Leistungstreiber für Ferrittrafo

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RBMK1500
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von RBMK1500 »

Ich musste da nur an diese mehrschenkligen Drehstromtrafos denken.

Was wäre wenn z.B. Primär auf dem innenliegenden Schenkel montiert wäre ?

Teilen sich die Feldlinien nicht auf ?
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Norbi
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Norbi »

Wenn man davon nur zwei Schenkel bewickelt einmal mit Sek. und einmal mit Primärspule weicht der magnetische Fluss direkt auf den unbewickelten Schenkel aus sobald man versucht da Strom abzuzapfen.

Ist wie beim Neontrafo mit dem Streujoch, nur ist das dann noch viel effektiver so ganz ohne Spalt.
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RBMK1500
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von RBMK1500 »

Was ist aber wenn ich eine Primärspule habe in der Mitte , und jeden vertikalen Schenkel mit Sek. Spulen bewickel ?
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Norbi
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Norbi »

Wenn man die beiden Sekundärspulen elektrisch verbindet hat man wieder einen "relativ" normalen Trafo. Da sich der Fluss aber auf zwei Schenkel aufteilt(wie im Bild ganz rechts) halbiert sich an den Sek. Spulen aber die abgreifbare Spannung.

Aus dem drei schenkligem mit 2x 2000 Windundungen sek würde genau soviel Spannung kommen wie wenn man den einen Schenkel einfach weg lässt und nur eine sek Spule mit 2000 Windungen hat. Bringt also irgendwie nichts außer Kupferverluste und einem drittel mehr unnötige Eisenmasse.

Wie sich das verhält wenn man die beiden Schenkel asymetrisch belastet weiß ich nicht.
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Bastl_r
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Bastl_r »

Hi
Seh es mal, abgeleitet von der Durchflutung mit ihrer Einheit Ampere, folgendermaßen:
Du kannst mit der einspeisenden (Primär)Wicklung nur eine bestimmte Anzahl an Magnetfeldlinien in dem Schenkel erzeugen. Mit diesen kannst Du dann wieder eine gewisse Leistung auskoppeln. Ob das nun über einen oder zwei gewickelte Schenkel geschieht ist wurscht. Die Anzahl der zur Verfügung stehenden Magnetfeldlinien erhöht sich mit mehr Schenkeln nicht.
Beim Drehstromtrafo brauchst du halt drei Schenkel und drei Wicklungen weil die drei Phasen zeitlich zueinander verschobene Zustände haben.

bastl_r
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Phoenix6478
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Phoenix6478 »

Hallo :)

Hier gibt es jetzt nach längerer Pause wieder ein Update. Ich habe jetzt den gesamten Inverter so umgebaut, sodass er mit bis zu 700V laufen könnte. Als Stromversorgung dient mein selbstgebauter 3 Phasen Variac, mit dem ich ca. 660V Busspannung gleichgerichtet erreichen kann. Die neuen Buselkos besitzen jeweils 6800 Mikrofarad bei 350V, was rund maximal etwa 830 Joule an Energie bringt. Die Elkos besitzen ein sehr geringes ESR und können viel Rippelstrom aushalten. Mein Plan ist es, bis zu 20kW über die Brücke und den Ferrittrafo zu jagen.

Hier sind ein paar Bilder vom Kraftwerk :D
20190313_145028.jpg
20190313_193304.jpg
Allerdings ist mir vorher eine Kleinigkeit aufgefallen, die ich früher nie bemerkt habe. Da ich zum Invertieren des Signals für den Gatetreiber einen invertierenden Schmitttrigger vom Typ 7414 verwende, kommt es aufgrund der Verzögerung des ICs zu einer kleinen Verschiebung des Duty-Cycles. Daher beträgt der Duty Cycle nicht genau 50:50, sondern 49,8:50,2.

Bis jetzt hatte ich dadurch aber keine Probleme, die Brücke lief ja vorher auf einer Phase genauso. Es kommt zu keinem Shootthrough, weil die Brücke ohne Last und mit Gatedrive nur sehr wenig Strom zieht.

Eine Lösung für dieses "Problem" wäre entweder ein weiterer, nicht invertierender Schmitttriger, der die Verzögerung ausgleicht, oder ein RC Glied vor einem Schmitttriger. Die Frage ist, ob das überhaupt notwenig ist.

Wie seht ihr das? 0,2% Abweichung dürften nicht wirklich ein Problem darstellen, oder?

Mit besten Grüßen
Phoenix
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Norbi
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Norbi »

Sag mal, wie viele Windungen sind denn da Primär auf dem Trafo?

Ich würde mal ausrechnen wie groß die Windungsspannung bei der gewünschten Frequenz maximal sein darf. Nicht dass Du den Trafo im Sättigungsbereich laufen lässt und die Energie dann im igbt und dem Kupferdraht verheizt wird. 20 kHz sind jetzt nicht so extrem viel, 600V ordentlich und 10 Windungen wären dann irgendwie ziemlich wenig.
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Phoenix6478
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Phoenix6478 »

Hallo Norbi

Natürlich habe ich mir darüber schon Gedanken gemacht. Vorher lief die Brücke bei maximal ca. 354V, was bei der Halbbrücke mit dem kapazitiven Spannungsteiler 177V ergibt. Damals habe ich 5 Windungen am Kern verwendet, was bis zu 167A Stromfluss brachte.

Mit der Formel U=2×pi×f×B×A kann man die maximale Spannung pro Windung ausrechnen. Mein Kern hat 28×30mm Schenkel und besteht aus N87 Material, was laut Datenblatt maximal 490mT kann. Wenn ich bei 20kHz in die Formel einsetze, komme ich auf maximal 52V pro Windung.

Also kann ich bei 20kHz minimal 7 Windungen verwenden. Wenn ich auf 26kHz raufgehe, sind auch noch 6 Windungen bei 61.5V pro Windung drinnen.

Die Ansteuerung ist nicht der limitierende Faktor, da ist ein 470A IGBT Brick oben.

6-7 Windungen mag einen recht wenig vorkommen, aber man darf nicht vergessen, dass die Induktivität quadratisch mit der Windungszahl ansteigt. Bei 6 Windungen sinds ca. 19uH im Kurzschluss und bei 7 26uH. Das ergibt jeweils 148A oder 201A Stromfluss.

Mit besten Grüßen
Phoenix
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kilovolt
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von kilovolt »

Guten Morgen Phoenix

Schwarz und stark - der Anblick Deines Kraftwerks gefällt mir sehr :-)
Was ich vorgängig noch nachprüfen würde ist, ob sich die Spannung einigermassen gleichmässig auf die beiden Elkos aufteilt. Dazu musst Du ja nicht bis ans Limit gehen, testen mit vielleicht halber Spannung oder so reicht auch aus. Mit 660V gehst du ja recht nahe an die maximal erlaubten 700V ran, das sind keine 10% Sicherheitsmarge mehr. Wenn sich die Spannung nicht ganz genau gleich aufteilt, brauchst Du allenfalls noch einen kleinen Widerstandsteiler parallel dazu. Dieser frisst nicht viel Leistung, aber er hilft symmetrieren.

Bin echt gespannt, was Du mit diesem krassen Setup rausholst :shock:

Gruss kilovolt
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Phoenix6478 »

Hallo kilovolt

Sehr schön, dass dir mein "Kraftwerk" gefällt :)

Danke für den Hinweis, aber ich habe schon Widerstände genau zu diesem Zweck montiert ;) Wenn man genau schaut, sieht man bei dem Bild der Brücke beim Busbar einen Widerstand der beiden. Ich habe 10k und 12W gewählt. Die Widerstände dienen nicht nur als Balancer, sondern auch als Bleeder. In 4 Minuten werden die Elkos von 330V auf 10V entladen.

Mit besten Grüßen
Phoenix
Zuletzt geändert von Phoenix6478 am Do 14. Mär 2019, 11:37, insgesamt 1-mal geändert.
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kilovolt
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von kilovolt »

Oh entschuldige, Phoenix, hab ich nicht gesehen. Na dann sollte die Spannungsverteilung auf die Elkos ja kein Thema mehr sein.

Beste Grüsse
kilovolt
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Phoenix6478 »

Du musst dich doch nicht entschuldigen dafür, das Braun der Widerstände hat schlechten Kontrast gegenüber dem Schwarz des Kühlkörpers und der Bodenplatte. :)
Da kann man schnell was übersehen. Ich habe auch schon oft viel wichtigere Sachen an Schaltungen übersehen, wodurch es zu Problemen gekommen ist. :)

Mit herzlichen Grüßen
Phoenix
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von kilovolt »

Phoenix, Du hast mich echt motiviert, die Dreiphasengeschichte auch mal in Angriff zu nehmen. Könnte wohl für meine Röntgentrafos auch interessant werden. Dass ich dann eine neue Brücke brauche, versteht sich von selbst. Nur die Kosten sind momentan noch ein gewisses Hindernis. Habe in letzter Zeit ziemlich viel Geld ins Hobby gesteckt. Wenn der Chinesenvariac jedoch eine akzeptable Qualität aufweist und die Welle unten noch etwas hervorschaut, bin ich echt schwer in Versuchung, auch so einen Dreiphasenstack zu bauen ;-) Sollte dies der Fall werden, wäre ich froh um Deine Erfahrungen beim Bau des Variac-Stacks.

Beste Grüsse und weiter viel Erfolg!
kilovolt
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von Phoenix6478 »

Freut mich sehr, dass ich dich zum Basteln motivieren konnte :headbang:

Auf den 3 Phasen Variac aus China bin ich sehr gespannt. Wenn es so weit ist, werde ich dir passende Kupplungen sagen, die funktionieren zum Verbinden. Du musst mir nur den Durchmesser der Welle sagen. Ich hab nämlich schon die Erfahrung gemacht, dass nicht alle Kupplungen geeignet sind und manche viel Spiel haben. Beim Bau ist auch wichtig, dass keine mechanischen Spannungen im Aufbau drinnen sind. Also vorher die Kupplung auf die Wellen geben und noch nicht anziehen. Wenn dann die Variacs fixiert sind und die Kupplungen noch frei drehbar sind, ist alles in Ordnung.

Was sagst du eigentlich zu den 0.2% Abweichung am Duty Cycle? Ich kann mit durchaus vorstellen, dass du womöglich mit dem TL494 auch kleine Abweichungen hast bei deiner Brücke.

Mit herzlichen Grüßen
Phoenix
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Re: Leistungstreiber für Ferrittrafo

Beitrag von kilovolt »

Danke Phoenix, das sind eben genau diese Tipps, die so wertvoll sind und einem eine Menge Mühe ersparen.

Die minime Abweichung im Duty-Cycle halte ich für völlig unproblematisch. Bei meinem Setup habe ich das Tastverhältnis auch nur grob "von Hand" eingestellt mit einem Poti, das ist sicher auch nicht so genau 50:50 ;-)

Beste Grüsse
kilovolt
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