Frage zu Strombegrenzungs Drossel

Hallo,

das Thema gab es hier bereits, meine Frage konnte ich aber nicht so ganz klären mit dem, was ich hier gefunden habe.

Wenn ich den Kurzschlussstrom eines Trafos mit einer Drossel begrenzen will, ist es ja wichtig, dass die Drossel die Differenz zwischen den angelegten 230V und dem, was an Spannung am Trafo abfällt, aufnehmen kann.

Wenn ich nun den Trafo kurzschließe, sollte diese Differenz fast die gesamten 230V sein, die an der Drossel abfallen?

@kilovolt Hat öfter mal den Tipp gegeben zur Strombegrenzung einen 60V / 230V Trafo zu verwenden. Die 60V Seite eines Trafos in Reihe zur 230V Wicklung des zu begrenzenden Trafos zu schalten und an die 230V Seite z.B. einen kurzgeschlossenen Neontrafo. Wenn hier aber (wie oben angenommen) fast 230V Spannung abfallen, gerät der Kern doch massiv in Sättigung, wenn die Wicklung nur für 60V ausgelegt ist oder?

Dazu noch eine ergänzende Frage:

Angenommen eine Netzdrossel verfügt über folgende Angaben: 7.5mH 33A

Kann ich diese zur Begrenzung eines Trafos verwenden? Bei 7.5mH würden 97.7A bei 230V fließen. Das ist ja gerade mal die 3-Fache Last für die Wicklung und sollte für den Kurzzeitbetrieb kein Problem darstellen. Wenn ich nun aber keine Infos zur Spannung der Drossel finde, könnte es sein, dass sie bei 230V in Sättigung geht und die 97.7A weit überschritten werden, oder?

Vielen Dank euch :slight_smile:

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Über die Windungszahl und den Querschnitt des Kerns könnte man die Sättingungsspannung berechnen.

Zum schätzen/Helfen würde ein Bild helfen.

Allgemein würde ich mal annehmen, dass eine Netzdrossel 230 V aushält. Und wenn du es testet und sie das nicht tut, dann sollte dir auch nur die Sicherung fliegen.

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Ja absolut. Es ist sogar ziemlich wahrscheinlich das die Drossel in Sättigung gehen wird.

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Hallo Leute,

die Sache mit dem 230V: 60V-Trafo funktionierte bei mir ziemlich gut, aber das Konstrukt war für Kurzzeitbetrieb mit viel Leistung und wenig Volumen und Gewicht gedacht. Es gibt hier ziemlich viele Parameter, deshalb ist es meiner Ansicht nach ein guter Approach, die Werte empirisch zu ermitteln. Man sollte nicht vergessen, dass auch der zu begrenzende Trafo selber eine nicht zu vernachlässigende Induktivität aufweist und dass man beim arcen bei weitem keinen vollen Kurzschluss erzeugt. Es fällt immer was an dem zu begrenzenden Trafo ab. Damit man ordentlich Strom treiben kann, sollte man gemäss meinen Erfahrungen die Begrenzungsdrossel nicht zu induktiv dimensionieren, wobei dies natürlich auch stark abhängig ist vom HV-Trafo selber. Wichtig in diesem Zusammenhang auch: Das beschriebene Setup bezog sich auf die Begrenzung eines 100V Spannungswandlers, nicht auf 230V HV-Trafos.

Beste Grüsse

kilovolt

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Hallo und einen schönen Allerheiligen- Sonntagmorgen, hallo herrlito. Poste doch mal ein Bildchen von der Netzdrossel, vielleicht kann man diese danach besser einem Verwendungszweck zuordnen. Wie schon Mathematiker geschrieben hat, könnte man in einem Versuchsaufbau ermitteln wann diese in Sättigung geht, ohne dabei einen teuren HV Trafo zu schrotten. Es gibt da ja auch die unterschiedlichsten Bauformen von Netz - Vorschalt - Stromkompensations - Ausgangs - Rückspeise - Kommutierungsdrosseln, und noch viele mehr für andere Anwendungen. Ich habe auch noch so ein dickes 3 :grin: Phasen 53 A 400 V Teil aus einem Umrichter, das ist bestimmt so ein 15 bis 20 Kg schwerer Eisenklotz. Für einen 300 A 24 V Hochstromtrafo habe ich auch mal was für die Sekundärseite aus nem MOT Kern gebaut :innocent:, für ein beheiztes Graphit - Schiffchen - Tiegel. Viele herzliche Grüße von axon-F.

Hallo zusammen und vielen Dank für Eure Antworten!

Drosseln wie die findet man recht oft auf Ebay. Aber leider gibt es nur selten Angaben zur Spannung. (Abgesehen von Isolationsspannungen). Kann man anhand der Bilder sagen, ob man die für HV-Trafos zum Begrenzen hernehmen kann?
@Alexander470815 Wieso meinst Du, dass die in Sättigung geht?

Hallo und einen schönen guten Montagnachmittag, hallo grüß dich herrlito. Die Drossel hat ja auch schon ne bestimmte Größe, min 110 x 110 x 80, und ist somit etwas größer als ein MOT Kern, nur dieser hat eine erhebliche Höhere Induktivität auf der Primärseite. Bei MOT Stacks nimmt man ja auch gerne einen MOT mit kurzgeschlossener Sekundärseite als Ballast. Was spricht eigentlich dagegen, den ? H V Trafo über ein Variac anzusteuern, da könnte man ja erst mit 100 V beginnen und dabei den Strom messen. Bei ner höheren Spannung haste ja automatisch auch einen größeren Strom, der die Drossel in die Sättigung schickt. Viele herzliche Grüße von axon-F.

Naja wenn man den Nennstrom weit überschreitet wird die Drossel irgendwann sättigen.

Meist nutzt man das verbaute Material schon ganz gut aus also wird das eher früher als später passieren, sicher sein kannst du wohl nur wenn du es ausprobierst.

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Ich dachte, dass es nur auf die Spannung ankommt, wann ein Kern sättigt und nicht auf den Strom und dass diese 33A Angabe sich nur auf die thermische Belastbarkeit der Wicklung bezieht. Drum dachte ich, dass die Drossel auch auf 97A begrenzen kann ohne zu sättigen.

Aber dann kann man sagen, dass die Spannung, die 33A durch die Drossel fließen lässt, wohl auch schon fast die Sättigungsspannung des Kerns ist. Habe ich das so richtig verstanden?

Hallo und ne schöne gute Nacht :night_with_stars:, hallo herrlito ich bin da ja auch nicht der Fachmann, nach URI steigt mit der Spannung auch der Strom, und an einem bestimmten Punkt verliert die Drossel ihre Induktivität und man hat nur den reinen Ohmschen Widerstand.

Entscheidend für die Sättigung ist die Flussdichte im Kern.

Treibend dafür ist der Strom, da die Drossel wohl einen Luftspalt hat wird die Sättigung nicht schlagartig eintreten.

Kannst du ja einfach mal ausprobieren wie der Strom aussieht wenn du diesen langsam erhöhst. Irgendwann wird der Strom nicht mehr sinusförmig sein sondern verzerrt.

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Hallo und einen schönen guten Morgen, falls kein so Leistungsfähiges Netzteil zur Verfügung steht, könnte man vielleicht auch nen alten AC - Schweißgerät - Streufeldtrafo mit nem Shunt für die Strommessung verwenden. Diese beginnen meist mit 30 bis 40 Ampere, haben aber unter Last meist nur 40 Volt. Viele herzliche Grüße von axon-F.

Wenn der Strom deutlich höher wird, weil die Drossel sättigt, ist der Strom nicht mehr Sinusförmig, oder? Das dürfte sich dann wohl auch auf die Lichtbögen des zu begrenzenden Trafos auswirken und evtl. sogar unschöne Spannungsspitzen erzeugen, könnte ich mir vorstellen?

Mir ist noch eine andere Idee gekommen.

Wäre es denkbar eine PWM betriebene Konstantstromquelle mit IGBTs zu realisieren, den Output dann an einen 3 Phasen Wechselrichter zu hängen und damit direkt in einen 3 Phasen HV-Trafo zu gehen? Dann ist der Strom begrenzt und gleichzeitig ist der cos phi auch ganz gut.

Leider habe ich davon überhaupt keine Ahnung, aber wenn jemand weiß, ob das theoretisch funktionieren könnte, würde ich mich da mal tiefer einlesen.

Spannungsspitzen gibt es eher nicht, wenn die Begrenzung aktiv wirkt dann brennt eh ein Lichtbogen der die Spannung runterzieht.

Die Konstantstromquelle bekommt ihren Strom woher? Vermutlich aus einem Gleichrichter der aus dem Netz gespeist wird, also ist der Leistungsfaktor Netzseitig nicht wirklich gut.

Eine extra Stufe die nur Strombegrenzung macht braucht es im Grunde genommen auch nicht, das kann der dreiphasige Wechselrichter genauso übernehmen. Im Prinzip kann das die Hardware von einem Frequenzumrichter, nur die Software wird bei solchen Späßchen nicht mitspielen da die für Motoren gedacht ist und nicht für Trafos die sekundärseitig kurzgeschlossen werden.

Also ja das funktioniert theoretisch, praktisch ist das aber alles andere als einfach mal so eben schnell umzusetzen.

Man könnte natürlich auch einen rotierenden Umformer bauen mit Synchrongenerator dessen Erregung man dann regelt um den Strom zu begrenzen.

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Hier mal ein Bild von einer 17mH 14A Drossel bei 14A:

Bei 28A:

Und bei 36A:

Man sieht wie der Strom selbst bei geringfügig mehr Spannung direkt stark ansteigt da die Drossel an Induktivität verliert.

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@Alexander470815 Danke für die Screenshots!

Habe mir noch garnicht so genaue Gedanken gemacht aber stimmt, der FU muss natürlich beim hochfahren eines Drehstrommotors kontinuierlich die Frequenz erhöhen und damit dann auch die Spannung, dass der selbe Strom fließt weil der induktive Wiederstand steigt.

Mit einem FU den man fest auf 50Hz einstellt und der Funktion die Spannung automatisch kontinuierlich anzupassen, wäre das dann also eine Strombegrenzung mit sehr gutem Leistungsfaktor?

Kennst du ein Frequenzumrichter-Modell, bei dem man die Firmware editieren kann? Oder kennst du ein Programm oder eine Schnittstelle? Die Garantie dürfte damit dann vermutlich abgelaufen sein und da wird einem vermutlich schnell mal was durchbrennen aber ich fände es schon spannend mich dem mal zu widmen.

Naja sehr gut ist das nicht.

B6 Gleichrichter mit Glättung dahinter und etwas Zwischenkreisdrossel ist okay.

Aber warum interessiert dich der Leistungsfaktor überhaupt? Zahlst du für Blindleistung?

Ist mir keiner bekannt.

Bester Ansatz wäre wohl noch einen billigen China Umrichter mit simpler Hardware zu nehmen und dafür selber eine neue Software schreiben.

Ich zahle nicht für Blindleistung aber würde halt gerne mehr aus meinem Anschluss raus holen.

Hast du denn mal ermittelt wie sich die Stromaufnahme zusammensetzt?