Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Größe des Widerstands zum Vormagnetisieren von Trafo


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von Klaus L. (klausl)


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Hallo zusammen,

ich bin neu hier im Forum, habe aber schon oft hier was gesucht und gute 
Antworten gefunden. Allerdings habe ich jetzt eine Frage, bei der ich 
noch nicht schlau geworden bin.

Ich habe einen Stelltrafo mit 2kVA gebraucht gekauft und es stellt sich 
jetzt das Problem, wie ich den Einschaltstrom begrenze. Wenn ich ihn 
einfach so ans Netz stecke, dann fliegt in der Hälfte der Fälle der 
Automat. Ich habe schon viel hier nachgelesen und sehe im wesentlichen 
zwei einfache Möglichkeiten: entweder einen NTC verwenden oder einen 
Widerstand in Reihe schalten und mit einem Relais überbrücken.
Ich hab's schon mal mit einer Glühbirne in Reihe schalten probiert. Das 
funktioniert auch wie erwartet. Allerdings finde ich die Lösung nicht 
besonders elegant. In vielen Beiträgen im Forum wird dann vorgeschlagen 
einen Widerstand von ungefähr 30 Ohm der mit 5W belastbar ist in Reihe 
zu schalten und nach ca 100ms von einem Relais zu überbrücken. Der 
Widerstand wird dann aber recht stark überlastet, und falls das Relais 
mal nicht schaltet brennt er durch.
Jetzt zu meiner Frage: Warum nicht einfach einen Widerstand mit 4.7k bei 
10W Belastbarkeit nehmen (gibts für ca 2€)? Dann passiert auch nichts 
falls das Relais nicht schaltet (dann sollten ja nur 11Watt am 
Widerstand abfallen). Oder ist der Strom durch den Trafo dann zu gering 
um ihm ausreichen Vorzumagnetisieren? Die 15W Glühbirne, die ich 
verwendet habe, sollte ja auch ca. 3526 Ohm haben...
Hat jemand von euch eine Idee dazu? Exakt durchzurechnen wie sich die 
Magnetisierung verhält ist ja nicht gerade einfach.

Viele Grüße,
Klaus

von Bernd D. (Firma: ☣ ⍵ ☣) (bernd_d56) Benutzerseite


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Ist das nicht einfach mal ausprobierbar?
Nicht Ingeniös, aber pragmatisch 8-)

von Dieter (Gast)


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Im Gegensatz zur Schule & Hochschule ist hier das Spicken in anderen 
Threads erlaubt:

Beitrag "Absicherung Ringkerntrafo 1000VA"

Und welche Größe meintest Du noch einmal?
Die elektrische in Ohm oder die räumliche in mm?
;) ;o)

Und welche Sicherung fliegt heraus?
Altes Hausnetz mit 6 oder 10A?
Oder modernes Hausnetz mit 16A?
Oder die Kellersicherung mit 35A?

Und dann noch ein kleiner Tip:
Wenn es die 16A war, dann berechne mal wie groß der Widerstand sein 
müßte in Ohm, wenn der Trafo dahinter für zwei Halbwellen des 
Stromnetzes einen Kurzschluß darstellen würde?

Wenn Du das geschafft hast, dann gehen wir auf die Größe ein. Und vorab 
schon mal ein Hinweis, das hat etwas mit der Verlustleistung zu tun.

VG

von hinz (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Die 15W Glühbirne, die ich
> verwendet habe, sollte ja auch ca. 3526 Ohm haben...

Miss mal, du wirst dich wundern.

von CBE (Gast)


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von Manfred (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> In vielen Beiträgen im Forum wird dann vorgeschlagen
> einen Widerstand von ungefähr 30 Ohm der mit 5W belastbar ist in Reihe zu 
schalten und nach ca 100ms von einem Relais zu überbrücken.

Bei der Größe des Trafos würde ich sogar 20 Ohm machen, aber eigentlich 
kommt's da auf ein Pfund mehr nicht an.

100ms halte ich für etwas knapp, habe es aber nie gemessen. Ich gehe in 
Richtung 400ms.

Kennst Du den:
Beitrag "Re: NTC als Einschaltstrombegrenzung möglich="
etwas drunter: 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/371081/ESBG-C_neutral.png

Falls das Relais nicht schaltet, habe ich einen Temperaturschalter unter 
den Widerstand gepackt. Bei einem Gerät, was  nur beaufsichtigt 
geschaltet wird, erspare ich mir den Thermoschutz.

von so oder so (Gast)


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hinz schrieb:
> Klaus L. schrieb:
>> Die 15W Glühbirne, die ich
>> verwendet habe, sollte ja auch ca. 3526 Ohm haben...
>
> Miss mal, du wirst dich wundern.

Sofern Du auch wirklich den Widerstand der kalten Wendel (nicht in 
Betrieb halt), mit einem Ohmmeter also, zu messen versuchst: Ja. Der 
wird sehr viel niedriger ausfallen, als Dein errechneter 
"Betriebsnennwiderstand".

Kurzum: Glühbirnen sind eher weniger als Begrenzer in Serienschaltung 
geeignet (also "dazwischen in eine Leitung").

Besser wäre, wenn man die Glühbirne in Parallelschaltung zur 
Primärwicklung gebrauchte. Denn diese würde einen von einem geringen 
Wert an allmählich steigenden Spannungsfall an der parallelen 
Primärwicklung erzwingen.

15W Birne primär parallel sorgte also schon eher für einen 
allmählichen Anlauf des Trafos bei stark verringertem Inrush - müßte 
aber schlußendlich auch weggeschaltet werden dann.

von michael_ (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Ich habe einen Stelltrafo mit 2kVA gebraucht gekauft und es stellt sich
> jetzt das Problem, wie ich den Einschaltstrom begrenze. Wenn ich ihn
> einfach so ans Netz stecke, dann fliegt in der Hälfte der Fälle der
> Automat.

Was ist es denn für ein Modell?
Er sollte doch dafür schon einen Schutz haben.

Bei meinem alten DDR-Stelltrafo geschieht das über den Knebelschalter.
Da wird zuerst auch ein Widerstand zugeschalten.

Wenn ich den über die Steckdose anstecke, kommt auch die Sicherung.

von Klaus L. (klausl)


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Danke für die schnellen Antworten!

Das Modell kenne ich nicht. Es steht nur die Nennspannung und der 
maximale Nennstrom von 8A drauf.

Bei der Glühbirne habe ich wohl übersehen dass die kalt einen geringeren 
Widerstand hat. Hab jetzt gerade nicht die Möglichkeit zu messen. Sollte 
aber wohl ehr bei einem Zehntel des Warmwiderstands liegen.

Die 16A Sicherung ist rausgeflogen. Um den Strom auf 16A zu begrenzen 
brauche ich R=U/I=14 Ohm. Oder übersehe ich was?

Ich werde mir auf alle Fälle mal ein paar Lastwiderstände besorgen und 
rumexperimentieren. Ich habe nur leider keine Möglichkeit den 
Einschaltstrom zu messen.

Vg
Klaus

von michael_ (Gast)


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Mach mal Bild!

von hinz (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Die 16A Sicherung ist rausgeflogen. Um den Strom auf 16A zu begrenzen
> brauche ich R=U/I=14 Ohm. Oder übersehe ich was?

Dass ein B16A erst bei 48-80A sofort abschaltet.

von nachtmix (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Jetzt zu meiner Frage: Warum nicht einfach einen Widerstand mit 4.7k bei
> 10W Belastbarkeit nehmen (gibts für ca 2€)?

Wenn der Trafo belastet ist, bleibt die Primärspannung  bei so wenig 
Strom sehr gering, und entsprechend dauert die Entmagnetisierung des 
Kerns viel länger.

von Dieter (Gast)


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> Die 16A Sicherung ist rausgeflogen. Um den Strom auf 16A zu begrenzen
brauche ich R=U/I=14 Ohm. Oder übersehe ich was?

Die Kennlinie der Sicherung zeigt, je höher der Strom desto schneller 
löst diese aus. Wenn es das einzige Gerät mit solchem Verhalten am Netz 
sein sollte zwar mehr zu verkraften möglich, aber weitere Trafos oder 
PC-Netzteile hängen vielleicht auch am Netz. Bei Stromausfall und 
Wiederkehr des Stromes, sollte ohne das Gerät vorher abzuschalten, nicht 
die Sicherung auch fliegen. Daher hält man sich an die Grenze von 16A 
und nimmt an, dass sich nicht zufällig noch die vierfache Zahl oder mehr 
von solchen Geräten am gleichen Strang hängt.

von nachtmix (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Oder ist der Strom durch den Trafo dann zu gering
> um ihm ausreichen Vorzumagnetisieren?

Das ist die falsche Überlegung.
Der Kern hat vom vorangegangenen Betrieb noch eine zufällige 
Magnetisierung, und diese wird durch die Wechselspannung entfernt 
"enmagnetisiert", sonst kann es passieren, dass der Kern beim 
Einschalten sofort in die Sättigung gerät.

Es gibt allerdings ein Verfahren, bei dem der Trafo durch Gleichstrom 
mittels Diode und Vorwderstand absichtich in die Sättigung gebracht 
wird, und etwas später dann hart eingeschaltet wird. Und zwar genau in 
dem Moment, wo bei der Wechselspannnung die Halbwelle mit umgekehrter 
Polarität beginnt.
Das geht aber nur mit Halbleiterschaltern. Elektromechanische Relais 
oder Schütze sind dafür zu unpünktlich.

von Manfred (Gast)


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so oder so schrieb:
> Besser wäre, wenn man die Glühbirne in Parallelschaltung zur
> Primärwicklung gebrauchte. Denn diese würde einen von einem geringen
> Wert an allmählich steigenden Spannungsfall an der parallelen
> Primärwicklung erzwingen.

So ein Quatsch.

michael_ schrieb:
> Was ist es denn für ein Modell?
> Er sollte doch dafür schon einen Schutz haben.
>
> Bei meinem alten DDR-Stelltrafo geschieht das über den Knebelschalter.

Schön für Dich, aber es gibt noch eine Welt ausserhalb der DDR - 
solltest dank Öffnung der Grenze vor fast 30 Jahren auch Du realisieren 
können.

Hier gibt das einen Stell-Trenntrafo "Grundig RT5", der mir deswegen 
zugelaufen wurde, weil er ständig den Leitungsschutzschalter wirft, da 
ist ein simpler Kippschalter drin. Entgegen der Annahme der Kollegen ist 
der nicht defekt, ich habe ihm eine Einschaltstrombegrenzung verpasst 
und kann ihn damit in der Heimwerkstatt klaglos nutzen.

Mein anderer "RT5A" ist etwas neuer, der hat eine Begrenzung im 
mechanischen Netzschalter. Die half leider auch nicht, wenn die 
Werkstatt zentral ab- und morgens wieder eingeschaltet wurde, in der 
Firma klebt eine externe Begrenzung unter dem Tisch.

Ich hatte mich in einem anderen Thread schon einmal dazu ausgelassen, 
meine Schaltung greift auch, wenn in kurzer Abfolge mehrfach geschaltet 
wird - was beim NTC nicht geht.

hinz schrieb:
> Klaus L. schrieb:
>> Die 16A Sicherung ist rausgeflogen. Um den Strom auf 16A zu begrenzen
>> brauche ich R=U/I=14 Ohm. Oder übersehe ich was?
> Dass ein B16A erst bei 48-80A sofort abschaltet.

Es gibt keine Notwendigkeit, die Überstromtoleranz des LS auszunutzen. 
Mit 14 Ohm ist er auf der sicheren Seite, ich sehe keinen Grund, mehr 
Strom zuzulassen. Mein dicker Daumen sagt, dass man auch mit 20 oder 30 
oder 40 Ohm klaglos hoch kommt.

von Dieter (Gast)


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Der unguenstigste Fall ist Vormagnetisierung in genau die gleiche 
Feldrichtung, wie die die folgende ganze Halbwelle.
Der Einfluss ganze Halbwelle, statt halbe Halbwelle, ist dabei 
groesserer Verursacher von hohen Einschaltstroemen.

von Updater (Gast)


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nachtmix schrieb:
> Der Kern hat vom vorangegangenen Betrieb noch eine zufällige
> Magnetisierung...

Verstehe ich das richtig: Der Kern wird zum Magneten, wenn man ihn bei 
einer bestimmten Phasenlage ausschaltet? War es nicht so, dass ein Kern 
eben genau dies nicht machen soll? Meine mich zu erinnern (lange ists 
her), dass ein  optimaler Kern irgendwann ausgeschaltet immer magnetisch 
neutral sein soll. Oder habe ich da was falsch verstanden?

von hinz (Gast)


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Updater schrieb:
> nachtmix schrieb:
>> Der Kern hat vom vorangegangenen Betrieb noch eine zufällige
>> Magnetisierung...
>
> Verstehe ich das richtig: Der Kern wird zum Magneten, wenn man ihn bei
> einer bestimmten Phasenlage ausschaltet? War es nicht so, dass ein Kern
> eben genau dies nicht machen soll? Meine mich zu erinnern (lange ists
> her), dass ein  optimaler Kern irgendwann ausgeschaltet immer magnetisch
> neutral sein soll. Oder habe ich da was falsch verstanden?

Alles richtig, du hast nur vergessen, dass es keine realen Eisenkerne 
ohne Remanenz gibt.

von nachtmix (Gast)


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Updater schrieb:
> Der Kern wird zum Magneten, wenn man ihn bei
> einer bestimmten Phasenlage ausschaltet?

Sogar zu den meisten Zeitpunkten.
Schau dir mal eine Hystereschleife an. Das B, das zu H=0 (=kein 
Spulenstrom) gehört, ist die remanente Magnetisierung.
Wenn man keine Magnetisierung im Kern haben möchte, müsste man etwas 
später den Strom ausschalten, nämlich in dem Moment, wo B=0 ist.

In der Praxis entmagnetisiert man magnetisierte Materialien (z.B 
Schraubendreher) allerdings anders, nämlich mit einem allmählich 
abklingenden Wechselstrom.
Dabei wird die Hystereseschleife immer kleiner, sie schnurrt förmlich 
zusammen , bis man praktisch den Neupunkt B=0,H=0 erreicht.

von Mani W. (e-doc)


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so oder so schrieb:
> Besser wäre, wenn man die Glühbirne in Parallelschaltung zur
> Primärwicklung gebrauchte. Denn diese würde einen von einem geringen
> Wert an allmählich steigenden Spannungsfall an der parallelen
> Primärwicklung erzwingen.
>
> 15W Birne primär parallel sorgte also schon eher für einen
> allmählichen Anlauf des Trafos bei stark verringertem Inrush - müßte
> aber schlußendlich auch weggeschaltet werden dann.

Woher stammt diese Weisheit?

von michael_ (Gast)


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Manfred schrieb:
> michael_ schrieb:
>> Was ist es denn für ein Modell?
>> Er sollte doch dafür schon einen Schutz haben.
>>
>> Bei meinem alten DDR-Stelltrafo geschieht das über den Knebelschalter.
>
> Schön für Dich, aber es gibt noch eine Welt ausserhalb der DDR -
> solltest dank Öffnung der Grenze vor fast 30 Jahren auch Du realisieren
> können.

Hör auf mit stänkern!

Außerdem wurde dieses Modell schon gebaut, als Deutschland noch viel 
größer war.

Mit dem Schalter ist das gleich wie mit dem Relais, nur "handbetrieben".

Normalerweise passiert nichts, wenn das Gerät mit dem dafür vorgesehenen 
Schalter in Betrieb genommen wird.
Deshalb die Frage nach Modell oder Bild.

von Klaus L. (klausl)


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Hier ein Foto vom Trafo und vom Typschild das drauf ist.

Inzwischen habe ich noch was ausprobiert. Die vorgeschaltete Glühlampe 
erfüllt ihren Zweck nur, wenn keine Last an der Sekundärseite hängt. Bei 
einer Last von 2KW an der Sekundärseite ist der Automat beim Überbrücken 
der Glühlampe rausgeflogen.
Wie auch immer, ich habe ein paar Lastwiderstände zwischen 18 Ohm und 
150 Ohm bestellt. Dann werde ich am Wochenende ausprobieren wie sich's 
mit denen verhält.

von Thomas F. (igel)


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Klaus L. schrieb:
> In vielen Beiträgen im Forum wird dann vorgeschlagen
> einen Widerstand von ungefähr 30 Ohm der mit 5W belastbar ist in Reihe
> zu schalten und nach ca 100ms von einem Relais zu überbrücken. Der
> Widerstand wird dann aber recht stark überlastet, und falls das Relais
> mal nicht schaltet brennt er durch.

Ich habe ein MIG/MAG Schweißgerät mit 230V Versorgung. Selbiges Problem: 
Beim Einschalten schaltete die B16-Sicherung aus:

Ich habe einen 80 Ohm 50W Widerstand davor geschaltet, einen anderen 
hatte ich gerade nicht. Der Widerstand wird nach ca. 150ms dann mit 
einem Relais überbrückt. Funktioniert jetzt seit Jahren tadellos und der 
Widerstand wird nicht mal warm obwohl so ein Schweißgerät ja ständig 
ein- und ausschaltet.

von Manfred (Gast)


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Klaus L. schrieb:
> Inzwischen habe ich noch was ausprobiert. Die vorgeschaltete Glühlampe
> erfüllt ihren Zweck nur, wenn keine Last an der Sekundärseite hängt. Bei
> einer Last von 2KW an der Sekundärseite ist der Automat beim Überbrücken
> der Glühlampe rausgeflogen.

Klar, dein 15W-Lämpchen begrenzt den Strom auf 65mA, das interessiert 
den Trafokern nun garnicht.

Einschalten unter Last, hmmm, wenn das wirklich sein muß, muss der 
Vorwiderstand deutlich niederohmig werden. So Du hast, teste mal mit 
einem Heizlüfter oder einem Wasserkocher in Reihe.

von Peter R. (pnu)


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Wo bleibt hier bei allen Tipps die Tatsache, dass der Einschaltpunkt (ob 
Nulldurchgang der Netzspannung oder nicht) eine wesentliche Größe für 
den Einschaltstromimpuls ist?

Wenn man den Trafo im Nulldurchgang einschaltet, liegt für eine volle 
Halbwelle die Spannung mit einer Polung an. Das ergibt dann einen 
Anstieg des Flusses im Kern bis über Sättigung des Eisens und damit den 
hohen Einschaltstrom.

Schaltet man dagegen im Scheitelpunkt des Netzes zu, liegt nur für eine 
Viertelwelle eine Polung an und der Fluss im Trafo erreicht nur die 
Feldstärke des normalen Betriebs.

Der Restmagnetismus ist deutlich weniger Fluss als der normale, 
vergrößert zwar die Problematik, aber wesentlich ist der 
Einschaltmoment. Das stufenweise Zuschalten ist nur eine Teillösung.

Ein weiterer Faktor besteht in der meist auf den Trafo folgenden Last 
mit Gleichrichter. Dieser Teil des Einschaltstromstoßes kann nun 
wirklich mit vor-Schaltstufen gemildert werden.

: Bearbeitet durch User

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