Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Trafo Temperaturmessung / Innentemperatur - Diskussion


von Bernhard S. (bernhard)


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Geschätztes Forum,

die Innentemperatur eines Trafos soll im laufenden Betrieb hinreichend 
genau bestimmt werden, um ihn vor Überhitzung zu schützen.

Idee:

Eine Konstantstromquelle speist eine freie Wicklung mit einem 
definierten Strom.

Die RC-Kombination siebt den Wechselspannungsanteil heraus,
übrig bleibt eine Gleichspannung, welche anhängig von der 
Wicklungstemperatur ist.

Wie ist Eure Meinung dazu?


Bernhard

von Andrew T. (marsufant)


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Bernhard S. schrieb:
> Wie ist Eure Meinung dazu?

Das einbringen eines Thermofühlers (NTC, PT100, Micro-Thermoelement Typ 
k mit 0.5 mm Durchmesser, etc) während des Herstellprozesses oder 
nachträglich durch "Reinpfriemeln" ist zu aufwendig?

Der Trafo darf auch nicht für 5 Sekunden abgeschaltet werden, um die 
Temperatur nach dem in IEC 60601 festgelegten Verfahren zu bestimmen?

Der TE möchte eine möglichst komplexe Lösung eines einfachen Themas?

Weitere Meinungen?

: Bearbeitet durch User
von Bernhard S. (bernhard)


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>Das einbringen eines Thermofühlers... "Reinpfriemeln" ist zu aufwendig?

Muss man immer gewohnte Wege gehen?

von Harald W. (wilhelms)


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Bernhard S. schrieb:

>>Das einbringen eines Thermofühlers... "Reinpfriemeln" ist zu aufwendig?
>
> Muss man immer gewohnte Wege gehen?

Nein, hier im Forum ist es üblich, immer die umständlichste, teuerste
und schlechteste Lösung zu nehmen. Du kannst Dich gern diesem Trend
anschliessen.

von Peter R. (pnu)


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Eine extra Wicklung zum Temperaturmessen ???

Wenn man sich klar macht, dass die Grenztemperatur im Trafo sowieso 
nicht überall gleich ist, sondern von den Transportwegen für die 
Verlustleistung bzw.Wärme beeinflusst wird und zur Temperatur kein 
scharfer Grenzwert gehört sondern ein Übergangsbereich, in dem zunehmend 
Einfluss auf die Lebensdauer entsteht, sollte man nicht auf Grad oder 
Zehntel Grad messen wollen.

Es ist Lottospiel, wenn man den Trafo bis auf wenige Grade auf die 
Grenztemperatur auslegt bzw. belastet. Man muss da sicherlich einige 
zehn Grade von dem Grenzwert fernbleiben (das vermute ich aber nur)

Ein NTC oder ein PTC als Grenzwertfühler hat eindeutige Wertänderung und 
erlaubt eine relativ robuste Messeinrichtung.

Mit dem Elko in der obigen Schaltung ist zuverlässig sichergestellt, 
dass die Messeinrichtung vorzeitig versagt und den Trafo garnicht mehr 
schützt.
Dazu kommt dann n och das Isolierungsproblem: diese Wicklung bringt eine 
weitre thermische Isolierschicht im Trafo. Nicht umsonst sind Trafos mit 
mehreren Sekundärwicklungen geringer belastbar als mit nur einer 
Wicklung.

Man sollte sich Gedanken über den richtigen  Montagepunkt machen, also 
wo die höchste Temperatur entsteht. Dorthin sollte der Fühler. Man 
sollte auch eine Sicherheitsmarge vorsehen also nicht die 
Grenztemperatur des Trafo als Abschaltpunkt. Dann wird der Montagepunkt 
auch weniger kritisch.

Schließlich ändern sich die Kühlungsverhältnisse des Trafo je nach 
Montage, Platzierung oder Verstaubung. Und da sollte der Trafo nicht 
gleich die Grätsche machen, weil er dann an andrer Stelle den Punkt 
maximaler Wärme hat.

: Bearbeitet durch User
von oszi40 (Gast)


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Bernhard S. schrieb:
> Wie ist Eure Meinung dazu?

Es sterben 10-fach so viele Elkos und Halbleiter bevor ein wohl 
dimensionierter Trafo stirbt.

von MaWin (Gast)


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Bernhard S. schrieb:
> Wie ist Eure Meinung dazu?

Ziemlich fette RC Kombination um die 50Hz auf weniger als 0.2% 
auszufiltern.

von Thomas B. (thombde)


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Warum werden eigentlich so wenige Trafos mit Temperatursicherung
angeboten? (nur Sonderanfertigung)
Bei Conrad oder Reichelt ist da nichts zu finden.

Gruß
Thomas

von oszi40 (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Warum

oszi40 schrieb:
> Es sterben 10-fach so viele Elkos und Halbleiter bevor ein wohl
> dimensionierter Trafo stirbt.

Es gibt außer billigen Thermosicherungen auch noch Feinsicherungen, die 
eine strommäßige Überlastung evtl. verhindern könnten.

von Thomas B. (thombde)


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oszi40 schrieb:
> Es gibt außer billigen Thermosicherungen auch noch Feinsicherungen, die
> eine strommäßige Überlastung evtl. verhindern könnten.

Die Feinsicherung halte ich eigentlich für selbstverständlich.
(primär u. sekundär)
Die Thermosicherung wäre dann eine zusätzliche Option.
Aber wie ist das wenn mal die Konvektionskühlung wegfällt?
Oder bei Windungsschluss?

Edit:

Hallo Bernhard.

Irgendwie erinnert mich Deine Schaltung an einen Transduktor.
https://de.wikipedia.org/wiki/Transduktor_(Elektrotechnik)


Verändere ich nicht durch den Gleichstrom die gesamte Magnetisierung des 
Kerns.
Bekommt man da nicht mehr Verluste in den Kern, weil der Konstantstrom 
wird doch relativ groß sein?
Ansonsten finde ich die Idee recht interessant.

Gruß
Thomas

: Bearbeitet durch User
von michael_ (Gast)


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Thomas B. schrieb:
> Aber wie ist das wenn mal die Konvektionskühlung wegfällt?
> Oder bei Windungsschluss?

Dann brennt in China auf einem Feld ein Reisstrohhaufen!

Trafos haben die Eigenschaft, wenn sie in Sättigung gehen oder ein 
Windungsschluß vorliegt, dass der Strom überdimensional ansteigt.

von Michael B. (laberkopp)


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Thomas B. schrieb:
> Warum werden eigentlich so wenige Trafos mit Temperatursicherung
> angeboten? (nur Sonderanfertigung)

Geiz (seitens der Hersteller). Die bieten gerne einen Trafo an, der 10ct 
billiger ist als der der Konkurrenz und dafür idotisch dumm konstruiert 
ist.

Denn die Thermosicherung ist die EINZIG sinnvolle Art, einen Trafo 
abzusichern, denn der ist thermisch limitiert. Jeder Kram mit 
Sicherungen drumherum ist nur rumdoktorn an Symptomen.

Weil der Kunde blöd ist und Trafos ohne Thermosicherung kauft weil sie 
10ct billiger sind, konnte sich diese abstruse Firmenpolitik hier 
durchsetzen.

In Asien ist man deutlich klüger, TCO total cost of ownership sagt daß 
man ausschliesslich Trafos mit Tempsicherung nimmt weil man dann 1 EUR 
an zusätzlichen Sicherungen und 10 EUR an unnützer Überdimensionierung 
spart.

von Mani W. (e-doc)


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Bernhard S. schrieb:
> Idee:
>
> Eine Konstantstromquelle speist eine freie Wicklung mit einem
> definierten Strom.>

Welcher Trafo hat schon eine freie Wicklung?

> Die RC-Kombination siebt den Wechselspannungsanteil heraus,
> übrig bleibt eine Gleichspannung, welche anhängig von der
> Wicklungstemperatur ist.

Bernhard S. schrieb:
> Wie ist Eure Meinung dazu?


Unnützer Aufwand...

von Andrew T. (marsufant)


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Mani W. schrieb:
> Unnützer Aufwand...

thumbs up!

von Homo Habilis (Gast)


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Es gibt da mehrere Möglichkeiten der Interpretation Deiner
Eingangsfrage.

Frage an Dich: Ist es tatsächlich eine "reine" Diskussionsvorlage ohne
echte Grundlage - außer der Idee? Und das Bild, trotz der angegebenen
Sekundärspannungen, ein reines Beispielbild?

Was ich irgendwie (auch) für unwahrscheinlich halte, da 1.) einige Leser
die 2x9V~ versehentlich "real" annehmen könnten, und/oder 2.)
andererseits die Schaltung auch nur für Ausgangsspannungen - der
"Hilfswicklung" - in begrenztem Bereich taugt, was die Anwendung
"allgemein" stark begrenzte - außer für "Spezialanfertigungen" halt,
und/oder 3.) ... etc. pp.

Geht es also - trotz der Def. "Diskussion" - um einen einzigen
speziellen Trafo und dessen "übriggebliebene" Wicklung? Oder stattd.
eine kleinere Anzahl solcher T.? Welche Anzahl genau? Alle identisch?
Oder verschiedene Größen, Leistungsklassen, Spannungen und Ströme?

Ob nun schon vorhanden oder erst noch zu kaufen, wäre auch ein
Kriterium.
Dann könnte man noch denken, Du planst eventuell die Eigenproduktion (ob
nun "aus eigener Hand", oder von D. Angestellten/Kollegen/sonstwas) bzw.
einen Auftrag für einen, mehrere oder viele - mit dedizierter Wicklung.

Und: Zu Verkaufszwecken oder zur Eigennutzung? Einzelverkauf, oder
mitsamt dieser Temp.-Überwachung, oder mit kompletter darauf basierender
Schutzschaltung? Oder (nur Trafo, samt Temp--Wächter, o. samt SchuScha?)
Einbau in ein Fremdgerät?

Das war´s fast... nee, nochmal: Welche Last(en) vorgesehen? Dauermessung
aus (noch unbekanntem Grund) nötig, oder auch mit längeren Pausen
möglich? Mir fielen da viele Fragen ein. Aber vielleicht gar nicht alle
nötigen. Außer allgemein: "Gibt es noch unbekannte Randbedingungen?"

[[Ansonsten sind ein paar (wenn auch teils leicht unhöfliche, und/evtl. 
weil auf mangelnden Infos beruhende, deshalb sage ich mal: 
weitgehend--->) korrekte Antworten gekommen, denen insoweit nur 
zuzustimmen ist.

Du fragtest nach Meinungen, diese hast Du - im Rahmen Deiner wenigen 
Konkretisierungen - auch "erhalten". Evtl. wär da "mehr drin 
gewesen"...?]]

Ich hätte halt zuerst mal diese Antworten über genaue Definition der
Gegebenheiten von Trafo und Wicklung, und auch der Meßschaltung, und des
Anwendungsbereiches erhofft, bevor ich mich auf die Schwächen und
Schwierigkeiten stürzen würde.

Man weiß ja nicht, ob die "Ratgabe" oder auch Kritik nicht völlig
sinnlos ist. Und deshalb würde ich mir zumindest bei sogenannten
"allgemeinen Diskussionen" ein paar, oder halt das nötige Maß an, 
Rahmenbedingungen wünschen.

(Eben so wie bei "normalen" Threads. Diskussionen ufern sonst aus, 
liefern nicht die gewünschten Ergebnisse, und/oder erzeugen nur Unmut.)

MfG

von Harald W. (wilhelms)


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Michael B. schrieb:

> Geiz (seitens der Hersteller). Die bieten gerne einen Trafo an, der 10ct
> billiger ist als der der Konkurrenz und dafür idotisch dumm konstruiert
> ist.
>
> Denn die Thermosicherung ist die EINZIG sinnvolle Art, einen Trafo
> abzusichern, denn der ist thermisch limitiert.

Leider wird auch dort gespart, wo man als Käufer kaum Einfluss hat:
Bei einem Freund von mir fing tagsüber der Trafo des Radioweckers
an zu kokeln. Es entstand zwar kein offener Brand, sondern nur ein
Schwelbrand, der aber die ganze Wohnung verrußte. Die komplette
Einrichtung mußte anschliessend auf die Müllkippe. Ich finde, bei
solchen Geräten, die funktionsbedingt dauernd eingeschaltet sind,
sollte eine Temperatursicherung gesetzlich vorgeschrieben werden.

von Peter R. (pnu)


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Michael B. schrieb:
> In Asien ist man deutlich klüger, TCO total cost of ownership sagt daß
> man ausschliesslich Trafos mit Tempsicherung nimmt weil man dann 1 EUR
> an zusätzlichen Sicherungen und 10 EUR an unnützer Überdimensionierung
> spart.

...und weil man dann  beim ersten Fehlerfall z.B. einem defkten Ladeelko 
gleich den Trafo wegschmeißen darf, und ihn gegen einen neuen tauschen 
muss, bzw. man bekommt keinen passenden Ersatz und muss das Gerät 
entsorgen.

Ist das "TCO" oder "klüger"?

Das geht eher in die Richtung: Reparatur auf keinen Fall. Umsatz tut 
Not!

von Michael B. (laberkopp)


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Peter R. schrieb:
> ...und weil man dann  beim ersten Fehlerfall z.B. einem defkten Ladeelko
> gleich den Trafo wegschmeißen darf, und ihn gegen einen neuen tauschen
> muss, bzw. man bekommt keinen passenden Ersatz und muss das Gerät
> entsorgen.
>
> Ist das "TCO" oder "klüger"?

Ja, deutlich klüger.

Ein Netztrafo, der heiss geworden ist, heisser als die TempSicherung 
erlaubte, ist sowieso innendrin geschädigt weil die Lackisolation weich 
geworden ist. Mit einem Austausch der Sicherung wäre es also nicht 
getan, sondern nur mit abwickeln und neuwickeln mit neuem Draht. Da ist 
der Kauf eines neuen Trafos absolut i.O.

von Elektromagnetischer Schutzschild (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Denn die Thermosicherung ist die EINZIG sinnvolle Art, einen Trafo
> abzusichern, denn der ist thermisch limitiert. Jeder Kram mit
> Sicherungen drumherum ist nur rumdoktorn an Symptomen.

Hm. Also ich würde ja allgemein auch Überstrom-Schutzschaltern den 
Vorzug geben, um nichts wechseln zu müssen (weshalb Fein- bzw. 
Schmelzsicherungen unpraktisch sind - das Problem wäre ja auch bei 
rückstellbaren Thermosicherungen nicht existent).

Aber diese Deine Aussage, Überstrom-Sicherungen seien allgemein 
unnötiger Firlefanz, ist mir "e bissele schleierhoft"... Diese ÜS (Pri., 
Sek. oder besser beides) setzt man ja nicht (o. nicht nur) zum Schutz 
des Trafos ein.

Sondern damit lassen sich (sek. gesetzt auch für die Schaltung dahinter) 
über Schmelzintegral oder Auslösecharakteristik recht genaue 
(Über-)Last-Grenzfall-Profile bestimmen. Und diese kann man noch - meine 
Wunschlösung - durch eine Temperatursicherung ergänzen.

Was also ist daran "Symptomdokterei"?

von MaWin (Gast)


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Elektromagnetischer Schutzschild schrieb:
> Diese ÜS (Pri., Sek. oder besser beides) setzt man ja nicht (o. nicht
> nur) zum Schutz des Trafos ein.

Doch.

Es geht bei den ganzen Schutzvorrichtungen nur darum, dass ein Fehler 
nicht zu einem Brand führt.

Will man Strombegrenzung gegen Kurzschluss oder so nimmt man den 7805 
o.ä. strombegrenzenden Regler.
(Damals, heute eh Schaltnetzteil)

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