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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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 Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 09:53 Titel: Bestimmung der Gegeninduktivität zweier Kreisspulen |
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Meine Frage:
Hallo zusammen,
ich möchte gerne allgemein die Gegeninduktivität zweier sich direkt gegenüberstehender Spulen (Windungszahl N1 und N2, Kern jeweils mit ra und ri für Außen- und Innendurchmesser des Kerns und Höhe h) im Abstand d bestimmen. Für den Anfang sollen diese perfekt gegenüber stehen (flächig ohne verschiebung)
Meine Ideen:
Die Theorie ansich ist mir bekannt. Ich komme nur mit dem Integral nicht zurecht..
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 10:29 Titel: |
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| Ara87 hat Folgendes geschrieben: | | Die Theorie ansich ist mir bekannt. Ich komme nur mit dem Integral nicht zurecht.. |
Ohne Skizze, aus der die Flussdichteverteilung und damit der Kopplungsrad zwischen beiden Spulen hervorgeht, lässt sich nicht viel dazu sagen. Bei idealer Kopplung wäre die Gegeninduktivität
Dabei ist  der magnetische Leitwert des beiden Spulen gemeinsamen magnetischen Kreises.
Auch bei nicht idealer Kopplung gilt die Gleichung. Allerdings muss dann anders berechnet werden. Das hängt ganz von der geometrischen Konfiguration und den beteiligten Materialien ab. Eine Skizze wäre also sehr erhellend.
Deine Formulierungen sind etwas schwammig. So ist zum Beispiel von einem Kern die Rede. Darunter würde ich spontan erstmal einen Eisenkern verstehen. Der soll nach Deinen Angaben einen Innen- und einen Außenradius haben. Normalerweise ist der Eisenkern einer Spule aber nicht hohl. Zur Klärung der tatsächlichen Situation wäre ebenfalls eine Skizze sehr hilfreich.
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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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| Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 10:40 Titel: |
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Ok sorry, hab vergessen zu schreiben, dass die Spulen jeweils zwar einen Eisenkern haben, aber über Luft gekoppelt werden sollen. Habe es mal versucht in Paint aufzumalen (nicht besonders schön aber denke man kann es erkennen).
Mein Ziel ist, die Gegeninduktivität zu berechnen um daraus auf den Koppelfaktor zu schließen der nur bei d = 0 nahezu 1 sein sollte. Um das allerdings bei variablem Abstand d zu berechnen, bräuchte ich die Lösung des Integrals..
| Beschreibung: |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 10:46 Titel: |
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Aha, es handelt sich um zwei Ringkernspulen, die überhaupt nicht miteinander magnetisch verkoppelt sind. In jeder Spule fließt der magnetische Fluss ausschließlich in ihrem eigenen Eisenkern. Da kein Fluss durch die jeweils andere Spule geht, ist die Gegeninduktivität zwischen beiden Spulen Null.
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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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| Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 10:49 Titel: |
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und berechnung ohne mag. kern? also nur luftspulen?
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 10:51 Titel: |
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| Ara87 hat Folgendes geschrieben: | | und berechnung ohne kern? also nur luftspulen? |
Praktisch genauso. Gegeninduktivität praktisch Null. Das ist bei Kreisringspulen nun mal so.
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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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| Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 10:55 Titel: |
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Ist doch aber die Funktion von induktivem Laden, Helmholtzspulen etc?!
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 11:01 Titel: |
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| Ara87 hat Folgendes geschrieben: | | Ist doch aber die Funktion von induktivem Laden, Helmholtzspulen etc?! |
Nein, das ist eine vollkommen andere Konfiguration, nämlich eine, die den in einer Spule erzeugten Fluss möglichst vollständig durch eine zweite Spule führt. Das ist bei den von Dir skizzierten Kreisringspulen aber nicht der Fall. Aus einer Kreisringspule "entweicht" praktisch kein Fluss.
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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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| Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 11:07 Titel: |
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Ok dann war meine Skizze anscheinend doch irgendwie daneben. Entschuldigung dafür. Für mich sah es so ok aus^^
Also ich möchte die Koppelung in Abhängigkeit von der Position der Spulen zueinander wie in dieser Zeichung bestimmen.
dabei ist hier z mein vorher definiertes d und delta_x wollte ich erst in einem zweiten Schritt mit betrachten.
| Beschreibung: |
Quelle: http://channel-2013.channel-e.de/uploads/media/2010_Kontaktlose_Energieversorgung_mobiler_Geraete_01.pdf
S. 2 |
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 12:02 Titel: |
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Wie aus dem Artikel hervorgeht, aus dem Du die Skizze der Spulenanordnung kopiert hat, lässt sich wegen der großen Inhomogenität des magnetischen Feldes die Gegeninduktivität und damit der Kopplungsfaktor nicht explizit errechnen, sondern nur experimentell bestimmen. "Rechnerische" Lösungen dürften allenfalls mit Hilfe eines 3-D-Feldberechnungsprogramms erzielbar sein, das im Allgemeinen auf einer FEM-Methode mit Iterationsalgorithmus basiert. So sind die Kurven in Abb. 1a) vermutlich das Ergebnis aus einem solchen Programm. Warum dabei allerdings auch negative Koppelfaktoren möglich sind, ist mir nicht ganz geheuer. Vermutlich zeigen sich da die Grenzen eines solchen Feldberechnungsprogramms.
Wieso willst Du denn die Gegeninduktivität unbedingt berechnen? Worum geht es Dir inhaltlich?
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Ara87
Anmeldungsdatum: 13.06.2014
Beiträge: 6
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| Ara87 Verfasst am: 13. Jun 2014 14:05 Titel: |
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Ich wollte daraus die Kopplung zwischen zwei Spulen bestimmen und daraus später ein Modell ableiten.
Dient mehr der einarbeitung in die Thematik. Später soll messtechnisch der Koppelfaktor zwischen zwei Spulen bestimmt werden. Dachte es kann mir dabei evtl helfen.
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GvC
Anmeldungsdatum: 07.05.2009
Beiträge: 14861
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| GvC Verfasst am: 13. Jun 2014 15:51 Titel: |
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Dazu solltest Du Dir einfachere Konfigurationen aussuchen, bei denen das magnetische Feld wenigstens berechenbar ist.
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