Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Leistung (Ersatz)Spartrafo


von May (Gast)


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Weiß jemand  mit wieviel Leistung man einen 100AV, 2x115V und nicht 
verwendeten 12V Trafo belasten kann den man diesen Trafo als
Spartrafo verwendet und die 115 V belastet möchte.(Ui=230V)

: Verschoben durch Moderator
von mui (Gast)


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Hä?!

von Andrew T. (marsufant)


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May wrote:
> Weiß jemand  mit wieviel Leistung man einen 100AV, 2x115V und nicht
> verwendeten 12V Trafo belasten kann den man diesen Trafo als
> Spartrafo verwendet und die 115 V belastet möchte.(Ui=230V)

Wenn die 12V unbelastet bleiben: 200VA

Wenn der Trafo nicht verwendet wird: 0 VA

cnr,
Andreas

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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der Kern könnte die 200VA bei dem Übersetzungsverhältnis, die Wicklung 
eher nicht. In der "Ausgangswicklung" fliesst ein höherer Strom als 
vorgesehen, in der oberen Hälfte weniger...

von Trafowickler (Gast)


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Annahme:
Trafoverluste im regulären Betrieb teilen sich auf Prim-Sek hälftig auf:

Eine Prim-Hälfte würde im Normalfall die Hälfte der Leistung auf Sek 
übertragen.
Diese Hälfte würde hier auf die andere Prim-Hälfte übertragen.

Also würde diese Hälfte zu der Hälfte der zweiten Primärwicklung 
hinzukommen, und die zweite Wicklung dann auch nur mit Nennstrom 
belastet ?!

Mein Gedanke daher => 100 VA geht ???

(Ich hoffe, ich mache da keinen Denkfehler, daher keine Gewähr !

von Benedikt K. (benedikt)


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Ich vermute 100VA, aber ganz sicher bin ich nicht:
100VA sind 0,43A bei 230V.
Durch beide in Reihe geschalteten Trafowicklungen dürfen daher maximal 
0,43A fließen.

Durch die erste Hälfte fließen jetzt 0,43A direkt zur Last.
Durch die zweite Hälfte liefert der Trafo nochmal genausoviel Strom 
dazu, also 0,87A insgesamt.
Der Trafo überträgt dabei 0,43A * 115V = 50VA, an der Last kommen 100VA 
an.

Der Trafo könnte 100VA übertragen (was 200VA an der Last ergibt), die 
Wicklung wird dann aber mit dem doppelten Strom = 4x Verlustleistung 
belastet.

von ??? (Gast)


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Mehr als der Blechklotz insgesamt kann?

von ??? (Gast)


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@ Benedikt K.

Das ist keine Speisung von 2 Seiten.
Die Reihenschaltung der 2 Primärwicklungen wird in der Mitte belastet, 
damit ergibt sich sofort eine Unsymmetrie.

von Ulrich (Gast)


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Die 100 VA wird man in der Spartrafoschaltung wenigstens vertragen 
können. Der genaue Wert hängt davon ab in wie weit man wegen der 
geringenen Verluste in der Sekundärwindung mehr Verluste in der 
Primärwindung zulassen kann. Die obere Grenze wäre bei gleicher 
Gesamt-verlustleistung. Das wäre der Wurze 2 - fache Strom, also rund 
141 VA.
Die Belastbarkeit wird also irgendwo zwischen 100 und 140 VA liegen. 
Vom gefühl würde ich mal auf rund 120 VA tippen, das entspreche etwa dem 
Fall das die Wicklungen sich etwa doppelt so stark erwärmen wie der 
Kern. Bei einer 2 Kammerwirklung eher etwas weniger, bei einer Wicklung 
übereinander eher etwas mehr.

Die Belastbarkeit von trafos ist ja auch keine so genau festzulegende 
Größe. Leichte überlastung führt erst mal zu weniger Lebensdauer. Auch 
hängt die Kühlung von der Umgebung ab.

von Benedikt K. (benedikt)


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??? wrote:
> @ Benedikt K.
>
> Das ist keine Speisung von 2 Seiten.
> Die Reihenschaltung der 2 Primärwicklungen wird in der Mitte belastet,
> damit ergibt sich sofort eine Unsymmetrie.

Könntest du das mal erklären?
Ich sehe das so:
Die erste Hälfte liegt in Reihe zur Last:
Da die Spule sehr hochohmig ist, fällt an dieser nahezu die komplette 
Spannung ab (OK, bis der Kern in die Sättigung kommt). Dadurch wird in 
der 2. Wicklung auch eine hohe Spannung erzeugt. Da diese aber auch an 
der Last liegt, ergibt sich irgendwann ein Gleichgewicht (irgendwo um 
die halbe Spannung), so dass durch beide Wicklungen nahezu der gleiche 
Strom fließt.

von Andrew T. (marsufant)


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H.joachim Seifert wrote:
> der Kern könnte die 200VA bei dem Übersetzungsverhältnis, die Wicklung
> eher nicht. In der "Ausgangswicklung" fliesst ein höherer Strom als
> vorgesehen, in der oberen Hälfte weniger...

Nein. Der Strom teilt sich symmetrisch auf.

Die obere Wicklung liefert 100VA
Die untere ebenfalls 100VA

Diese Anordnung kann tatsächlich unbeschadet 200VA @ 115 V Uout

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Ich weiss es nicht wirklich, aber ich glaub es nicht.

Hast du irgendwelche Quellen? Hab auf die Schnelle nichts gefunden.

von ??? (Gast)


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@ Benedikt K.

Er schrieb doch, er wolle "die 115 V belasten", also nur die Hälfte der 
2 Primärwicklungen. Beide Primärwicklungen liegen jedoch an "(Ui=230V)", 
also  ein normaler Trafoanschluß an die Netzspannung (2x115V in Reihe).

 @ Benedikt:
 > Durch die erste Hälfte fließen jetzt 0,43A direkt zur Last.
 > Durch die zweite Hälfte liefert der Trafo nochmal genausoviel Strom
 > dazu, also 0,87A insgesamt.

Deine "zweite Hälfte" liegt doch mit einem Wickelende am N-Leiter, von 
dort kommt nichts.

von ??? (Gast)


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Wo gibt hier

  obere Wicklung liefert 100VA
  untere ebenfalls 100VA

Die 100VA-Angabe ist die Leistung für den (nicht belasteten) Ausgang.

von Benedikt K. (benedikt)


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??? wrote:
> Deine "zweite Hälfte" liegt doch mit einem Wickelende am N-Leiter, von
> dort kommt nichts.

Versteh ich nicht. Was hat denn der N-Leiter damit zu tun?

von Andrew T. (marsufant)


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Benedikt K. wrote:
> ??? wrote:
>> Deine "zweite Hälfte" liegt doch mit einem Wickelende am N-Leiter, von
>> dort kommt nichts.
>
> Versteh ich nicht. Was hat denn der N-Leiter damit zu tun?

Da gibt es auch nix zu verstehen. Denn die Argumentation "vom N-Leiter 
kommt nix" trägt nix bei, ist also als Begründung Nonsens.

Man kann die Last genauso zwischen L1 und Mittelanzapf legen (lassen wir 
mal im Augenblick außer Acht das dies nach VDE etc. nicht wirklich 
zulässig ist).

Es ändert am Ergebnis nichts. Es macht es vielleicht einfacher 
nachvollziehbar (ich habe da mit beiden Versionen keine Probleme)

Das Thema ist in google als Spartrafo mit Mittelanzapf" schon x-fach 
durchgekaut worden.

Das korrekte Ergebnis ist: 200VA aus dem 100VA Trafo.

von Benedikt K. (benedikt)


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Andrew Taylor wrote:
>
> Das korrekte Ergebnis ist: 200VA aus dem 100VA Trafo.

Aber dann fließt durch jede Wicklung doch der doppelte Strom als im 
Normalbetrieb, oder liege ich da falsch?

von ??? (Gast)


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Wenn jetzt jemand ein Schaltbild malt wäre es vlt verständlich.

von oszi40 (Gast)


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Kurze Antwort: Es sollte nie mehr Strom fließen, als der 
Dahtdurchmesser/Querschnitt hergibt + Temperatur prüfen.

Also messen + Auge ins Tabellenbuch.

von ??? (Gast)


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ED 10% ist gut.

von Trafowickler (Gast)


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"Das korrekte Ergebnis ist: 200VA aus dem 100VA Trafo."

Stimmt hier nicht, da hier ja ca. die Hälfte des Wickelraumes ungenutzt 
brach liegt ( 12 V-Wicklung ).


Ich glaube, ich hab's:

Annahme: Fe-Verluste vernachlässigt, Aufteilung der Nennverluste auf
Prim ( = 2*115 V ) und Sek ( 12 V ) im Normalbetrieb hälftig.

Die aufgenommene Primärleistung habe den Nennwert, also hier 100 VA.
Es fließt Nennstrom.
Wir haben sozusagen einen "induktiven Spannungsteiler", von der 
Anzapfung gegen 0 also halbe Spannung, 115 V.

Ergo fließt dieser Nennstrom aus dieser Anzapfung mit 115 V heraus zum 
Verbraucher, NICHT durch die untere Trafowicklung.
Die obere Trafowicklung bewirkt wg. des fließenden Nennstroms den halben 
Nennfluss im Kern.

Und dieser Nennfluss erzeugt in der unteren Wicklung ebenfalls den 
Nennstrom, der sich zum ersten dazuaddiert.

=> Halbe Spannung, doppelter Strom,

also bleibt die sekundäre Leistung 100 VA, falls der primäre 
Wicklungsstrom gleich bleibt.

Da die sekundäre 12 V-Wicklung unbelastet ist, bleibt noch etwas 
Kühl-Reserve übrig, jedoch ist es sicher nicht erlaubt, deren 
"übriggebliebene" Verlustleistung auf die 115 V-Wicklungen zu übertragen 
( örtliche Überhitzung ).
Also sollten ca. 120 VA möglich sein ( s.a. Beitrag von Ulrich ).

von Benedikt K. (benedikt)


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Trafowickler wrote:

> => Halbe Spannung, doppelter Strom,
>
> also bleibt die sekundäre Leistung 100 VA, falls der primäre
> Wicklungsstrom gleich bleibt.

Genau. Das hatte ich auch gesagt. Also nix mit 200VA.

> Da die sekundäre 12 V-Wicklung unbelastet ist, bleibt noch etwas
> Kühl-Reserve übrig, jedoch ist es sicher nicht erlaubt, deren
> "übriggebliebene" Verlustleistung auf die 115 V-Wicklungen zu übertragen
> ( örtliche Überhitzung ).
> Also sollten ca. 120 VA möglich sein ( s.a. Beitrag von Ulrich ).

Auch richtig. Einige Hersteller spezifizieren die Maximalleistung sogar 
über eine bestimmte Temperaturerhöhung.
Wenn man insgesamt die gleiche Verlustleistung wie beim normalen Betrieb 
erlaubt und davon ausgeht, dass die Verluste in Primär und 
Sekundärwicklung gleich sind, dann dürfte man in der Primärwicklung die 
doppelte Leistung verbraten, was aufgrund von P=I²R der Wurzel 2 fach 
Strom und somit rund 140VA ist, genau wie Ulrich schrieb.

von May (Gast)


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War das Spannend !

Allen meine Dank

Ich hatte  auch den doppelten Strom erwartet, war mir aber wirklich
nicht ganz sicher.So hatte ich mir das über die maximal zulässige
Stromdichte hergeleitet, da an dem Knotenpunkt von der 115V
 der doppelten Querschnitt "anliegt".

von eProfi (Gast)


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nanana, ich tippe wie Andrew auch auf 200W, und zwar unterscheidet man 
bei einem Spartrafo zwischen Bauleistung und Ausgangsleistung. Deren 
Verhältnis ist abhängig vom Verhältnis der Spannungen.
In einem Spartrafo wird ein Teil der Leistung induktiv, der Rest 
galvanisch übertragen.


"In der "Ausgangswicklung" fliesst ein höherer Strom als
vorgesehen, in der oberen Hälfte weniger..."

Sehe ich anders: in den beiden PrimärSpulen fließt nahezu der selbe 
Strom(genaugenommen muss die "obere" Spule zusätzlich die Eisenverluste 
"stemmen".)

Nebenbei: Man kann die 12V-Wicklung auch verwenden, um die 115V nach 
unten (115-12=103) oder nach oben (115+12=127) zu korrigieren (je nach 
Polarität). Das geht dann aber auf (geringe) Kosten des max. Stromes.

Die 115V am Ausgang werden nur im Leerlauf (=ohne Belastung) erreicht, 
bei Belastung kann die Korrektur von 6 oder 12V den Verlust ausgleichen.

Nochmal zum Mitrechnen: der Nennstrom der Primärwicklung ist 
100VA/230V=0,435A. Diese fließen, wenn dem Kern 100VA entnommen werden.
Die Entnahme findet jedoch in diesem Fall nicht auf der 12V-Wicklung, 
sondern auf der "unteren" Primärwicklung statt, d.h. diese liefert 
435mA, zu denen sich die 435mA der oberen Wicklung addieren (Richtung 
der Vektoren beachten!).

Also kann ein Strom von 870mA am Mittelpunkt entnommen werden.
870mA*230V=200VA.

Wenn die 12V-Wicklung unbelastet ist, trägt sie nicht zur Erwärmung des 
Trafos bei, man kann deshalb sogar etwas mehr als 200VA entnehmen, sagen 
wir mal 220 - 240VA.

Nebenbei: die Belastung eines Trafos gilt nur für sinusförmigen Strom. 
Ist der Strom z.B. durch einen nachgeschalteten Gleichrichter + 
Glättungskondensator pulsartig (C wird nur in der Sinusspitze 
nachgeladen = kleiner Stromflusswinkel, dafür fließt kurzzeitig ein sehr 
hoher Strom), müssen ca. 20-30% von der Nennleistung abgezogen werden.

Ist jemand noch anderer Meinung?

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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hm, hat mich nun wirklich interessiert und etwas gegoogelt, nicht 
allzuviel brauchbares gefunden...

Das einzige, was ich gefunden habe, was auch auf die Ströme eingeht, ist 
folgendes:
http://www.elektroniktutor.de/bauteile/tr_spar.html

Also ich glaub die 200VA bei 2 gleichen Wicklungen immer noch nicht:-)

von eProfi (Gast)


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http://www.schmidbauer.net/transformator-drossel/trafohersteller-schmidbauer/downloads/3acautotrafo/Autotrafo-DAS1.pdf

dort findet sich die Formel:
Bauleistung = Durchgangsleistung * (1-(Unterspannung/Oberspannung))

also in unserem Fall:
100VA = 200VA * (1-(115/230))

Es werden 100VA magnetisch und 100VA galvanisch übertragen. ????

Ähnliches habe ich hier beschrieben:
Beitrag "Re: Ein AC von 240v zu 125v Spannungswandler"

Ählicher Beitrag:
Beitrag "USA-Gerät / Spartrafo"


Aber ich sehe einen "kleinen" Fehler in meinem obigen Post:
"Also kann ein Strom von 870mA am Mittelpunkt entnommen werden.
870mA*230V=200VA."

870mA*115V=100VA
geht es also wirklich nicht?

Ich muss nochmal drüber schlafen....

von Benedikt K. (benedikt)


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eProfi wrote:
> nanana, ich tippe wie Andrew auch auf 200W,

> Also kann ein Strom von 870mA am Mittelpunkt entnommen werden.
> 870mA*230V=200VA.
>
> Ist jemand noch anderer Meinung?

Ja:
Du entnimmst am Mittelpunkt aber nur 115V:
870mA*115V=100VA.

Der Trafo könnte mehr übertragen, die Wicklungen sind das Problem.
Bei einem Spartrafo ist der Kern gegenüber einem normalen Trafo kleiner, 
die Wicklung muss aber genauso stark ausgeführt werden wie bei einem 
normalen Trafo.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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hm, wo sind denn nur die 200VA-Verfechter hin :-)

von Trafowickler (Gast)


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"dort findet sich die Formel:
Bauleistung = Durchgangsleistung * (1-(Unterspannung/Oberspannung))"

Eben.

In unserem Fall bleibt jedoch die Hälfte des Wickelraums ungenutzt
( 12V-Sek ), d.h. die beiden 115 V-Wicklungen haben den halben 
Querschnitt, s.o.

qed.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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Ich meine ja auch Andrew und den eProfi.
Unstrittig ist, dass dieser 100VA-Kern mit Sparwicklung bei einem 
Spannungsverhältnis 2:1 200VA übertragen könnte.
Das kann er aber nur, wenn die Drahtstärken entsprechend sind. Sind sie 
aber bei einem 2x115V auf irgendwas nicht.

von Benedikt K. (benedikt)


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H.joachim Seifert wrote:
> Unstrittig ist, dass dieser 100VA-Kern mit Sparwicklung bei einem
> Spannungsverhältnis 2:1 200VA übertragen könnte.

OK, ist vielleicht ziemlich kleinlich, aber übertragen tut der Kern 
eigentlich nur 100VA, die zweiten 100VA kommen durch den Trafo als 
"Vorwiderstand" zustande.

von May (Gast)


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Mal andersherum gefragt:
Wenn ich bei der 115V einspeise werde ich wegen dem Drahtdurchmesser
keine 200W am Ausgang entnehmen können. sondern nur 100W ....
Oder liege ich jetzt auch noch falsch?

von Benedikt K. (benedikt)


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May wrote:
> Mal andersherum gefragt:
> Wenn ich bei der 115V einspeise werde ich wegen dem Drahtdurchmesser
> keine 200W am Ausgang entnehmen können. sondern nur 100W ....

Richtig. Durch die untere Wicklung fließen dann 0,435A und die obere 
addiert 115V zu den 115V hinzu. Hier fließen dann die anderen 0,435A, 
was insgesamt 115V 0,87A -> 230V 0,435A ergibt.

von eProfi (Gast)


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an H.joachim Seifert:


200VA geht nicht, und zwar wg. des Drahtdurchmessers.

Wenn der gesamte Wickelraum mit zwei 115V-Wicklungen aufgefüllt wäre 
(also ein 115 -> 115V-Trenntrafo), ginge es.


"Sind sie aber bei einem 2x115V auf irgendwas nicht."
Was meinst Du mit diesem Satz?
Problem ist, dass die 12V-Wicklung einfach Platz braucht.


" "übriggebliebene" Verlustleistung auf die 115 V-Wicklungen zu 
übertragen
( örtliche Überhitzung ). Also sollten ca. 120 VA möglich sein ( s.a. 
Beitrag von Ulrich )."

Sehe ich inzwischen auch so.
Meist ist die Primäre innen gewickelt, sodass die Wärme schwer 
herauskommt.

Evtl. bringt es ein bisschen, die 12V-Wicklung abzuwickeln. Dadurch wird 
zwar die Oberfläche kleiner, aber die Luftzufuhr besser. Dann könnten 
auch 140VA noch gehen.

Wenn Du schon beim (Ab-)Wickeln bist, kannst Du gleich die 
115V-Wicklungen "verdicken"   (-;

von May (Gast)


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Mir geht es hier nicht um ein neuwickeln eines Trafos.
Dort ist es klar, das ich aus einem 100VA Trafo 200VA übertragen
kann, wenn ich ihn richtig wickle. Ich will aber einen
eingegossenden Printtrafo verwenden. und ich bin nun fast
überzeugt das ich nur 100AV übertragen kann. Nicht mehr,
da die Stromdichte einfach nicht mehr zulässt.
Aber wenn jemand besser Argumente hat, bin ich ganz Ohr.
Das es "etwas mehr" ist, weil die Erwärmung der 12V Wicklung fehlt
ist schwer zu wiederlegen als auch exakt zu belegen.
Herrje  ich weiß auch nicht so richtig. Wenn ich einen "Rappell"
bekomme, werde ich es mal ausprobieren aber das Ärgert mich, das man es
 mit Überlegen nicht sicher rausbekommt...

von eProfi (Gast)


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"Mir geht es hier nicht um ein neuwickeln eines Trafos."
Schon klar, ich machte ja nur Spaß.


"aber das Ärgert mich, das man es mit Überlegen nicht sicher 
rausbekommt..."

Ich denke doch, der Fall ist gelöst. Andrew ist der noch einzige, der 
200VA bietet, alle anderen 100 - 140 VA.

von H.Joachim S. (crazyhorse)


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eProfi wrote:
> an H.joachim Seifert:

> "Sind sie aber bei einem 2x115V auf irgendwas nicht."
> Was meinst Du mit diesem Satz?


Damit meine ich einen beliebigen fertigen Trafo, der ja normalerweise 
dafür gedacht ist, aus 230 oder 115V eine galvanisch getrennte Leistung 
zu übertragen und nun "missbräuchlich" als Spartrafo benutzt werden 
soll.

Beitrag #6710384 wurde von einem Moderator gelöscht.
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