Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Erhöhter einschaltstrom beim Trafo?
Kommt es beim einschalten eines Trafos zu einem erhöhten Einschaltstrom ?? Wenn ja wodurch?
Kurz erklärt
Beim Einschalten eines Trafos entstehen hohe Spannungen da ja wie wir wissen der Trafo eine Induktivität ist. Die folge daraus sind auch große Ströme die ein Bauteile schon zerstören können. Wenn sich eine Spannung an einer Spule schnell ändert enstehen dadurch hohe Spannungen.
lg Flo
Wenn sich eine Spannung an einer Spule schnell ändert enstehen dadurch hohe Spannungen
Du meinst wenn sich der Strom ändert entstehen engegengerichtete Spannungen um den Stromfluss aufrecht zu erhalten.
Der hohe Einschaltstrom ensteht, weil im Moment des Spannung anlegens nur der Ohmsche Widerstand der Spule den Strom begrenzt. Danach senkt der induktive Blindwiderstand der Spule an Wechselspannung den Strom. Die Höhe des Einschaltstromes ist vom ohmschen Widerstand der Wicklung und dem Momenttanwert der Wechselspannung abhängig. Aus diesem Grund sollte Wechselspannung möglichst nahe am Nulldurchgang geschaltet werden.
Hallo Jumper,
ein hoher Einschaltstrom kann auftreten, wenn beim Ausschalten ein Restmagnetismus im Kern verbleibt. Wenn nun beim Einschalten zufällig die gleiche Polarität der Halbwelle zuerst kommt, dann gerät der Kern sehr stark in die Sättigung und ein hoher Spitzenstrom tritt auf. Bei entgegengesetzter Polarität geht der Kern nicht in die Sättigung und es gibt auch keinen hohen Einschaltstrom. Der Einschaltstrom hängt also sowohl vom Zeitpunkt des Ausschaltens als auch vom Zeitpunkt des Einschaltens ab. Der Spitzenstrom ist daher auch zufällig, je nachdem wieviel Restmagnetismus vorhanden ist und zu welcher Phase eingeschaltet wird. Ist die Polarität des Restmagnetismus und der erste Halbwelle gleich, dann ist das Einschalten zum Nulldurchgang sogar der ungünstigste Fall.
Waste
Ich schließe mich den Ausführungen meines Vorredners an. Die Wirkung kann man noch weiter beschreiben.
Im Dauerbetrieb hat man eine magnetische Flussänderung im Trafo von -Phi max bis +Phi max (und zurück). Diese Flussänderung entspricht der Spannungs-Zeit-Fläche der Sinusspannung mit der Amplitude von 400V und der halben Periodendauer von 10ms (geteilt durch die Windungszahl).
Schaltet man einen unmagnetisierten Trafo ein, dann sollte das idealerweise beim Maximum der Spannung geschehen. Dann wird bis zum Nulldurchgang ein magnetischer Fluss von Phi max aufgebaut.
Wird in Nulldurchgang der Spannung eingeschaltet, dann erreicht die Magnetisierung nach einer halben Halbwelle der Spannung bereits ihren Nennwert und es folgt noch einmal der gleiche Betrag der den Kern bei üblicher Dimensionierung in die Sättigung führt.
Es kommt dann für den restlichen Teil der Halbwelle (<5ms) zu einem Stromfluss der bei kleinen Trafos durch den Wicklungswiderstand begrenzt wird, bei großen Trafos durch Schutzmassnahmen.
Hat der Trafo (und die Sicherung) die Sättigungsmagnetisierung der ersten Halbwelle überstanden dann geht die Magnetisierung von diesem Wert periodisch weiter und pendelt sich symmetrisch ein. Die Restmagnetisierung ist bei üblichen Trafos recht klein.
Manfred
Wenn sich eine Spannung an einer Spule schnell ändert enstehen dadurch hohe Spannungen
Du meinst wenn sich der Strom ändert entstehen engegengerichtete Spannungen um den Stromfluss aufrecht zu erhalten.
Der hohe Einschaltstrom ensteht, weil im Moment des Spannung anlegens nur der Ohmsche Widerstand der Spule den Strom begrenzt. Danach senkt der induktive Blindwiderstand der Spule an Wechselspannung den Strom. Die Höhe des Einschaltstromes ist vom ohmschen Widerstand der Wicklung und dem Momenttanwert der Wechselspannung abhängig. Aus diesem Grund sollte Wechselspannung möglichst nahe am Nulldurchgang geschaltet werden.
Stimmt dieser beitrag ?? Hab mir das auch schon überlegt! Bin mir da aber nicht so sicher !! Weil das was Manfred schreibt ist ja ein anderer Grund!! Wenn ich das richtig verstanden habe!!
Trafos soll man an den Scheitelpunkten einschalten!! Nicht beim Nulldurchgang...
Hessibaby
05.05.2006, 15:23
Ähm Murus,
ich will Dir nicht zu nahe treten, aber alle elektrischen Verbraucher sollte man möglichst im Nulldurchgang einschalten. Dafür gibt es eine ganze Menge Schaltungen die das machen, und die Stromversorger wären auch sehr dankbar. Ich betreibe zu Hause alle Hochvolthalogenlampen mit Nullspannungsschaltern und der Lampenverbrauch ist deutlich gesunken.
Ringkerntrafos können beim Einschalten im ungünstigen Fall bis zum 30fachen des Nennstromes ziehen, und das über vier Sinushalbwellen.
In der letzten Elektor ist zu diesem Thema ein Bericht mit einer einfachen, aber wirkungsvollen, Schaltung erschienen. In meiner Schaltung ist nur ein Maxim-IC und ein Triac enthalten. Schaltung gibt es auf www.maxim.de
Gruß Hartmut
Wupps, stimmt, haste recht, hab da was verwechselt. Sorry!
Falls es Fragen zur optimalen Einschaltphase für Transformatoren gibt sollten wir das Thema weiter behandeln.
Eine kapazitive Last ist sicher im Nulldurchgang einzuschalten, eine Induktivität die durch Wechselspannung bis nahe an die beiden Sättigungsgrenzen angesteuert wird, verträgt vom neutralen Zustand ausgehend eine komplette Halbwelle schlecht (doppelte Magnetfluss-Auslenkung). Sie wäre optimal im der Mitte der Halbwelle einzuschalten.
Manfred
http://www.allaboutcircuits.com/vol_2/chpt_9/12.html
http://sub.allaboutcircuits.com/images/02346.png http://sub.allaboutcircuits.com/images/02343.png
Tach,
ja, ganz richtig was Waste und Manf schreiben und es gibt noch etwas zu bedenken:
Wenn auf der Sekundär- Seite ( Trafo- Ausgang ) ein anständiger Gleichrichter mit einem (oder mehreren ) Elko(s) sitzt entsteht noch eine weitere deutliche Stromerhöhung: Die Elko's haben 0V ( 'leer' ) und der Trafo 'versucht' nun seine nominale Ausgangsspannung abzugeben:
Das hat zusätzlich eine erhöhte Primär- Stromaufnahme zur Folge.
Ist natürlich mit kalten (weil aus) Glühlampen (Halogenlampen) auch so...
gruss Frank
Beim einschalten ist dann aber der Widerstand(Blindwiderstand) kleiner!! oder??
Weil sonst könnte ja der Strom nicht größer werden den U=RxI und die Spannung bleibt ja gleich!
Bei einer Spule die in die magnetische Sättigung gerät fällt die Induktivität ab.
Die Flussänderung pro Stromänderung und damit die induzierte Spannung kann sich um dem Faktor der relativen Permeabilität verringern, (bei Dynamoblech um den Faktor 5000).
Manfred
http://de.wikipedia.org/wiki/Permeabilit%C3%A4t_%28Magnetismus%29
Aber ein Trafoblech (oder Dynamoblech) hat doch fast keine Remanenz !! Sommit kommt die Spule doch gar nicht in die magnetische Sättigung da sie ja fast keinen Restmagnetismus haben kann!
Sorry für die späte Antwort, ich hatte es übersehen.
Wenn ein Trafoblech keine Remanenz hätte, dann dürfte es keinen hohen Einschaltstrom geben, wenn man genau zum Scheitelwert einschaltet. Dem ist aber nicht so, das hatte ich schon einmal vor vielen Jahren herausgefunden. Genauso kann es vorkommen, dass beim Einschalten zum Nulldurchgang gar kein hoher Einschaltstrom auftritt, wenn die Remanenz günstig war (also entgegengesetzt zur ersten Halbwelle). Dieses Verhalten weist eindeutig auf eine Remanenz hin.
So weit ich mich auch erinnere, ist das kennzeichnende Merkmal für weich- oder hartmagnetisches Material nicht die Remanenz sondern die Koerzitivfeldstärke. Ich hab jetzt aber auf die Schnelle keine Daten bzw. Hysteresekurve zu einem Trafoblech gefunden, bin aber auf folgende Seite gestoßen: http://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/onilim.htm
Da wird die Problematik auch ganz gut erklärt.
Waste
noinrush
27.01.2007, 17:04
Hallo Waste, Jumper usw.
Wegen Trafo EInschaltstrom. Ich habe eben erst eure Beitraege gelesen zu dem Thema Trafo-Einschaltstrom. Ein RIngkerntrafo hat eine sehr hohe Remanenz, weil er keinen Luftspalt im Kern hat. Deshalb ist es ohne EInschaltstrombegrenzer ein Horror Ringkerntrafos einzuschalten.
Man kann den Einschaltstrom aber auch ganz vermeiden. wie das geht seht Ihr bei www.emeko.de . Dort steht auch was im Trafo wirklich passiert beim Einschalten.
Noinrush
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