Verlauf des Leistungsfaktors (cos phi) beim Leerlaufversuch eines Transformators

Hallo,

ich habe hier eine Verlauf des Leistungsfaktors (cos phi) eines Transformators vorliegen, welcher im Zuge eines Leerlaufversuchs aufgenommen wurde (über I0). Warum sinkt dieser mit steigendem Strom (ca. 1/x Verlauf)?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Der im Leerlauf heftig induktive und damit kleine Leistungsfaktor
STEIGT mit steigender (ohmscher) Belastung bis auf fast 1:
Dann kann man die Kopplungsinduktivität vernachlässigen
und es wirken nur mehr die Streureaktanzen
Schau dir dazu mal das Trafo-Ersatzschaltbild an!
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Eben
und deshalb wirk sich da die Kopplungs-Induktivität stark aus
und bestimmt mit den geringen ohmschen Eisenverlusten den Phasenwinkel.
 
Ja mir würde es eher einleuchten, wenn der Leistungsfaktor über den kompletten LL-Versuch (Sekundärseite offen und sukzessive Erhöhung des Stroms am Eingang) konstant bei ca. 90° wäre, ist er aber lt. dieser Messung nicht.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Nein, das würde mir nicht einleuchten,
denn auch ein Trafo im Leerlauf hat Wirkverluste,
die hauptsächlich durch die Eisenverluste zustande kommen.
Sie finden sich Trafoersatzschaltbild als Eisenverlustwiderstand.
Infolgedessen wird ein Trafo im Leerlauf zwar einen großen Phasenwinkel aufweisen,
aber der wird dennoch deutlich kleiner als 90° sein.
 
Danke für die Antwort. Ich war letzte Woche sehr eingedeckt und kann mich erst jetzt wieder mit dem Thema beschäftigen.

Die Hauptreaktanz und der Eisenverlustwiderstand sind im ESB parallel. Dass der Phasenwinkel deutlich kleiner als 90° bleibt leuchtet mir nun auch ein. Aber wenn ich bei LL den Strom variiere, so scheint er zu Beginn (kleine Ströme und nach wie vor LL) nahe bei 1 zu liegen und dann bei steigendem Strom stark absinken. Ist das wegen der Sättigung der Hauptreaktanz?
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Die Hauptreaktanz kennt keine Sättigung:
Die gibt´s ja nicht wirklich - das ist ja ein ERSATZ-Schaltbild.

Leider hab ich nicht verstanden, was meinst du mit:
Aber wenn ich bei LL den Strom variiere, so scheint er zu Beginn (kleine Ströme und nach wie vor LL) nahe bei 1 zu liegen und dann bei steigendem Strom stark absinken.
WO misst du den Phasenwinkel zwischen WELCHEN Größen?
 
Ja klar, aber am ESB messe ich auch keine reale Kennlinie, wie in meinem Fall. Es sättigt natürlich das echte Eisen.

Ich messe Außenleiterspannungen, Strangströme und die aufgenommene Wirkleistung (symmetrischer Trafo). Und a variiere ich, wie schon erwähnt, die Spannung und trage dann den Wirkleistungsfaktor über dem Strom auf. Der ist dann bei niedrigen Strömen nahe 1, fällt dann stark ab und pendelt sich bei einem niedrigen Wert (nahe 0,2 oder 0,1) für höhere Ströme ein.
 

derschwarzepeter

Mitarbeiter
Wer misst, misst Mist:
Wenn du beim Trafo im Leerlauf primär zwischen Strom und Spannung einen Phasenwinkel von fast 1 misst,
ist bei deiner Messung etwas faul.

Das Trafo-Ersatzschaltbild berücksichtigt zwar keine Sättigungserscheinungen,
aber diese zeigen sich nur bei
a) zu hoher Primärspannung
ODER
b) zu hohem Sekundärstrom.
 
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