[Rumgucker]

E_Tobis Sättigungs-Hilferuf....

http://include.php?path=forum/showthread...tries=1541

....hat mich zu einer kleinen Simulation angeregt.

Volti und ich haben ja im Zuge unserer Transduktoren-Forschungen diverse sättigbare Kerne mit dem Foren-Ferrographen vermessen, sie in Spice eingetippt und danach Simulation und Realität verglichen. Die Simulationen waren durchweg beeindruckend exakt.

Kahlo hat dann daraus Modelle für sättigbare Trafos entwickelt. Insgesamt ein kostbarer Forenschatz - aber dazu später.

Wie auch immer... ich griff in unseren "Milestones" nun zufällig eine stromkompensierte Kauf-Drossel von Schaffner und erstellte damit die - durchaus zu erwartende - Simulation:



Man sieht eine deutliche Abweichung zwischen "Soll" und "Ist"-Spannung, die bei einem kleineren Lastwiderstand verstärkt erscheint. Der Kern sättigt sehr früh und sehr schlagartig. Erstaunlich ist allerdings, dass man auch außerhalb der Sättigung noch eine gute Filterwirkung hat.

Aber darum gehts mir hier gar nicht. Denn während ich so die Drossel verträumt in der Hand hielt, kam mir eine Idee....

[Rumgucker]

Die Idee ist simpel:

Wir vemeiden die störenden Sättigungen einfach!



Die HF+NF kommt aus dem Amp, durchfließt L1 und die HF wird von C1 abgeführt. L1 und C1 bilden einen normalen Filter. In L1 fließt HF und NF. In C1 nur HF.

Um in L1 NF-Sättigungen zu vermeiden, muss ein NF-Kompensationsstrom in L2 eben dieses vermeiden.

Dummerweise sind L1 und L2 jedoch innig gekoppelt (man nennt diese Vorrichtung eine "stromkompensierte Drossel". Diese Dinger sind billig, klein und sie werden in jedem SNT verwendet, also Cent-Schüttware).

Um nun in L2 wirklich nur NF-Strom fließen zu lassen, muss mit L2 eine L4 Drossel in Reihe geschaltet werden. Um deren Sättigung nun wiederrum im Keim zu ersticken, muss auch sie stromkompensiert werden, was wir mit L3 durchführen. In L2, L3 und L4 fließen also nur NF-Ströme.

Wenn ich mich nicht vergrübelt haben sollte, so haben wir einen ultimativen - vom Prinzip her nicht sättigenden - D-Amp-Filter.

Na? Was denkt Ihr?

Wollen wir das mit Kahlos sättigbaren Trafo-Modellen mal simulieren? Oder ist das eh kalter Kaffee, den Alfsch und Volti schon seit 130 Jahren kennen?

[Rumgucker]

Im Orginal-Thread kamen jetzt seitenweise Beleidigungen und Verwirrungen der drei Koryphäen, die mich dann schließlich - bis eben - auch ganz aus dem Konzept brachten.

http://include.php?path=forum/showthread...&entries=2

Die sollte man einfach ignorieren.

-------

Interessant - aber sehr kompliziert - ist Mads Dokument:

https://stromrichter.org/d-amp/content/i...018877.pdf

-------

Weiter gehts erst hier:

[Rumgucker]

Ich hab nochmal die allererste Schaltung durchgeorgelt.



Verwendet hab ich eine Drossel mit 5mH Gleichtakt- und 70 uH Gegentaktinduktivität (pro Spule). Der Kondensator beträgt 100nF. Der lastwiderstand 25 Ohm. L3 und L4 hab ich weggelassen.

Ich messe einen starken Spannungseinbruch bei 6.5 kHz!

Wer nachrechnet, wird verblüfft sein. Tatsächlich wirkt die große Gleichtakt- und nicht die kleine Streuinduktivität.

Ich hab mich durch die schlechte Stimmung und das Streuinduktivitäts- und Luftspulengelabere irgendwie ablenken lassen und daddelte schließlich nur noch mit den Streuinduktivitäten rum. Das war aber nicht das Ziel.

Die Physik ist also gebrochen. Für HF wirkt die Gleichtakt und für NF die verzerrungsfreie Streuinduktivität.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker

Verwendet hab ich eine Drossel mit 5mH Gleichtakt- und 70 uH Gegentaktinduktivität (pro Spule). Der Kondensator beträgt 100nF. Der lastwiderstand 25 Ohm. L3 und L4 hab ich weggelassen.

Schaffner resoniert bei 10kHz. Also stellen sich der HF 2mH in den Weg. Ganz genau "2mH" stehen auch auf der Drossel aufgedruckt.

Ich denke, dass es das war. Es genügt, wenn man von diesem Thread den ersten und diesen Beitrag liest. Das dazwischen war nur belangloses Störfeuer und daraus resultierende Verwirrungen.

Jeder, der ne stromkompensierte Drossel und einen Tongenerator besitzt, kann die Messung unschwer nachvollziehen.

[Rumgucker]

Die Wirkung ist also folgende:

Die HF fließt nur durch L1 und nicht durch L2. Folglich wirkt auf die HF die hohe Gleichtaktinduktivität.

Die NF jedoch fließt durch L1 und gegensinnig durch L2, wodurch nur die kleine Streuinduktivität wirkt. Diese lässt sich nicht sättigen.

Ich habe fertig.

[Rumgucker]

Hier die Simulation mit normalen Spulen:



Die Sättigungsfreiheit ergibt sich aus der Verkopplung. Der Abfall bei den hohen Frequenzen entsteht durch die Streuinduktivitäten.

---------

Es muss aber noch was getan werden.

[Rumgucker]

Niederohmigere Variante mit zwei Drosseln....




--------------

Und mit einer Drossel




--------------

Gibt gewiss noch weitere Derivate...

[kischo]

Ich bin interessiert.
Sieht sehr vielversprechend aus.

Die Variante mit einer Drossel (#8 - 8.9. 9:20) - brückt nicht C1 den HF anteil für L1

[Rumgucker]

Vielen Dank, kischo.

L1 und C1 bilden einen Sperrkreis. Der wird hochohmig bei der Frequenz. Zusätzlich gibts noch eine Saugwirkung.

Leider funktionieren die beiden letzten Schaltungen nur, wenn sie wirklich exakt so wie in der Simulation dimensioniert werden. Schon kleinste Abweichungen in der Induktivität oder Kapazität verletzen die Brückenbedingung.

Auch ist mir noch keine Idee gekommen, wie ich die Bandbreite vergrößern kann.

Aber wir stehen ja auch noch am Anfang und wenn das "Triumvirat der Besserwisser" uns hier nicht wieder stört, dann kann hier auch noch was ganz Tolles gelingen. Es sind ja mittlerweile schon mehr als Indizien vorzuweisen.

[Rumgucker]

Ich will mich nun mal mit (Doppel)-T-Topologien befassen. Auch die sind hochkritisch in der Dimensionierung. Aber IMHO lässt sich die Bandbreite besser steuern.

Dieser Beitrag wird nacheditiert, also bitte alle paar Stunden mal die Ctrl-F5 drücken.

--------

BTW: es ist hier alles kein Hexenwerk. Die Funker haben mit genau gleichen Problemen zu tun. Gut.. ok.. deren Antennen sind zehnmal höherohmiger. Dafür haben sie aber auch stärkere Anforderungen zu erfüllen als wir. Funkerwissen ist hier im Forum wenig verbreitet. Ich hab zumindest mal im zarten Knabenalter etwas in die Materie reingeschnuppert, so dass ich schon ungefähr weiß, was da geht und was nicht.

[kahlo]

Du forderst es wirklich heraus. Es wird wohl Zeit für mich.

[Rumgucker]

Wenn Du mir mal Deine typische Mimosenhaftigkeit zugestehen würdest, wären wir schon einen Schritt weiter. Aber man misst ja gerne mit zweierlei Maß.

Ich will hier jedenfalls nur in Ruhe arbeiten dürfen. Wenn das nicht mehr geht, dann gehe ICH.

Und wenn Du gehst, dann geh ich auch. Mit Alfsch und Volti werde ich ganz gewiss nicht allein hier bleiben.

[Rumgucker]

Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Ich will mich nun mal mit (Doppel)-T-Topologien befassen. Auch die sind hochkritisch in der Dimensionierung. Aber IMHO lässt sich die Bandbreite besser steuern.

Ja. Gefällt mir sehr gut.



Geht auch auf dem Arbeitstisch.

Abgefahrene Funktionsweise.. *Luft hol*:

C1 wirkt mit L1 zusammen als Saugkreis. Es gelten die 2mH. C2 dagegen wirkt auf die L1+L2-Streuinduktivitäten als Sperrkreis.

Beide Zweige zusammen wirken als T-Filter und löschen sich durch ihre gegensätzliche Phasenverschiebung bei Resonanz aus.

Der Lastwiderstand wiird von den nicht-sättigbaren Streuinduktivitäten betrieben.

Also eine Drossel und zwei Kondis.



Bin stolz.

[kischo]

Und wenn man das praktisch nutzen will ...
dann muss ich die Schaltfrequenz des D-Amp genau in den Dämpfungspeak legen?
Mit Exemplarsteuung und Temp.-Drift variiert dann die Dämpfung nicht sehr stark?

Was ist mit der Dämfung der Oberwellen wenn C2 für noch höhere Frequenzen brückt?

[kischo]

Hey, ich habe mal aus Eigenintresse auch ein wenig dazu simuliert.

#14 - habe ich mal wegen C2 und magelnder Däpfung bei f->unendlich ausenvor gelassen.

Beziehe mich also auf
#7 - hier schien mir die Grundidee am verständlichsten vorzuliegen.
Was mir aufgefallen ist: 10 Berechnungspunkte pro Oktave sind viel zu wenig! - Ich hab mal 1000/dec genommen.
Es gibt noch ein Überschwingen vor der starken Dämpfung...

Zum Vergleich nochmal LC-Filter mit der Streuinduktivität L3 ( 2*2mH * 2%)

Wenn ich das richtig verstanden habe ist das problem
(warum es nicht soo gut funktioniert wir es in #6 klingt)
dass die HF aus L1 durch die Kopplung auch in L2 übertragen wird.

Alternative Idee:
Es wurde ja schon nach einer schlechte Kopplung gesucht,
Wie wäre es denn mit einer schlechten Kopplung für HF und einer guten für NF.
Wenn man also z.B. einen E-Kern aus ferrit nimmt und mit einem I-Joch aus Trafoblech abschließt?
Ich habe leidfer keine Ahnung wie man das dann simulieren kann aber nur mal so als inspiration ...

[E_Tobi]

Ich bin heute wieder nicht dazu gekommen die "Sättigung der Streuinduktivität", sollte es sowas geben, zu untersuchen...

[kischo]

Ich denke nicht, dass es eine "Sättigung der Streuinduktivität" gibt.
Die Streuinduktivität beim Trafo ist ein Maß für den Anteil des (durch die Primärspule hervorgerufenen) Magnetfeldes
der die Sekundärspule nicht durchdringt - oder irre ich mich?
Bei Kernen ohne magn. Nebenschluss dürfte dieses Magn.-Feld nur in Luft existieren und damit nicht sättigbar sein

Zitat:Original geschrieben von kischo
...Alternative Idee: ...
Wie wäre es denn mit einer schlechten Kopplung für HF und einer guten für NF.
Wenn man also z.B. einen E-Kern aus ferrit nimmt und mit einem I-Joch aus Trafoblech abschließt?...

Ich vermute leider dass man dadurch im Trafoblech nennenswerte Wirbelstromverluste bekommt
Ja - so bekommt man Rippel ggf. auch weg filtern - allerdings bringt das ganz sicher keinen guten Wirkungsgrad hervor
und die Verluste wollen auch weggekühlt werden ...

[E_Tobi]

Warum hat dann eine schlecht gekoppelte Wicklung gleich 100µH Streuinduktivität?

Dass das Feld nicht auf der anderen Seite einkoppelt ist klar, aber deswegen darf es trotzdem im Kern sein...der magnetische Widerstand ist halt viel kleiner, da...

(Edit: Fantasiere ich mir halt so zusammen...)

(Edit2: Der magnetische Widerstand vom Kern geht erst in die Höhe wenn er sättigt - aber die Streuunduktivität ist ja vorher schon da. Kann vielleicht dran liegen dass sie nicht im Kern ist...oder das heißt dass sie mitsinkt sobald der Kern sättigt...hab ich aber noch nie bewusst ausprobiert...)

[alfsch]

Zitat:Original geschrieben von E_Tobi

Ich bin heute wieder nicht dazu gekommen die "Sättigung der Streuinduktivität", sollte es sowas geben, zu untersuchen...

hm...also ich sage dazu mal: soweit mir bekannt, ist die Streuinduktivität der Teil der Induktivität , zb einer Spule auf Ferritkern, der sein Magnetfeld nicht durch den Kern schickt - also beleibt nur die "Luft" als Weg - und somit auch nicht sättigt
(bis einige kW hab ich das auch schon genutzt - aber was passiert, wenn der Kern sättigt - k.a. ; bei den Leistungen ist das dann auch irgendwie "Spiel auf Risiko" )