Wo sollte ich nach Abweichungen in der Transformatorinduktivität suchen?

Ich experimentiere mit diesem kleineren (~ 15 VA) Ringkerntransformator als "Labor" -Übung, während ich etwas über Transformatoren lerne. Im Moment hat es nur seine ursprüngliche 115-V-Primärwicklung; Ich habe die mitgelieferten Sekundärteile "abgewickelt" und entfernt und werde zu Versuchszwecken neue mit verschiedenen Beschreibungen hinzufügen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die Primärwicklung hat etwa 1500 Windungen mit einem Wicklungswiderstand von 28 Ω .

Das Problem, das ich habe, ist, dass ich sehr unterschiedliche Werte für die Primärinduktivität erhalte, je nachdem, wie ich sie messe. Ich habe ein paar Hypothesen warum, aber ich frage mich, welche am wahrscheinlichsten sein könnte.

  • Wenn ich die Primärseite mit meinem Agilent U1733C LCR-Messgerät messe, erhalte ich einen Messwert von 22,7 H bei 100 Hz. Es gibt aus irgendeinem Grund keine 60-Hz-Option, also habe ich die niedrigste verfügbare Frequenz ausgewählt. Bei der 120-Hz-Einstellung werden 20,4 H angezeigt, also gehe ich davon aus, dass der 60-Hz-Wert eher etwas höher als 22,7 H und nicht niedriger ist.

    Bei der 100-Hz-Einstellung werden 7,7 nF für die Kapazität angezeigt.

  • Mein zweiter Test dient der Identifizierung der Kerneigenschaften, insbesondere der Sättigungskurve, zeigt aber auch die Induktivität an. Grundsätzlich lege ich eine Spannung an (in diesem Fall 4 VDC) und beobachte dann den Stromverlauf mit dem Oszilloskop über einer 1 Ω Widerstand. Die Steigung des linearen Teils in den ersten paar Mikrosekunden nach dem Anlegen der Spannung zeigt die Induktivität an. Bei dieser Messmethode erhalte ich ca. 8,8 H .

  • Der dritte Test, den ich durchführte, bestand darin, den Magnetisierungsstrom zu messen. Mit meinem DVM erhalte ich 3,1 mA AC RMS über die Primärseite, wenn es an 120 VAC angeschlossen ist. (heute läuft die Leitung mit ca. 124 VAC).

    Das ergibt eine Impedanz von etwa 40 k Ω was einer Induktivität von 106 H entsprechen würde .

Ich frage mich also, warum es bei der Induktivitätsmessung eine so große Variation geben würde.

Ich weiß, dass das LCR-Messgerät mit einer zu hohen Frequenz misst, aber es scheint, als würde der tatsächliche Wert im schlimmsten Fall nicht mehr als beispielsweise 30 betragen H .

Beim Gleichspannungstest vermute ich, dass einige Kernmagnetisierungs-Hysterese-Effekte auftreten, da ich eine ganz andere (viel längere) Kurve erhalte, wenn ich die Polarität umkehre, aber nur das erste Mal bei der neuen Polarität.

Der Magnetisierungsstromtest scheint jedoch verdammt genau zu sein.

Wie auch immer, ich bin hier ziemlich ratlos, wie ich das erklären und vielleicht ein oder mehrere meiner Testverfahren ändern soll.

Hat jemand eine Idee, wie sich das erklären lässt?

Antworten (3)

Der richtige Test besteht darin, 120 V Wechselstrom anzulegen, und wenn dies eine Induktivität von 106 H impliziert, würde ich davon ausgehen. Warum zeigt das Messgerät also eine niedrigere Induktivität an? Eine Sache, die auf ein "Problem" hinweisen könnte, ist die Messung von 7,7 nF. Wenn Sie den Induktivitätsmesswert von 106 H nehmen und die Resonanzfrequenz mit 7,7 nF berechnen, erhalten Sie 176 Hz, und dies ist viel zu nah, um Induktivitätsmessungen an Ihrer LCR-Brücke sinnvoll zu machen.

Ein weiterer Faktor ist, dass die Wirbelstrominduktion in die Lamellen mit einem bestimmten Frequenzfaktor ansteigt (ich denke, es ist wie ein Hauteffekt, also steigt sie mit an F aus der Erinnerung). Wirbelströme sind wie teilweise kurzgeschlossene Windungen und haben daher die Wirkung, die wahrgenommene Magnetisierungsinduktivität des Kerns zu verringern.

Danke Andy, das gab mir das Vertrauen in den effektiven impedanzbasierten Wert, um mir die anderen beiden genauer anzusehen. Ich denke jetzt, dass der mit dem LCR-Messgerät abgelesene Kapazitätswert von 7,7 nF unzuverlässig ist. Ich bekomme heute einen völlig anderen Messwert, -142 nF (ja, negativ), also denke ich, dass das Messen der Wicklungskapazität nicht so einfach ist wie das Anschließen des LCR-Messgeräts. Beim Kernmagnetisierungstest wurde mir klar, dass ich das MOSFET-Gate mit der gleichen 4-V-Testspannung auslöste, also denke ich, dass ich ziemlich hoch bin R D S dort würde das alles vermasseln. Ich korrigiere das und versuche es nochmal :)
Ich denke, das Rampenstrom-Testergebnis ist hier erwähnenswert, wenn Sie es ermitteln. Die -142nF bedeuten in meinem Buch 17,8 Henry bei 100 Hz. Eine LCR-Brücke kann ihre Schlüpfer verdrehen, und das Melden einer negativen Kapazität ist etwas, von dem ich schon einmal gehört habe!
Wird Andy machen. Ich überarbeite den Induktor-Testaufbau, um den MOSFET mit vollen (~ 10 V) Gate-Spannungsimpulsen anzusteuern. werde ergebnisse posten wenn ich fertig bin :)

Das Hauptproblem besteht darin, dass eine konstante Induktivität ein zu einfaches Modell für einen mit Transformatoreisen bestückten Ringkerntransformator ist.

Die Nichtlinearität der Permeabilität macht die Induktivität empfindlich gegenüber dem Treiberpegel. Es gibt andere Effekte, die die Anschlusseigenschaften der Komponente, Hysterese und Wirbelströme und Kernverluste verändern.

Diese Effekte wirken sich unterschiedlich aus, je nachdem, ob ein LCR-Messgerät die AC-Induktivität mit niedrigem Hub betrachtet, das Netz eine AC-Induktivität mit nahezu vollem Hub untersucht oder eine lineare Rampe auf einer Seite der Hysteresekurve hochläuft und die andere Seite ignoriert, bis Sie kehren es um und finden es anders.

Die Frage ist also: "Warum willst du die Induktivität wissen?". Vermutlich dient es dazu, das Verhalten des Kerns unter bestimmten Bedingungen vorherzusagen. In diesem Fall müssen Sie entweder die effektive Induktivität genau unter diesen Bedingungen messen oder ein viel umfassenderes Modell des Kerns verwenden, um ihn vollständig zu charakterisieren.

Nun, die Primärwicklungen Ihres Ringkerntransformators haben eine hohe Induktivität, da es keine Lücke und viele Windungen und Stahl mit hoher Permeabilität gibt. Dies bedeutet, dass Ihr induktiver Strom niedrig ist, es sei denn, die Testfrequenz war so dumm wie 5 Hz. Die Eisenverluste sind ebenfalls gering, weil diese Donuts sind aus gutem Stahl. Aber Ihr Q ist eigentlich ziemlich niedrig. Ich wette mit Ihnen, dass es weniger als 10 ist. Bei niedrigem Q sind nicht alle Induktivitätsmessgeräte gleich Nähere Antworten bekommt man vor allem deshalb, weil das Lampenvorschaltgerät einen Spalt hat.

Eine Reaktanz von 40 k und ein Gleichstromwiderstand von 28 Ohm sehen für mich wie ein Q von über 1000 aus.
Die Eisenverluste können als effektiver Widerstand behandelt werden. Dieser Widerstand liegt parallel zum Induktor. Hier kommt das niedrige Q her
Wo sollte ich nach Abweichungen in der Transformatorinduktivität suchen?
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