hochpass-Effekt drin. Also muss da doch ne Induktivität reinspielen. Oder wie?

Nach Deiner Erklärung ist die Permeabilität ja wurscht, Induktivität ist eh Null :-)

Kann ich grad nicht beurteilen, weil ichs eh noch nicht richtig verstanden habe.

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Als Band für Ringkerne kaum.

Nö, bei Z_sec=R_L hast du Leistungsanpassung, der Rest ergibt sich durch Nachdenken.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Ahja. Da ich keine Leistungsanpassung will sonder am Ausgang prinzipiell ein Kurschluss sein soll (idealer Stromwandler), muss XL >> Rlast sein. Bei 1H habe ich ein XL von 314Ohm. Wenn ich dann weniger als 10Ohm Last habe, sollte das hinreichend genau werden. Der Gleichrichter spuckt halt noch ein bißchen rein oder wie berücksichtige ich den?

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Kalibrieren.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Dieter Wiedmann schrieb:

Muss ich eh.

Ist der Fehler durch den Gleichrichter linear?

Unser Azubi hat uns gerade 1,5H auf nen Ringkern gewickelt. Mal schauen, obs klappt.

Michael

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Michael Rübig

Michael Rübig schrieb:

Nein.

Habt ihr keine Besen?;-)

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Michael,

Wenn Dein Kern bereits mehrere 100 Windungen hat, dann legt sich als Spannungsabfall Deines Gleichrichters einige x0 mV hin, die Du gegenüber den yy0 V von Deinem Trafo getrost vergessen lassen. D brauchst Du sicher nix kalibrieren. Aber Du solltest darauf achten, dass dein Kern entsprechend induktivität auf die Windungen gibt. Frag mich jetzt nicht mehr auswendig, wie, aber es gibt da auch die Spannungs-Zeit-Fläche, die einzuhalten ist. Die ist IMHO vom Kern abhängig. Ist schon ne Weile her, dass ich damit herumgemacht habe...

Marte

"Michael Rübig" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@individual.net...

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Marte Schwarz

Hallo Dieter, erstmal danke für die Unterstützung.

Ich hab das jetzt mal mit dem neuen Kern kurz ausprobiert. Geht nicht. Warum nicht ist mir jetzt egal, ich machs jetzt aktiv, hab die Nase voll. Da gehts dann hoffentlich auf Anhieb.

Naja, Mawin hats ja gleich gesagt... Aber so lernt man halt, zumal ich nun meine, auch den Flusswandler (Trafo) einigermaßen verstanden zu haben.

fliegende? Das ist das nächste Projekt, ich komme dann auf Dich zurück.

Michael

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Michael Rübig

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