Luftspalt beim Schalenkern

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Autor
Luftspalt beim Schalenkern

    










BID = 905790

Murray

Inventar



Beiträge: 3787
 

  


Bin dabei mir einen Abwärtswandler für mein Solarprojekt zu bauen.

Eckdaten:
U_ein max. 30V
U_aus ca. 13V
I_max 30A
f=31,5 kHz

Also verschiedentlich kundig gemacht und dann bei diesem Rechner hängen geblieben

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/smps.html

Da passte zu den Daten der Kern
Siemens PM 74/59
wo ich zufällig einige liegen habe.

Getestet und keinerlei Übereinstimmung mit dem Rechner

Bis ich bemerkte das es den in 4 Varianten gibt.

http://www.epcos.com/inf/80/db/fer_07/pm_74_59.pdf

Tja ich hab den ohne Luftspalt N27.
... was wohl nicht so günstig für einen Abwärtswandler ist (? ... von sowas habe ich nicht viel Ahnung)

gerechnet würde mit Luftspalt (AL-Wert 315 zu 10000)

Kann ich da einfach mit dem Dremel in der Mitte die 3,8 mm in etwa wegschleifen damit ich auf die Werte komme oder funktioniert das nicht?




[ Diese Nachricht wurde geändert von: Murray am 15 Nov 2013 22:32 ]

BID = 905891

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Kann ich da einfach mit dem Dremel in der Mitte die 3,8 mm in etwa wegschleifen
Wie kommst du denn auf diesen Wahnsinnswert?
Und geschliffen wird schon mal gar nicht.
Leg mal eine oder wenige Lagen Schreibpapier als Abstandshalter ein, das sollte reichen.

Wo ist dein Schaltbild und die Wicklungsdaten?

 

  






BID = 905904

Murray

Inventar



Beiträge: 3787

Hallo perl

[quote]
perl schrieb am 2013-11-16 19:21 :

Zitat :
Wie kommst du denn auf diesen Wahnsinnswert?


Der steht im verlinkten Datenblatt

Material AL valuenHs approx.mm µe Ordering code
N27 315  3% 3.80 41 B65686A0315A027

(ich hoffe die Formatierung stimmt)
Ansonsten bitte die pdf anschauen

Halt ein ganz normaler Abwärtswandler.
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps/abw_smps.html
Statt der Diode kommt noch ein Mosfet rein und gesteuert über passenden IC mit Ladungspumpe.

Der Rechner funktioniert irgendwie zur Zeit nicht.
Aber angestrebt waren ca. 100 µH

Das müßten dann ca. 19 Windungen sein bei 10 mm² Drahtquerschnitt.

Also macht es nichts wenn die Außenschenkel auch einen Luftspalt haben?



BID = 905908

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Also macht es nichts wenn die Außenschenkel auch einen Luftspalt haben?
Dadurch wird das Streufeld etwas erhöht, aber ansonsten belanglos.
Der äußere Luftspalt zählt natürlich mit: Wenn du 0,5mm Pappe einlegst, hast du insgesamt 1mm Luftspalt.

Im Übrigen erscheint mir die Arbeitsfrequenz reichlich gering. 50..100kHz dürften sinnvoller sein, und einen 10mm2 Draht kannst du wegen des Skineffekts auch nicht verwenden.
Entweder nimmt man da Cu-Folie, oder eine HF-Litze.
Eine HF-Litze besteht aus sehr vielen einzeln mit Lack voneinander isolierten Drähtchen mit z.B. 0,1mm Durchmesser.
Bei so kleinen Wickeln kannst du auch die Strombelastung deutlich höher wählen, z.B. 6 oder sogar 8 A/mm2.

P.S.:
Ich habe mir jetzt einmal das Datenblatt deines Kerns angesehen. Das ist ja ein gewaltiger Trumm und gut für einige hundert Watt.
Trotzdem wählt man den Luftspalt gewöhnlich nicht, weil es den bei Siemens gerade im Sonderangebot gibt, sondern aufgrund von Berechnungen.
Kritisch in diesem Zusammenhang ist vor allem, daß die Sättigungsmagnetisierung nicht erreicht oder gar überschritten werden darf. Am besten hält man einigen Abstand zu diesem Wert, das senkt auch die Verluste.

Eine richtige Optimierung unter Berücksichtigung aller magnetischen, Kupfer- und Schaltverluste ist aber schwierig. In dieser Hinsicht wirst du dich wohl etwas auf dein Glück verlassen müssen.

Bei der Wahl der Arbeitsfrequenz solltest du daran denken, daß der Stromripple auch am Eingang der Schaltung erscheint und dort entsprechende Siebkondensatoren erforderlich macht. Bei höherer Frequenz können die natürlich auch kleiner sein.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: perl am 16 Nov 2013 23:22 ]

BID = 905939

powersupply

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Beiträge: 2881
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Das aktuelle Epcos Datenblatt für N27 gibt zwar als fGrenz einen Wert von 150kHz an. Mein noch deutschsprachiges S&M Datenbuch von 1994 sprach dagegen nur von fGrenz=100kHz. Die Diagramme sind zum Glück aber noch gleich.
Ich meine aber in einem noch älteren Datenblatt von einer noch greingeren Empfehlung gelesen zu haben. Insbesondere bei Verwendung von so großen Kernen.

@ Murray
Hast Du HF-Litze?

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BID = 905989

Murray

Inventar



Beiträge: 3787

Original war der Kern in einem Blitzgenerator drin.
Da arbeitete er sogar nur mit 13 kHz.

Wußte gar nicht das der Skineffekt bei so geringen Frequenzen schon eine Rolle spielt.
HF-Litze habe ich nicht.
Mehrdrahtlösung mit dünnen Kupferdraht müßte doch auch funktionieren

BID = 905998

Mirto

Schreibmaschine



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Zitat :
Mehrdrahtlösung mit dünnen Kupferdraht müßte doch auch funktionieren

Aber nur wenn die einzelnen Drähte voneinander isoliert sind (Lack) andernfalls verhalt sich das Konstrukt wie ein einzelner dicker Darht.

Gruss
Rainer

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BID = 906243

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Ich würde Kupferlackdraht nehmen, den man bei Trafos verwendet.

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BID = 906277

Murray

Inventar



Beiträge: 3787

Habe ich auch vor.
Fragt sich nur wie dick der Einzeldraht etwa sein sollte.

BID = 906281

perl

Ehrenmitglied



Beiträge: 11110,1
Wohnort: Rheinbach


Zitat :
Wußte gar nicht das der Skineffekt bei so geringen Frequenzen schon eine Rolle spielt.
Doch das, das ist der Fall.
Außerdem sind deine 30kHz ja kein Sinus, sondern enthalten reichlich Oberwellen.
Hier findest du für verschiedene Frequenzen berechnete Werte: http://de.wikipedia.org/wiki/Skineffekt


Zitat :
Mehrdrahtlösung mit dünnen Kupferdraht müßte doch auch funktionieren
Kann man auch machen, aber unbedingt CuL Drähte nehmen, wenn möglich nicht dicker als die doppelte Leitschichtdicke.
Oder eben Cu-Folie.

Was soll das ganze Konstrukt denn leisten?


BID = 906298

Murray

Inventar



Beiträge: 3787

Das wären ja 0,8mm CuL max.
Passt doch ganz gut.
Kann ich auch dünner machen um Reserven zu haben.

Hatte jetzt mal einen 2kW-Wandler demontiert (welcher sicherlich höher taktet) da waren es ca. 0,5mm.

500W sollen theoretisch max. gewandelt werden.

edit:
Oh verflechtet wird das auch noch.
Das kann man ja händisch machen für die 20 Windungen.

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Murray am 19 Nov 2013 21:53 ]

BID = 906324

powersupply

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Wohnort: Schwobaländle

Halo Murray

Das ist auch ein halber PM75 mit HF-Litze drauf.
Die hat etwa 1,5qmm und beinhaltet 60 Einzeldrähte mit ca 0,17mm.
Das war mal die Drossel eines Frequenzumrichters.
Wenn Du magst kann ich Dir was davon abgeben. Bei mir liegts seit 10 Jahren nur rum. Bei zwei Strängen parallel hast Du dann 3qmm die evtl reichen sollten.

powersupply

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[ Diese Nachricht wurde geändert von: powersupply am 20 Nov 2013  9:44 ]

BID = 906325

powersupply

Schreibmaschine



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Mist
Beim Edit lässt sich kein vergessenes Bild mehr einfügen
Dann eben extra




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BID = 906352

Murray

Inventar



Beiträge: 3787

Hallo powersupply
Das wäre sehr nett von dir
Solche HF-Litze habe ich ehrlich gesagt noch gar nicht gesehen.

Allerdings denke ich fast dass 2 Stränge zu knapp werden für max. 30A

Ich habe jetzt auch noch mal mit dem Kern getestet und da hat sich bestätigt was geschrieben wurde.

Habe bei 19 Wdg. original 3,3mH
ca. 0,75mm Pappe zwischengelegt -> LS 1,5mm -> 240µH
ca. 1,5 mm Pappe -> LS 3mm -> 135µH

Also das passt in etwa dazu was ich anfangs gerechnet hatte.

Wenn ich den Luftspalt kleiner mache könnte ich allerdings auch mit der Windungszahl runter gehen.

BID = 906448

powersupply

Schreibmaschine



Beiträge: 2881
Wohnort: Schwobaländle

Ich habs doch gewusst. Das Haus verliert nix
Aus einem geschlachteten 11kW Umrichter hab ich auch noch eine etwa drei mal so starke HF-Litze da. Allerdings hab ich grad keine Lust die über 100 Drähtchen zu zählen
Vergleich der Außenabmessungen:
Die dünne HF-Litze mit etwa 1,5qmm misst auf der Umspinnung 2,2x1,5mm. Die Dicke 3,3x2mm. Sollte also mindestens doppelt so viel effektiven Querschnitt haben wie die dünne Litze. Eher etwas mehr.

powersupply





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[ Diese Nachricht wurde geändert von: powersupply am 20 Nov 2013 20:10 ]


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