Wie sind Transformatoren mit zwei Sekundärspulen aufgeteilt?
Ich frage zum besseren Verständnis lieber nach, weil ich eine Schaltung habe, die die zwei Sekundärspulen parallel und einen Mittelabgriff braucht.
Möglichkeit 1
oder
Möglichkeit 2
Sorry - das Fotobearbeitungsprogramm vom Handy gibt keine besseren Spulen her.
(Sowas hätte ich ja meinen Vater gefragt, aber das geht nichtmehr.)
4 Antworten
Mir gings darum, ob die zwei Sekundärspulen jeweils nur die Hälfte vom Eisenkern umfassen, damit sie zu einer einzelnen Sekundarschule verbunden werden können.
Oder ob die zwei Sekundärspulen jeweils den gesamten Eisenkern umspulen.
Einen stabförmigen Eisenkern, wie er im Schaltplan normalerweise dargestellt ist, verwendet man in der Praxis ziemlich selten und eher nur im Hochfrequenzbereich oder bei Trafos für sehr hohe Spannung (>100kV), weil dabei die Kopplung und dadurch die übertragbare Leistung relativ niedrig sind.
Häufiger genutzt sind geschlossene Kerne, also Kerne, in denen das Magnetfeld wirklich im Kreis wandern kann und nicht die Luft überwinden muss.
Einer der häufigsten verwendeten Kernformen ist ein EI-Kern. Die Buchstaben stellen dabei die Form der Kernteile dar.
Das hier ist ein Trafo aus einer Mikrowelle mit EI-Kern und fehlenden Sekundärspulen. Auf der Unterseite siehst du den I-Teil, das darüber ist der E-Teil. In dem Fall sind sie zusammengeschweißt.
[Nachtrag: Ich sollte vielleicht den Unterschied zwischen Windung und Wicklung erklären. Eine Windung ist es, wenn ein Draht einmal um bzw. durch den Kern geht. Eine Wicklung ist eine ganze Spule eines Trafos. Eine Wicklung kann eine oder viele Windungen haben.]
Die Wicklung die in dem Trafo noch drinsitzt ist die Primärspule [und sie hat wahrscheinlich um die 200-300 Windungen]. Sie ist quasi um den mittleren Teil vom E herumgewickelt.
Das Magnetfeld geht dabei durch den mittleren Teil, spaltet sich auf die zwei äußeren Kernteile auf und wird dann wieder zusammengeführt. Ungefähr so:
Damit eine Spule die Energie auffangen kann, muss das Magnetfeld durch sie durchgehen. Also wickelt man sie wie die Primärspule um den mittleren Teil. Sie um den äußeren Teil zu wickeln würde zwar auch funktionieren, aber dann hätte man nur die halbe Spannung zur Verfügung, weil das Magnetfeld dort auch nur halb so stark ist.
Hier also mal eine Wicklung, die man als Sekundärspule benutzen kann.
Der Draht geht zwei Mal um bzw. durch den Kern, das sind also zwei Windungen. Dieser Trafo hat eine Spannung von etwa einem Volt pro Windung, mit zwei Windungen bekomm ich also um die 2V.
Ich kann auch einfach noch eine Wicklung hinzufügen, wieder mit 2V.
Das Magnetfeld geht durch beide dieser Wicklungen, dadurch können beide die Energie auffangen und ich kann sie weitgehend unabhängig voneinander nutzen, also wie zwei einzelne Spannungsquellen behandeln. Somit kann ich sie auch wie Batterien in Serie oder parallel schalten. Allerdings ist das hier Wechselstrom, es gibt also kein Plus oder Minus. Stattdessen schaut man auf den Wickelsinn.
Bei der Parallelschaltung verbindet man beide gleichen Pole. Für einen Trafo heißt das, man verbindet die beiden Drahtenden, die im Uhrzeigersinn um den Kern gehen, und die zwei, die gegen den Uhrzeigersinn um den Kern gehen. Serienschaltung funktioniert, indem man einen Pol einer Wicklung mit dem anderen Pol der zweiten Wicklung verbindet, also ein Ende das im Uhrzeigersinn um den Kern geht und ein anderes, das gegen den Uhrzeigersinn um den Kern geht.
Ein Mittelabgriff ist einfach das wonach es sich anhört. Ein Kontakt, der nicht an einem Ende einer Wicklung ist, sondern irgendwo mittendrin. Hier hab ich mal nachträglich einen Mittelabgriff eingebaut. Wir haben also eine Windung, dann einen Abgriff und wieder eine Windung. An den äußeren Enden liegen also 2V an, zwischen einem äußeren und der Mittelanzapfung 1V.
Für einen Mittelabgriff muss man aber nicht wirklich eine Windung so anzapfen. Die Verbindungsstelle zwischen zwei in Serie geschaltenen Wicklungen kann man auch einfach herausführen und so verwenden.
Ich hoffe, das hat irgendeine von deinen Fragen beantwortet. Falls nicht oder falls du noch weitere hast, frag einfach nach ;)
Kurze Anmerkung:
In einem alten YouTubeVideo hab ich auch schonmal so einen Mikrowellentrafo gesehen.
Der Bastler hat die Sekundärspule durch einen fetten isolierten Kupferdraht (2 Windungen) ersetzt.
So hat er ein Punktschweißgerät gebaut, was mit 0,irgendwas Volt so ein Kurzschlussschweißen macht.
Gern geschehen :D
So würde ich sogar sagen können, dass Parallel- und Reihenschaltung sogar bei meinem zweiten Bild in der Frage möglich wären.
Wenn das Bild darstellen soll, dass die Wicklungen einfach übereinander liegen, dann ist das problemlos möglich.
Und das kann ich bestimmt nicht minimalinvasiv herausfinden,
Welche Anschlüsse du für Parallel-/Serienschaltung verbinden musst, kannst du auch einfach per ausprobieren herausfinden. Du verbindest einen Anschluss der einen Wicklung mit einem Anschluss der anderen Wicklung, schaltest ein und misst zwischen den zwei anderen Anschlüssen die Spannung. Wenn du dort die Summe aus den Spannungen der einzelnen Wicklungen hast, sind diese in Serie geschalten.
Ist eine Wicklung verpolt, misst du stattdessen die Differenz der zwei Spannungen, bei zwei Wicklungen mit gleicher Spannung also 0V. Das bedeutet aber, dass das die richtige Polung zum Parallelschalten ist. Du verbindest die Anschlüsse an denen du gemessen hast und fertig.
Vielleicht sollte ich noch anmerken, dass eine Parallelschaltung nur mit Wicklungen funktioniert, die die gleiche Spannung haben. Ansonsten würde auch ohne Last ein hoher Strom fließen und der Trafo könnte überhitzen.
In einem alten YouTubeVideo hab ich auch schonmal so einen Mikrowellentrafo gesehen.
Der Bastler hat die Sekundärspule durch einen fetten isolierten Kupferdraht (2 Windungen) ersetzt.
So hat er ein Punktschweißgerät gebaut, was mit 0,irgendwas Volt so ein Kurzschlussschweißen macht.
Ja, MOTs (Microwave Oven Transformer) sind für so was ganz lustig. Die Kerne haben recht viel Platz, und auch wenn man mit einer oder wenigen dicken Windungen keine hohe Spannung erzielt, lässt der niedrige Widerstand so einer Wicklung einen ziemlich hohen Strom zu.
Sogar so eine 2V-Wicklung mit nur 1,5mm^2 Kupferdraht wie in meinen Fotos bringt im Kurzschluss schon über 100A zusammen. Lange hält der Draht das aber nicht aus, der ist nach paar Sekunden schon echt heiß.
Ich hab hier auch einen modifizierten Schweißtrafo herumstehen, bei dem ich vier Windungen mit 50mm^2 Kabel draufgewickelt habe. Das gibt mir im Leerlauf um die 6V und im Kurzschluss bis zu 1500A. Ein 3mm dicker Nagel ist da in 3-4s durchgeschmolzen :D
Der Trafo könnte noch deutlich mehr hergeben, aber dazu müsste ich ein dickeres Kabel verwenden. Platz genug ist immerhin ^^
Es ist Möglichkeit 1, es ist so aufgeteilt damit man entweder die Spule über die halbe Breite oder über die ganze Breite nutzen kann
So:
Oder so:
Das obere Bild als Prinzip wäre eine Wandlung mit dualer Sekundärseite (getrennte Wicklung). Sofern beide Spulen gleichgebaut bzw. gleichgewindet sind, kann darüber der gleiche Spannungspegel entnommen werden. Für einen Mittelabgriff muss man diese nun verheiraten.
Das untere Bild ist vom Prinzip her falsch dargestellt.
Wenn die Spulen parallel verschaltet werden, bleibt die Spannung gleich bzw. gibt es nur einen Spannungspegel, der entnommen werden kann. Dafür addieren sich die Ströme.
Danke.
Inwiefern ist das obere Bild falsch dargestellt?
Ich brauche nämlich genau so eine Verdrahtung. Wie wäre es richtig?
So ganz verstehe ich die Frage nicht, das ist in den Bildern symbolisch dargestellt. Real müssen alle Spulen gemeinsam den Eisenkern umschlingen. Insofern verstehe ich die Symbolik der Grafik nicht, was soll sie genau aussagen?
Ich kenne es im Symbolbild nur so, dass der Eisenkern als Trennstrich zwischen Primär und Sekundär verwendet wird. In Real ist das ein komplettes Paket.
Mir gings darum, ob die zwei Sekundärspulen jeweils nur die Hälfte vom Eisenkern umfassen, damit sie zu einer einzelnen Sekundarschule verbunden werden können.
Oder ob die zwei Sekundärspulen jeweils den gesamten Eisenkern umspulen.
AMG28 hat's ja eben beschrieben. Üblicherweise sind immer alle Windungen um den Mittelhauptjoch des Eisenkerns gewickelt, oder bei einem überall gleichdicken Eisenkern, der dann ringförmig ist, an verschiedenen Stellen.
Vielleicht interessant für Dich in diesem Zusammenhang:
https://www.awt.uni-rostock.de/storages/uni-rostock/Alle_IEF/IEE/Teil_5_Transformator.pdf
Danke. Jetzt bin ich erstmal geplättet.
Du hast Dir echt die Mühe gemacht, um mir das mit einem echten Trafo visuell zu erklären.
Windung und Wicklung war mir bereits ein Begriff. Hatte Mutti mir in den 80ern erklärt.
Wie das Magnetfeld agiert war für mich sehr interessant. Das wusste ich nicht.
Die Erklärung über die Richtung der Wicklung und wie die Wickelrichtungen zusammengeschaltet werden, hat meine Frage beantwortet. (Theoretisch - wie zwei Batterien in Reihe und dann aus der Mitte abgreifen.)
So würde ich sogar sagen können, dass Parallel- und Reihenschaltung sogar bei meinem zweiten Bild in der Frage möglich wären. Kommt alles auf die Richtung der Wicklung an. Und das kann ich bestimmt nicht minimalinvasiv herausfinden, sondern der Hersteller muss mich informieren.
Wenn ich mit meinen jetzigen Schlussfolgerungen richtig liege, dann krieg ich das hin.