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Currenttrafo

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Um noch höhere Kurzschlußströme zu erzeugen habe ich die Sekundärwicklung von zwei auf eine Windung reduziert. Das Erdungskabel läuft nur einmal durch den Trafokern. Das Windungsverhältnis ist jetzt 15 : 1.

Zur Strommessung wurden drei 400 A Shunts parallel geschaltet. Die Shunts sind auf Kupferschienen mit 500 mm² Querschnitt montiert. Es ist noch Platz für zwei weitere Shunts, damit könnten dann Ströme von 2000 A ohne Überlastung der Shunts gemessen werden.

Um die Eigenschaften dieser Schaltung zu untersuchen wurden mit dem Regeltrafo verschiedene Spannungen angelegt.

Strom am 38 V Trafo

Strom am Currenttrafo

Die Ströme steigen mit der Spannung fast linear an.

Die Leerlaufspannung des Currenttrafos bricht relativ schnell ein. Ab einer Eingangsspannung von 100 V steigt die Spannung des Currenttrafos kaum noch an.

Das Verhältnis der Ströme des Currenttrafos ist fast konstant, das Maximun liegt bei 125 V.

Interessant ist auch die Stromaufnahme des 38 V Trafos.

Im Leerlauf steigt der Strom bis 100 V leicht an, ab 100 V steigt der Strom dagegen steil an. Die Ursache für dieses Verhalten sind Sättigungseffekte da auch die Leerlaufspannung des Currenttrafos ab 100 V kaum noch ansteigt.
Der Currenttrafo stellt für den 38 V Trafo fast eine Kurzschlußbelastung dar da die 15 Windungen nur eine geringe Induktivität erzeugen. Ich habe daher die Induktivität der Primärspule des Currenttrafos mit dem LCR Meter gemessen.

Bei kurzgeschlossener Sekundärwindung ändert sich die Induktivität praktisch nicht. Deshalb ist der Primärstrom des 38 V Trafos auch beim Leerlauf des Currenttrafos relativ hoch.

Bei einer Eingangsspannung von 225 V wurde am Shuntwiderstand eine Spannung von 90 mV gemessen, das entspricht einem Strom von 1800 A. Durch die geringe Auflösung des Voltmeters von 1 mV beträgt der Fehler der Strommessung mindestens ± 20 A. Dabei genehmigt sich der Trafo eine Scheinleistung von 5,67 kVA (25,2 A bei 225 V).
Bei diesem Strom wird auch das 120 mm² Kabel schnell warm.

Zum Testen habe ich wieder den 5 mm Vierkantstahl dazwischengeklemmt. Bei einem Abstand von 25 cm wird der Stahl zwar heiß, fängt aber nicht an zu glühen obwohl der Strom ca. 220 A beträgt.
Bei einem Abstand von 10 cm fängt der Stahl problemlos an zu glühen.

Der Strom durch den Vierkantstahl beträgt ca. 200 A bei einer Scheinleistung von 3,7 kVA (18 A bei 205 V).

Beim Currenttrafo mit einem Windungsverhältnis von 15 : 2 (siehe Seite) war es kein Problem 25 cm Stahl zum Glühen zu bringen. Beim 15 : 1 Currenttrafo ist zwar der Kurzschlußstrom deutlich höher als beim 15 : 2 Trafo aber durch die niedrigere Spannnung wird in der Last nicht genug Leistung umgesetzt.

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