Windungsschlußprüfer

[ghe]

Hallo Bastler,
ein interessantes Thema, aber wie es scheint sind die auftretenden Probleme nicht so einfach zu lösen. Ich habe vor einiger Zeit eine grössere Anzahl von Schalenkerntrafos gewickelt, für den Einsatz als künstliche Anodenbatterie mit der sehr einfachen Wandlerschaltung DCW319 (zu finden auf meiner Homepage). Dabei ist mir aufgefallen, dass einige Trafos nicht oder schlecht funktioniert haben. Windungsschluss habe ich vermutet. Mit dem Ohmmeter lässt sich das nicht oder schwer nachweisen. Jetzt habe ich eine sehr einfache Prüfschaltung mit dem chinesischen Billigoszi DSO138 aufgebaut.

  wicklungspruefer.plan.gif (Größe: 2,82 KB / Downloads: 535)
   
Da die Wicklungsdaten der Schalenkerntrafos keine allzugrossen Unterschiede aufweisen, kann das Prüfergebnis recht gut interpretiert werden.
Trafodaten: Schalenkern RM6, Primär 15 - 30 Windungen je nach Eingangsspannung, Sekundär 150 - 400 Windungen je nach Ausgangsspannung.
Gleich vorweg die Primärwicklung kann mit dieser Schaltung nicht geprüft werden - zu niederohmig. C1 hat einen Wert von ca. 47nF. Bei der Prüfung der verdächtigen Trafos hat sich meine Vermutung bestätigt.
MfG. Gerhard

[Reflex-Kalle]

Gefällt mir sehr. Dann hat der DSO138 für 10...20€ ja doch eine sinnvolle Anwendung. Ja, moderne ICs und billige LCDs machen es möglich.

Gruß

(Reflex-)Kalle

[Bosk Veld]

Das ist eine pfiffige Alternative, Gerhard!

Gleich vorweg die Primärwicklung kann mit dieser Schaltung nicht geprüft werden - zu niederohmig.

Ja, dann mißt man besser die höherohmige Wicklung, damit entdeckt man den Windungsschluß auch.

diese Methode der Windungsschlußprüfung erfordert viel Erfahrung! Das ist was anderes, als ein Ohmmeter.

Warum ? bei kleinen Induktivitäten kann ein Irrtum entstehen, weil die Dämpfung dann schon aufgrund eines ungünstigen L/C-Verhältnisses hoch sein kann. Man braucht also Referenzwerte bzw. eine Hausnummer der Induktivität, um den richtigen Kondensator für die Prüfung auswählen zu können. Es ist also wichtig zu wissen, die Thomson-Schwingungsformel ist das Eine, das L/C-Verhältnis spielt aber auch mit rein.

Ich benutze bisher die Oszilloskopmethode, nehme aber eine niedrigere Rechteckfrequenz und mit 100 nF eine viel größere Kapazität, das speist mehr Energie in den Schwingkreis und läßt ihn länger (= besser sichtbar) ausschwingen.

Ist man sich nach einer Prüfung nicht sicher, ob ein Windungsschluß vorliegt, so kann man - wenn's die Bauform zuläßt - eine zusätzliche kurzgeschlossene Windung eng um den Prüfling legen und ihn nochmal prüfen. Ist die Abklingkonstante jetzt wesentlich kleiner als ohne Kurzschlußwicklung, so liegt kein Windungsschluß vor.

Gruß, Frank

[Klarzeichner]

nachträglich @ Frank: Super Simulation, klasse!!

VG Stefan

[Holly-Z]

Hallo zusammen,
es gibt viele Möglichkeiten einen Windungsschluß zu prüfen. Dabei ist es egal, ob es sich nur um eine einzelne Spule/ Wicklung handelt oder um einen Trafo. Wobei, bei einem Trafo die Schwingungsausschläge durch das "Eisen" etwas schneller abschwingen können. Aber das "Abfallen" verläuft stätig und nicht abrupt. Denn, ein Wicklungsschluß ist ein Kurzschluß.  Die vorgestellte Methode mit dem DSO 138 ist ein gutes Beispiel (kann eigentlich mit jedem Oszi gemacht werden). Jede Menge Möglichkeiten werden auch im Netz beschrieben oder z. B. im Buch von Franzis "Oszilloskop-Praxis" zu finden.  

"Viele Wege führen nach Rom".
LG aus Schwerin, Holger

[Uli]

Stefan hat das ja prima erleutert.

Stimmt!
Und ich Stoffel hab mich nichtmal bedankt
DANKE Stefan!

[Uli]

es gibt viele Möglichkeiten einen Windungsschluß zu prüfen.

Das hab selbst ich mittlerweile begriffen
Ist denn das Thema (der ELV Windungsschlußprüfer) hier von allgemeinem Interesse oder bin ich der einzige, der ihn gern nutzen würde, aber offensichtlich zu blöd dafür ist?
Falls ersteres, würde ich bei meinem gern ganz von vorne anfangen und Klaus bitten, mich zu unterstützen!?
Ganz von vorn heisst in dem Fall: Erklären, was "Oszi anklemmen" bedeutet. Ich verstehe darunter, ein Ausgang vom Windungsschlußprüfer (ich kürze für die Zukunft mal WSP ab) an ground, der andere an den Tastkopf, sagen wir Kanal A.
Was sollte mein Oszi dann anzeigen, woran ich erkenne, daß das Gerät grundsätzlich arbeitet? Ist immerhin selbst zusammengestoppelt, da können Fehler jeglicher Art vorkommen. Status quo, nachdem ich einen Kurzschluss auf meiner Platine beseitigt hatte, zeigt mein Oszi einen wild "verhackstückten" Sinus. Verhackstückt bedeutet, der Sinus ist in sich wellig und hat Sprünge drin. Erwartet hätte ich etwas rechteckiges, also vermute ich vorerst, daß an meinem Gerätchen noch etwas nicht stimmt. Das Oszi hingegen sollte ok sein (Philips/Fluke PM3065)

[KlausM]

Hallo Uli,
Wenn du das Oszi (DC Koppelung) an die Ausgangsbuchsen des WSP ohne Induktivität anschließt, siehst du da nur eine Gleichspannung von 12V. Wenn nicht musst du erst den Fehler im Gerät suchen.
   
Erst wenn du eine Induktivität an die Ausgangsbuchsen des WSP anklemmst siehst du die Rechteckspannung mit ca. 15Hz und kannst dann den Bildschirm so einstellen, das du die Schwingungen an der Auschaltflanke der Rechteckspannung sehen kannst.

Klaus

[KlausM]

Hallo Uli,

Ich habe mal einen Netztrafo mit 220 und 240V Eingang an den WSP und das Oszi angeschlossen. Benutzt habe ich den 240V Anschluss.


  Netztrafo.png (Größe: 8,24 KB / Downloads: 307)

Das Schirmbild zeigt:
   

Dann habe ich die 20V Wicklung überbrückt.

Jetzt zeigt das Schirmbild:
   

Klaus

[MB-RADIO]

Hallo Klaus,
und die Schirmbilder sagen dir ????
Eine kurzgeschlossene Windung mit der Primärdrahtstärke oder gar der Anodenspannungswicklung wirst Du nicht deuten können.
Bei so einen kräftigen Kurzschluß brauche ich keinen Windungsschlußprüfer, da kommt sofort die Netzsicherung.

Viele Grüße
Bernd

[ELEK]

Hallo,

der Netztrafo ist doch nur ein Beispiel ... und die Schirmbilder sagen eindeutig:

- ohne Kurzschluß: 4...5 "rings" ("ringing" = "Klingeln") = Umschwingen L-C-L... ist möglich ! Induktivität intakt

- mit Kurzschluß: 0 rings, kein Umschwingen möglich, Spule wirkt durch den Kurzschluß...Windungsschluß nicht mehr als Induktivität, sondern als geringer Wirkwiderstand

...(siehe T-Ersatzschaltbild eines Trafos: Der Kurzschluß einer sekundären Spannung wird mit ü² bzw. 1/ü² auf den Eingang (primär) transformiert... es wirkt dann an den Klemmen nicht mehr die sehr große Hauptinduktivität, sondern die transformierten Null Ohm (Null bleibt dabei Null ^^) in reihe mit den Streu-Reaktanzen (...-induktivitäten), die sehr viel kleiner sind als die Hauptinduktivität... dabei ist egal, ob ein Teil der Primärwicklung betroffen ist, im T-Modellbild wäre dieser Wicklungsteil eine sehr fest angekoppelte Sekundärwicklung mit denselben Folgen und kleinerer Streu-Reaktanz)

Letzteres (...geringer Wirkwiderstand) in der Knackpunkt, wenn man nur "irgendwie" einen Schwingungsvorgang hinbekommt, kann das bedeuten, daß die Spule mit ihrer korrekten Induktivität wirkt, oder aber daß die Induktivität stark verringert ist. Ohne Erfahrung und Kenntnis der Größenordnung kann man also nicht so einfach "blind" entscheiden, ob die Wicklungskonstruktion i.O. ist. Man muß die Arbeitsfrequenz des Bauteils in etwa einschätzen können und die damit verbundenen Ersatzschaltbilder und an den Klemmen feststellbaren Induktivitäten !

Extrembeispiel wäre ein Schaltnetzteiltrafo, der hat primär einige wenige Windungen als Cu-Folie. Die Primärinduktivität liegt im µH-Bereich, ist ja auch logisch bei Arbeitsfrequenzen > 40kHz.
Ein kurzgeschlossener oder windungsschlußbehafteter 50Hz-Trafo hat eine fehlerbedingt verringerte Induktivität, die jedoch noch weit größer (u.U. Größenordnungen!) höher liegen kann als diejenige beim intakten Schaltnetzteilübertrager!

Man kann aber durch richtige Klassifizierung der induktiven Bauteile wenigstens die richtige Größenordnung herausfinden und damit das Verfahren erfolgreich anwenden.
Und natürlich sich fragen, in wievielen Fällen ich das Verfahren wirklich benötige, bei mir waren es verdächtige Zeilentrafos...Diodensplittrafos, die aber öfters leider erst unter voller Spannung den Inneren Fehler zündeten. In solchen Fällen gibt es bessere Verfahren, z.B. mittels Resonanz-Anregung, die dem realen Betrieb schon recht nahekommt, von HR DIEMEN gab es so ein Gerät, man kann es aber auch selbst bauen, die Bauteile dafür fliegen einem regelrecht zu heutzutage...

Gruß Ingo

[Grießgram]

Hallo Ingo, ich erinnere mal an die Zeit vor 1989.
Da haben Jungpioniere und Hausfrauen das erfunden wo wir Ingenieure zu dumm waren.
Aber es ist schon richtig:
Sich mit der Materie auseinandersetzen und im Streitgespräch eine Lösung finden bringt uns nach vorn.
Gruß Manfred

[ELEK]

...seh ich auch so, Manfred, Spulen/Trafos/Motoren sind auch nicht ganz einfach, bis heute hab ich da noch Fragen, die für mich "dunkle Materie" sind ^^

Gruß Ingo

[MB-RADIO]

Ja, Manfred .
Und daß , Du , Elek dich damit gut auskennst , ist mir auch klar.
Nur so einfach , wie Klaus das darstellt ist es eben auch nicht.
Ich will hier auch niemanden schlecht machen, aber zum nachdenken anregen. Auch ein Teilkurzschluß kann noch ein Ausschwingen haben. Kommt immer auf das Verhältnis  zur ganzen Spule an. Auch ein kern hat einen Verlust, welcher einem Teilkurzschluß entspricht.

Also wer das Gerätchen wirklich sinnvoll nutzen will, hat einen Vergleich oder richtig viel Ahnung.

Viele Grüße
Bernd

[Uli]

Wenn du das Oszi (DC Koppelung) an die Ausgangsbuchsen des WSP ohne Induktivität anschließt, siehst du da nur eine Gleichspannung von 12V. Wenn nicht musst du erst den Fehler im Gerät suchen.

Danke Klaus, dann werde ich damit mal beginnen!
Nicht heute oder morgen, aber bei Gelegenheit.

[ghe]

Hallo,
gestern habe ich eine neue Schaltung gebastelt:

  wicklungspruefer2.plan.gif (Größe: 7,19 KB / Downloads: 208)    
Funktion: C1 wird über R1 entweder bis zur Betriebsspannung (9V) oder einer höheren Spannung (20 - 200V), wählbar mit S2, aufgeladen. Die höhere Spannung ist für hochohmige Induktivitäten erforderlich. Nun wird P1 eingeregelt, dass die LED gerade zu leuchten beginnt. Jetzt wird der Prüfling angeschlossen. Wenn die LED blinkt ist er in Ordnung. Verlischt die LED liegt ein Windungsschluss vor. Optional kann ein Oszi angeschlossen werden. Bei höheren Spannungen unbedingt den 1:10-Tastkopf verwenden.
Ablauf der Prüfung: Wenn die LED leuchtet, ist auch der Thyristor Th1 angesteuert und leitend. C1 und C2 werden durch den Prüfling entladen, es entsteht ein positiver Impuls. Wenn die Induktivität in Ordnung ist, folgt ein negativer Impuls der den Thyristor löscht. C1 wird wieder geladen bis der OP 271 den Thyristor wieder kurz ansteuert. So entsteht das Blinken der LED. Hat der Prüfling einen Wicklungsschluss, entsteht kein negativer Impuls, der Thyristor wird nicht gelöscht, Der Prüfling verhindert durch seine Last ein Aufladen von C1, die LED bleibt dunkel.
Die Schirmbilder ergeben sich bei der Prüfung eines Printtrafos 1,15VA prim. 230V sek. 2 x 6V. Geprüft wurde mit 9V (Betriebsspannung) eine Sekundärseite des Trafos. Wicklungsschluss durch kurzschliessen der 2. Sekundärwicklung oder Primärwicklung.
Geprüft wurden auch einige Schalenkerne mit ähnlichen Schirmbildern. Das Oszi: DSO138
Nachtrag: die Diode 4007 verhindert den Rückfluss höherer Spannungen auf die Betriebsspannung, falls S2 umgeschaltet wird.

LG. Gerhard

[ghe]

Wicklungsprüfer Ergänzung

  wicklungspruefer3.plan.gif (Größe: 7,24 KB / Downloads: 162)
Die Schaltung erfuhr einige Änderungen, R2 wurde eingefügt um den Ladestrom bei höheren externen Spannungen zu reduzieren, weiters entfällt der Kondensator C2 weil ein Schwingkreis bei dieser Prüfung nicht erforderlich ist. Der eigentliche „Prüfer“ ist der Thyristor Th1. Bei dieser Prüfmethode wird der Umstand genützt, dass der Thyristor in einem Stromkreis nur gelöscht wird wenn der minimale Haltestrom unterschritten wird. Wäre der Prüfling ein Widerstand, würde das nie geschehen. Eine intakte Induktivität erzeugt nach einem positiven Impuls eine negative Spannung. Diese negative Spannung unterbricht den Haltestrom und der Thyristor wird gelöscht. Eine Induktivität mit Windungsschluss verhält sich wie ein Widerstand, siehe oben.
Der Taster T1 (Öffner) ist ein Bequemlichkeitsschalter: Um eine Prüfung bei defekter Induktivität zu wiederholen muss der Stromkreis unterbrochen werden damit Th1 gelöscht wird.
Der Thyristor sollte ein Typ mit kleinem Gatestrom sein, z. B.: C 106D (600V, 4A) bei Reichelt.
Die relativ hohe Kapazität von C1 wurde bewusst gewählt um einen kräftigen Impuls zu erzeugen damit auch kleinere Induktivitäten prüfbar sind.
Daten der Schaltung:
Betriebsspannung: 9V - 12V, ca. 3mA maximal.

Gruss Gerhard

[Uli]

...siehst du da nur eine Gleichspannung von 12V.

So weit bin ich jetzt. Wenn ich einen Prüfling anklemme, sehe ich manchmal am Oszi auch kurz etwas vorbeihuschen, was gut so eine Schwingung sein könnte. Ein stabiles Bild bekomme ich aber nie. Triggerproblem oder doch eher noch ein Problem meines Aufbaus? Ich tippe ja auf letzteres, hab aber auch keine sinnvolle Idee mehr.

[navi]

Ich löte morgen die Platine - habe so wie so alles da. Und dann prüfe ich ob die für Blinden und Tauben geeignet ist.
Grundsätzlich habe ich von ELV nicht viel, aber gute Geräte.

[Uli]

Danke Ivan, dann bin ich nicht mehr so allein