Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Netztrafowicklung und Kondensator als Schwingkreis an 50Hz?


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von Rolf B. (rufusb)


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Mahlzeit Gemeinde

Als begeisterter Schrott- und Dingesammler habe ich letztens einen 
dicken Netztrafo (M84 oä) mit nach Hause geschleppt. Jetzt hab ich das 
Ding auf der Werkbank und bis etwas ratlos.

Der Trafo ist zusammen mit einer Netzteilplatine in einem 
Stahlblechgehäuse eingebaut. Er hat drei Sekundärwicklungen. Die erste 
Wicklung liefert unbelastet eine Wechselspannung von 23,5V, die zweite 
Wicklung liefert 18,5V und die dritte liefert 300V.

Die ersten beiden Wechselspannungen werden nach alter Väter Sitte mit je 
einem Brückengleichrichter und einem Elko in Gleichspannung gewandelt. 
Die dritte Wicklung jedoch geht direkt auf einen dicken Kondensator mit 
4µF/500V~. Es sind keine weiteren Bauteile (Gleichrichter, Widerstände 
etc) an diese Wicklung angeschlossen.

Jetzt habe ich die Sekundärspannungen noch mal mit angeschlossenem 
Kondensator gemessen. Die erste Wicklung hat jetzt eine (unbelastete) 
Ausgangsspannung von 29V~, die zweite Wicklung liefert 23V~ und die 
Spannung über dem Kondensator steigt auf 380V~. Gleichzeitig sinkt bei 
angeschlossenem Kondensator der Ruhestrom des Trafos (primärseitig 
gemessen) von ca 250mA auf etwa 150mA.

Und obwohl der Eingangsstrom sinkt, beginnt der Trafo jetzt zu brummen. 
Es hört sich etwa so an, als würde er recht heftig belastet.

Ich hab dann mal die 300/380V-Wicklung an einen Bauteiltester geklemmt 
und einen Spulenwert von 12,5H gemessen. Für einen 50Hz-Schwingkreis mit 
4µF-Kondensator benötige ich jedoch nur 2,53H.

Irgendwie ist mir nicht so ganz klar, was diese Schaltung bewirken soll. 
Strom sparen? Kupfer sparen? Arme Bastler verwirren? Fragen über Fragen.
Vllt. kann mir ja mal jemand erklären, wozu der Schwingkreis dient.

von Christian S. (roehrenvorheizer)


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Hallo,

die Induktivität wird mit zunehmender Magnetisierung kleiner. Sie wird 
also im Betrieb kleiner als der gemessene Wert sein.
Ohne Kondensator tauschte der Trafo seinen Blindanteil mit dem Netz aus, 
mit Kondensator dann eben mit diesem um so mehr, deshalb der verringerte 
Strom. Gemessen hast Du ja die geometrische Summe aus Wirk-und 
Blindstrom. Ohne Last wird im Wesentlichen nur Blindstrom ausgetauscht. 
Vielleicht ist er mit der passenden Last dann leiser.

MfG

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Rolf B. schrieb:
> Und obwohl der Eingangsstrom sinkt, beginnt der Trafo jetzt zu brummen.

Interessant wäre der Leistungsfaktor. Hast du vielleicht so ein 
einfaches Energiekostenmessgerät? Die können das mit anzeigen.

Aber gesehen habe ich sowas noch nie …

von Andrew T. (marsufant)


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Rolf B. schrieb:
> Irgendwie ist mir nicht so ganz klar, was diese Schaltung bewirken soll.
> Strom sparen? Kupfer sparen? Arme Bastler verwirren? Fragen über Fragen.
> Vllt. kann mir ja mal jemand erklären, wozu der Schwingkreis dient.

Diese Schaltung ist ein magnetischer Spannungsstabilisator.

Der Schwingkreis ist ziemlich genau auf 50Hz Mittenfrequenz abgeglichen.
Solche Geräte bewirken das z.B. eine Eingangs-Spannungsänderung zw. 
210...230...250V
auf 230V +/- 3V am Ausgang reduziert wird.

Gibt es natürlich auch für andere Ausgangsspannugnen als 230V, z.B. 
Deine Version.


Je nach Sättigung des Kerns hast Du ggfs. eine deutliche Verzerrung der 
Sinusform bei der Ausgangsspannung.


Sowas gibt es natürlich auch für 60Hz.
Bei mir steht z.B. ein sehr alter SOLA constant voltage    , der für das 
(amerikanische) 60Hz Netz gefertigt wurde. Ca. Baujahr 1950

von lubas (Gast)


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Rolf B. schrieb:
> Irgendwie ist mir nicht so ganz klar, was diese Schaltung bewirken soll.

Du hast vermutlich einen magnetischen Spannungskonstanter vor dir.

Bild aus:
http://www.voltage-stabilizer-sb.com/downloads/magspako.pdf

von Nichtverzweifelter (Gast)


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Das Typenschild auf dem erwähnten Gehäuse sollte einen ersten 
Anhaltspunkt geben.
Es ist ein magnetischer Spannungskonstanter ohne "Elektronik", die 
beiden Ausgangsspannungen bleiben einigermassen konstant, trotz 
erheblicher Netzspannungsschwankungen früherer Zeiten.
Wirkungsgrad "mässig, aber vorhanden".
Spannungskonstanz "mässig, aber vorhanden".
Funktioniert nur einigermassen gut bei etwa konstanter Last am Ausgang, 
also nicht im Leerlauf.
Für die richtige Beurteilung:
Grundlasten anschliessen, Eingangs-Netzspannung mit Stelltransformator 
künstlich verändern, Ausgangsspannungen und deren verminderte Änderung 
ggü. Änderung der Eingangsspannung messen.
Primärwicklung hat absichtlich vergrössertes Streufeld.

von Rolf B. (rufusb)


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Zunächst einen Dank an alle Antworter.

@Jörg W.: Leider hab ich nur so eine alte Gurke vom 'großen C'. Die 
zeigt keinen Leistungsfaktor.

@Andrew T und  @lubas: Hört sich überzeugend an. Allerdings hat mein 
Trafo keine (offensichtlichen) Kompensationswindungen. Aber das Prinzip 
funktioniert sicher auch ohne.

@Nichtverzweifelter: Du Schiebst:
> Das Typenschild auf dem erwähnten Gehäuse sollte einen ersten Anhaltspunkt 
geben.

Ja, das sollte es. Wenn es denn eines gäbe. Nur ein winziger 
Papieraufkleber sagt 'USP V2.0'.

Aber ist auch egal. Ich werd mal sehen, wie stark ich die 300V~ belasten 
kann. Wenn da mindestens 100mA gehen, dann werd ich mir daraus ein 
regelbares Hochspannungsnetzteil basteln. Die 24V-Wicklung ist mit 3.15A 
träge abgesichert, das gibt dann noch ein Netzteil 0-25V, 2A. Dann hab 
ich was feines, um mal wieder mit Röhren zu basteln.

von Dieter W. (dds5)


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Der Leerlaufstrom ohne den Kondensator ist für einen Trafo dieser 
Leistung sehr hoch. Es könnte sein dass er bei längerem Betrieb zu warm 
wird.

von Rolf B. (rufusb)


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Ja, das hab ich mir auch schon gedacht. Sind ja immerhin fast 58 Watt. 
Aber auch bei 150mA sind es immer noch fast 35W. Reicht dicke, um meine 
Kaffeetasse warm zu halten :-)

Wahrscheinlich bin ich besser dran, wenn ich mein HV-Netzteil ganz 
'normal' mit einem MC34063, einer Spule und einem dicken MOSFET bau. 
Irgendwo hab ich noch einen entsprechenden Schaltplan rumfliegen.

von Dieter W. (dds5)


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Rolf B. schrieb:
> Sind ja immerhin fast 58 Watt.
> Aber auch bei 150mA sind es immer noch fast 35W. Reicht dicke, um meine
> Kaffeetasse warm zu halten :-)

Das sind erstmal "nur" VA, die Wirkleistung ist aber sicher auch 
erheblich.

Einfach mal den primären Wicklungswiderstand mit 0,25A zum Quadrat 
multiplizieren ergibt zumindest mal die Kupferverluste. Dazu kommen dann 
noch die Verluste im Kern.

von Andrew T. (marsufant)


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Dieter W. schrieb:
> Der Leerlaufstrom ohne den Kondensator ist für einen Trafo dieser
> Leistung sehr hoch. Es könnte sein dass er bei längerem Betrieb zu warm
> wird.

Rolf B. schrieb:
> Ja, das hab ich mir auch schon gedacht. Sind ja immerhin fast 58
> Watt.
> Aber auch bei 150mA sind es immer noch fast 35W. Reicht dicke, um meine
> Kaffeetasse warm zu halten :-)



Es sind ca. 58 VA, weil da jede Menge Blindleistung  beim Umladen des 
Schwingkreises hin- und hergeschaufelt wird.

Und ja, der Trafo benötigt den Kondensator, und zwar einen Typ der dafür 
geeigen ist wie z.B. ein Kompenastionskondensator (gab's früher in den 
Leuchtstoffröhren  neben der Drossel) oder Motorkondensator.

> Aber das Prinzip  funktioniert sicher auch ohne.


Das tut es .-)


wie geschrieben, ist ein nettes historisches Teil. Würde man heute 
sicher anders lösen, z.B: mit dem Schaltregler an den Du denkst.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Jörg W. schrieb:
> Interessant wäre der Leistungsfaktor. Hast du vielleicht so ein
> einfaches Energiekostenmessgerät? Die können das mit anzeigen.
>
> Aber gesehen habe ich sowas noch nie …

Meinst du ein Energiekostenmessgerät, dass auch den Leistungsfaktor 
anzeigen kann? Das habe ich nicht nur gesehen, dass liegt neben mir. Ein 
CLM221 (nicht CLM200 oder CLM210) von Christ (früher WSE). 18 
Messbereiche, u. A. Wirk-, Schein- und Blindleistung und 
-energie,Leistungsfaktor, Schein- und Blindwiderstand u.v.m..

Handlich, kalibrierbar, früher sehr teuer, jetzt in Ebay selten, aber 
dann erschwinglich.

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> Das habe ich nicht nur gesehen, dass liegt neben mir.

Ich meinte, dass ich diese Form von Spannungsstabilisierung noch nie 
gesehen habe.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Der Zahn der Zeit (🦷⏳) schrieb:
> 18 Messbereiche
Falsch, 1. heißt das Betriebsarten und 2. sind es "nur" 14, weil die 
Kostenberechnung und Energie/Tag bei dieser Version nicht dabei sind.

von Werner H. (werner45)


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Ich habe einen 5-V-Heiztrafo für eine Senderöhre 3CX1500A, der ist auch 
als magn. Konstanter ausgeführt.

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