Tach!
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen (Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.
Dass würde dann heissen: 500VA Trafo bei 50Hz = 50VA Trafo bei 500Hz= ca. 500 Watt Leistung, oder?
Wenn jemand eine (möglichst einfache) Schaltung hat, mit der man die Frequenz (bis ca. 500Hz bei 100-500VA Leistung genügen)Verändern kann, binn ich dankbar dafür!
Damit lassen sich dan garantiert auch die 300Hz E-Industriemotoren betreiben.
Danke
Eric
Hi Eric
Naja, du hast wohl nur die Haelfte gehoert bzw dir gemerkt:
Bei gleicher aeusserer Baugroesse steigt prinzipiell die uebertragbare Leistung mit der Frequenz. Allerdings solltest du nicht unbedingt einen 50Hz-Trafo mit 50 kHz betreiben! Die Geraete wurden fuer eine bestimmte Frequenz optimiert und arbeiten dort mit den wenigsten Verlusten. Bei anderen Frequenzen ist anzunehmen, dass du irgendwann die Waermeverluste nicht mehr richtig rausbekommst und das Ding irgendwo durchbrennt. Von unerwuenschten Nebeneffekten (kapazitive Kopplungen, etc.) red’ ich mal nicht.
Was spricht eigentlich dagegen, einen fertigen Umrichter in der gewuenschten Leistungsklasse zu kaufen? Oder willst du wirklich 'nen Transistorumrichter fuer die Frequenz-Wandlung mit vollstaendiger Ansteuerung und den zugehoerigen Netzfiltern selbst bauen? Ganz so einfach ist das leider nicht.
Eine Frage aus reinem Interesse:
Und fuer was braucht man so schnell drehende Motoren? Max 18000 U/min (bei 300Hz) ist ja einiges …
Gruss
peherr
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Hallo Eric
Tach!
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.
Im Prinzip hast Du Recht, aber nur
Dass würde dann heissen: 500VA Trafo bei 50Hz = 50VA Trafo bei
500Hz= ca. 500 Watt Leistung, oder?
wenn Du auch in der Lage bist vor dem Trafo die Spannung anzuheben.
Generell kann man sagen(bei Eisentrafos) dass Du im Rahmen der für das Kernmaterial zulässigen Frequenz die Spannung proportional zur Fraquenz anheben musst um etwas von Deiner Idee zu haben.
Also nimm einen 120V Trafo erhöhe Deine Netzfrequenz(hierzulande 230V@50Hz) auf 100Hz und Du hast einen Trafo der doppelt so viel Leistung hat wie bei 120V.
Klingt einfach macht aber keinen Sinn.
Allerdings verhält sich mein kleines Schweißgerät bei 100Hz@400V mit geringem Strom viel besser beim Zünden und Schweißen…
Wenn jemand eine (möglichst einfache) Schaltung hat, mit der
man die Frequenz (bis ca. 500Hz bei 100-500VA Leistung
genügen)Verändern kann, binn ich dankbar dafür!
Nimm ein Schaltnetzteil da ist meistens schon alles drin…
Einfach wird eine Schaltung nicht so ohne weiteres weil Du da anderes Kernmaterial brauchst und Dein Trafo für die Jeweilige Frequenz neu ausgerechnet werden muss.
Damit lassen sich dan garantiert auch die 300Hz
E-Industriemotoren betreiben.
In der Industrie wird das schon lange bei Schnelllaufspindeln angewandt. Die laufen da bis über 1000Hz!
Mit modernen Frequenzumrichtern ist das auch kein großes Problem mehr.
Danke
Eric
Gruß Armin
Eine Frage aus reinem Interesse:
Und fuer was braucht man so schnell drehende Motoren? Max
18000 U/min (bei 300Hz) ist ja einiges …Gruss
peherr
Ach, bei E-Bay werden immer wieder seehr billig (teilweise 1€!)angeboten. Die sind klein und leistungsstark!
Hallo Eric,
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.
Nö, so geht das nicht !
Dass würde dann heissen: 500VA Trafo bei 50Hz = 50VA Trafo bei
500Hz= ca. 500 Watt Leistung, oder?
Wenn jemand eine (möglichst einfache) Schaltung hat, mit der
man die Frequenz (bis ca. 500Hz bei 100-500VA Leistung
genügen)Verändern kann, binn ich dankbar dafür!
Also mal etwas vereinfahte Theorie:
Ein Trafo ist Induktiv. Also wenn man eine Gleichspannung anlegt baut sich ein Magnetfeld auf, welches dadurch eine gegeninduktion erzeugt, welche den Strom begrenzt. Die Gegeninduktion entsteht aber nur so lange wie sich das Feld „bewegt“, also verändert. Dieser Vorgang dauert eine berechenbare Zeit.
Wenn sich das Magnetfeld aufgebaut hat und stabil ist, fällt die Gegeninduktion weg und der Strom wird nur noch den Ohmschen Widerstand der Wicklung begrenzt.
Durch die Verwendung von Eisen wird das Feld, und somit die Gegeninduktion, verstärkt, bzw. die Zeit für den Aufbau des Feldes verlängert. Allerdings kann das Magnetfeld nicht unedlich verstärkt werden, da das Eisen ab eine bestimmten Feldstärke gesättigt ist, also das Magnetfeld nicht weiter verstärken kann.
Da ein Trafo mit Wechselspannung betrieben wird, wird die Spannung immer nach einer gewissen Zeit umgepolt. Dabei muss darauf geachtet werden, dass in dieser Zeit das Eisen nicht in die Sättigung kommt.
Eine höhere frequenz bedeutet auch schnelleren Wechsel des Feldes und deshalb benötigt man bei höheren Frequenzen weniger Eisen für die gleiche Leistung.
Aus diesem Grund ist es auch kein Problem einen 50Hz-Trafo mit 60Hz zu betreiben, aber im umgekehrten Fall, fehlt etwas Eisen und der Trafo wird heiss …
In Flugzeugen wird übrigens 400Hz verwendet. Damals war das noch mit normalem Trafo-Eisen zu machen, brachte aber eine Gewichtseinsparung, besonders wenn man noch bedenkt, dass dazumal noch Röhrentechnik verwendet wurde.
Nun hat aber normales Eisen noch frequenzabhängige Parameter wodurch dann bei höheren Frequenzen auch spezielle „Eisen“-Kerne, z.B. Ferrit, verwendet werden müssen.
Deine Überlegung enthält noch einen Denkfehler:
Der Drahtquerschnitt der Wicklung ist Stromabhängig, du kannst also nicht einfach nur die Frequenz verzehnfachen, du musst auch einen entsprechend dickeren Draht für die Wicklung verwenden.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.Nö, so geht das nicht !
Doch, da hat er prinzipiell recht. Wenn sich die Frequenz verdoppelt, läßt sich die Induktionsspannung bei gleicher Sättigungsinduktion verdoppeln. D.h. doppelte Spannung bei gleicher Strombelastbarkeit ergibt doppelte VA-Leistung, zumindest was die Spulen betrifft.
Zu beachten ist natürlich, daß die Verluste im Eisen mit der Frequenz erheblich steigen (bei gleichbleibender Magnetfeldamplitude). Die Leistung läßt sich also nicht beliebig steigern, bzw. sie steigt nicht ganz proportional zur Frequenz.
Jörg
Hallo ,
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.Nö, so geht das nicht !
Sorry, dies sollte eigentlich einen Abschnitt tiefer !!
Wenn er dann die Frequenz bei einem normalen (Netz)Trafo verzehnfachen will …
MfG Peter(TOO)
Eine Frage aus reinem Interesse:
Und fuer was braucht man so schnell drehende Motoren? Max
18000 U/min (bei 300Hz) ist ja einiges …Ach, bei E-Bay werden immer wieder seehr billig (teilweise
1€!)angeboten. Die sind klein und leistungsstark!
Ok - soviel zum Thema „wo gibt’s die Dinger“. Aber meine Frage „wofür braucht man sowas?“ klärt sich damit leider noch nicht ganz. Mir fehlt die passende Anwendung in dem doch recht hohen Drehzahlbereich.
Und zum Thema „Leistungsstark“: die haben halt eine mechanische Leistung von etwas weniger als 500 W (=> Verluste). Genauso wie alle Motoren (P ~ n*M) - nur hier eben mit der hohen Drehzahl und damit dem kleinen Moment. Andere Motoren drehen langsamer, haben dafür mehr Moment. Wüsste also grad nicht, wo die besondere „Leistungsstärke“ dieser Motoren herkommen soll!
Ich lass mich hier aber gern belehren!
peherr
Hallo peherr
Eine Anwendung ist zum Beispiel Holz fräsen.
Wir hatten mal Frässpindeln, mit denen Zierteile aus Sperrholzplatten „ausgeschnitten“ wurden, mit bis zu 60000U/min im Einsatz.
Da kann der Vorschub dann natürlich um einiges höher sein als bei nur 20000U/min. Zeit ist halt Geld…
Gruß Armin
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Tach Eric
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.
nicht ganz: In USA verwendet man 60 Hz, das ist die 1,2-fache Frequenz wie hier. Dort kann man mit einem europäischen Trafo die 1,44-fache Leistung übertragen.
Dass würde dann heissen: 500VA Trafo bei 50Hz = 50VA Trafo bei
500Hz= ca. 500 Watt Leistung, oder?
nö, 10fache Frequenz bedeutet (primitiv gesagt) 100fach Leistung. Dazu musst du aber auch die dann schon merkliche Eigenkapazität der Wicklung und die steigenden Wirbelstromverluste in den (relativ für 500 Hz) zu dicken Eisenblechen berücksichtigen. In der Praxis kannst du mit vielleicht 60facher Leistung rechnen.
Wenn jemand eine (möglichst einfache) Schaltung hat, mit der
man die Frequenz (bis ca. 500Hz bei 100-500VA Leistung
genügen)Verändern kann, binn ich dankbar dafür!
Oh, und sinusförmig muss die Spannung auch noch sein? Dafür ist der Aufwand so groß, dass ich diesen Weg nicht weiter verfolgen würde.
tschüss
herbert
Hallo,
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.Nö, so geht das nicht !
Sorry, dies sollte eigentlich einen Abschnitt tiefer !!
Wenn er dann die Frequenz bei einem normalen
(Netz)Trafo verzehnfachen will …
… dann sollte er nicht gerade einen Ringkerntrafo nehmen, sondern z.B. einen EI-Kern-Trafo, bei dem der Kern nur wenig bedeckt ist und sich gut kühlen läßt. Außerdem wird er natürlich auch trotz besserer Kernkühlung nicht die 10-fache Leistung rausholen können, da die Kernverluste erheblich steigen werden. Bei 100 Hz sollte aber noch fast eine Leistungsverdopplung drin sein. Für genauere Angaben wäre dann das Datenblatt des Kernmaterials nötig.
Jörg
Hallo Herbert,
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.nicht ganz: In USA verwendet man 60 Hz, das ist die 1,2-fache
Frequenz wie hier. Dort kann man mit einem europäischen Trafo
die 1,44-fache Leistung übertragen.
Das wäre eine quadratische Zunahme der Leistung mit der Frequenz. Wie kommst Du denn darauf ? Schön wär’s ja
Jörg
Hallo,
Und zum Thema „Leistungsstark“: die haben halt eine
mechanische Leistung von etwas weniger als 500 W (=>
Verluste). Genauso wie alle Motoren (P ~ n*M) - nur hier eben
mit der hohen Drehzahl und damit dem kleinen Moment. Andere
Motoren drehen langsamer, haben dafür mehr Moment. Wüsste also
grad nicht, wo die besondere „Leistungsstärke“ dieser Motoren
herkommen soll!
Eines haben alle Motoren, egal ob elektrisch, dampfbetrieben oder sonstwie, gemeinsam: Bei einem bestimmten Motortyp läßt sich mit vorgegebenem Gewicht und Bauvolumen im Rahmen der technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten ein maximales Drehmoment nicht überschreiten. Wenn es also darauf ankommt, maximale Leistung auf kleinstem Raum umzusetzen, muß die Drehzahl des Motors so hoch wie möglich gewählt werden. Da die hohe Drehzahl oft garnicht benötigt wird, muß sie anschließend mit einem Getriebe wieder untersetzt werden. Schau Dir mal eine elektrische Brotschneidemaschine an (sowas hat ja fast jeder schonmal gesehen). Warum wird wohl das relativ langsam drehende Sägeblatt über ein Getriebe angetrieben ? Man könnte das Sägeblatt doch auch direkt auf die Achse eines langsam drehenden Motors bauen. Ein Motor, der das benötigte Drehmoment liefert, wäre riesengroß, sauschwer und für diese Anwendung unbezahlbar.
Hier verhält es sich fast genauso wie mit den Trafos: Man macht die Drehfrequenz so hoch wie möglich, um möglichst viel Leistung aus einem Motor herauszuholen.
Jörg
Tach!
Ich hab mal gehört, dass sich die Leistung eines normalen
(Netz-)Trafos verdoppelt,wenn man die Frequenz verdoppelt.
Hallo Eric.
Im Prinzip ja, aber nicht linear, weil da einige materialabhängige Parameter mitwirken.
Mit Frequenzerhöhung geht einiges!
Ich habe in den 1950er Jahren bei Induktions-Härteanlagen Endtrafos gebaut mit einem M102/b-Kern(!) aus MU-Metall (normalgeglüht), Wicklungen und Kern wassergekühlt, mit dem wir im 50%-Aussetzerbetrieb (ED ca.2 min) bei 10 kHz etwa 25 bis 30 kVA übertragen haben. Und bei Cos-phi Kompensation nahe 1 waren das etwa KW!
Mit freundlichen Grüßen
Alexander Berreheim