Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Überlastfähigkeit Netztrafo


von Sven (elitron)


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Hi.
Kann man einem 400V/220V Steuertrafo in der Größenordnung von 1kVA 
ruhigen Gewissens für einige wenige Minuten 2kVA abverlangen? Der Trafo 
wird in kühler Umgebung betrieben und im Normalfall mit nur ca -50 bis 
+50W belastet.

Wegen den Verlusten im Leerlauf/Schwachlast Bereich wollte ich den Trafo 
nicht zu groß wählen.

Leider gibt es keine/kaum Ringkerntrafos von 400 auf 220V (ja ich brauch 
220 nicht 230) Bei den Steuertrafos gibt es aber oft +/- 5% Wicklungen, 
so dass es dann passt.

von Mani W. (e-doc)


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Sven schrieb:
> ruhigen Gewissens für einige wenige Minuten 2kVA abverlangen?

Wird sehr heiß werden...

Die Ausgangsspannungen werden um einiges abfallen...

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Ohne weitere Angaben würde ich die zweifache Nennleistung nicht länger 
als eine Minute abfordern.

Frag aber besser beim Trafohersteller an, der weiß das genauer.

von H. H. (hhinz)


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Mani W. schrieb:
> Die Ausgangsspannungen werden um einiges abfallen...

So ein 1kVA Trafo ist schon recht steif.

von H. H. (hhinz)


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H. H. schrieb:
> nicht länger
> als eine Minute

Nach kurzem Blick in alte Unterlagen: 5min.

von Johannes (zuberjo)


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Egal wie steif, bei doppelter Nennbelastung bricht er ein. Ich nutze 
400V/220V Travos im Bereich 25-65kVA. Da ist ein FU nachgeschaltet, der 
sehr hohe Ströme ausgeben kann. Die thermische Belastbarkeit kann man 
beim Hersteller anfragen, unser Hersteller gibt zb passive Kühlung bis 
40°C Umgebungstemperatur bei Nennlast an. Sprich, Überlast ist bei 
niedrigerer Temperatur und/oder Luftstrom möglich. Aber, die Spannung 
bricht ein. Wenn ich zb einen Impulsstrom ziehe, der den Ausgang eines 
25kVA Trafos mit 50-60kVA belastet, dann bricht dort die Spannung um ca 
20% ein. Bei 70-80kVA sind es bereits 30%. Das sind Impulse von wenigen 
Millisekunden, daher nicht dramatisch für die Thermik, solange man mit 
der reduzierten Spannung leben kann. Wenn die 220V konstant sein müssen, 
dann wird das nicht funktionieren

von Gerd E. (robberknight)


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Sven schrieb:
> Der Trafo
> wird in kühler Umgebung betrieben und im Normalfall mit nur ca -50 bis
> +50W belastet.

Kannst Du vielleicht die Lastsituation einfach erkennen, z.B. weil Du 
weißt welcher Verbraucher eingeschaltet ist oder nicht?

Dann könntest Du evtl. in der Schwachlastphase etwas anderes verwenden 
als so einen dicken Trafo und damit die Leerlaufverluste reduzieren.

Oft kann man durch Reihen- und Parallelschaltungen der einzelnen 
Wicklungen, evtl. auch von mehreren Trafos, sich die nötige Spannung 
zusammenkonfigurieren wenn es keine gängigen Standardwerte sind. 
Reihenschaltung von 2 (oder mehr) Primärwicklungen hilft 
Leerlaufverluste zu reduzieren.

von H. H. (hhinz)


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Johannes schrieb:
> Wenn ich zb einen Impulsstrom ziehe, der den Ausgang eines
> 25kVA Trafos mit 50-60kVA belastet, dann bricht dort die Spannung um ca
> 20% ein.

Butterweicher Trafo und butterweiches Netz.

von Andreas H. (drbo)


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Ich hab mal kurz geschaut, ein normaler 1kW Steuertransformator hat 
schon ca. 30W Leerlaufverluste. Wenn du den 24/7 laufen lässt macht das 
beim aktuellen Strompreis schon 75€ pro Jahr.

Wenn du dir einen Transformator wickeln lässt, dann könntest du diesen 
speziell auf geringe Leerlaufverluste auslegen lassen.

Die spezifizierte Leistung ist immer mit passiver Kühlung.
Wenn du aktiv kühlst, dann kannst du deinem Transformator auch dauerhaft 
deutlich mehr Last abfordern. In diesem Fall würde ich aber zusätzlich 
eine thermische Sicherung vorsehen. Das "Lohnt" sich eigentlich nur, 
wenn du auch noch andere Bauteile hast, die du Kühlen musst.

Möchtest du damit tatsächlich Einspeisen? ±50W?
Vielleicht könntest du einen zweiten Transformator/ kleines Netzteil für 
die Steuerspannung vorsehen und den Transformator für die Last nur dann 
zuschalten, wenn du ihn auch brauchst. Dann schmerzen die 
Leerlaufverluste des 2kW Transformators nicht mehr.

von Lu (oszi45)


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Andreas H. schrieb:
> Dann schmerzen die
> Leerlaufverluste des 2kW Transformators nicht mehr.

Leerlaufverluste sind nicht alles. Der Einschaltstrom wird auch etwas 
größer werden UND den muß die restliche Schaltung vertragen...

von Johannes (zuberjo)


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H. H. schrieb:
> Johannes schrieb:
>> Wenn ich zb einen Impulsstrom ziehe, der den Ausgang eines
>> 25kVA Trafos mit 50-60kVA belastet, dann bricht dort die Spannung um ca
>> 20% ein.
>
> Butterweicher Trafo und butterweiches Netz.

Was halt Blödsinn ist.

Europäisches Netz ist extrem weich, klar, sollte jeder wissen. Daher 
hast du dein eigenes, um dem vorzubeugen.

Ein Trafo ist aus einem permeablen Material, welches irgendwann in die 
Sättigung geht. Ein Hersteller wird nicht unnötig Material in ein 
Produkt werfen, welches dadurch größer, schwerer und teurer als nötig 
wird. Der steifste Trafo ist nur so lange Spannungsfest, bis eine 
magnetische Sättigung kommt. Ist der magnetische Fluss im Eisen für die 
Übertragung von 1kVA ausgelegt, so ist nicht garantiert dass 2kVA 
rausgenuckelt werden können

von Sven (elitron)


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Der Trafo ist hauptsächlich dafür gedacht, eine potentialgetrennte 
Verbindung zum Netz zu schaffen, wo sich meine Anlage dann drauf 
synchronisieren kann und notfalls ein bisschen Leistung beziehen kann. 
Entweder stabilisiert es sich dann innerhalb einer Minute oder ich 
schalte komplett per Transferschalter um.

Die Anlage funktioniert zwar auch mit aktiver Synchronisation direkt auf 
L1 mit offenem internem Netzschütz (und bei Bedarf dann schnell durch 
schalten)
Mit geschlossenem Schütz ist dann allerdings gar keine Trennung zum Netz 
mehr vorhanden sondern es wird nur noch auf +/- 50W aus geregelt.

Komplett ohne Netzsynchronisierung geht zwar auch, ist aber nix für den 
Winter oder bei starken Lastschwankungen. Dauert zu lange, bis die 
Anlage synchronisiert ist und durchgeschaltet werden kann.

von H. H. (hhinz)


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Johannes schrieb:
> Der steifste Trafo ist nur so lange Spannungsfest, bis eine
> magnetische Sättigung kommt. Ist der magnetische Fluss im Eisen für die
> Übertragung von 1kVA ausgelegt, so ist nicht garantiert dass 2kVA
> rausgenuckelt werden können

Alles klar, du hast von Trafos keine Ahnung.

von Michael B. (laberkopp)


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Sven schrieb:
> Kann man einem 400V/220V Steuertrafo in der Größenordnung von 1kVA
> ruhigen Gewissens für einige wenige Minuten 2kVA abverlangen?

Ja.

Der ist ja auch ziemlich schwer, also thermisch träge.

Hier eine Tabelle:
1
Einschaltdauer  %                 0.16 3    5    10   20   40   60   80   100
2
Belastungszeit  s                 1    18   30   60   120  240  360  480  600
3
Mindestpause  s                   599  582  570  540  480  360  240  120  0
4
zulässige Belastung = Nennstrom x 10   5,77 4,47 3,16 2,24 1,58 1,29 1,12 1
5
Bemessungsstrom = Strombedarf x   0,1  0,17 0,22 0,32 0,45 0,63 0,78 0,89 1
Spannungsabfall nochmal so hoch wie von Leerlauf auf Nennlast, also ca. 
5%

: Bearbeitet durch User
von Johannes (zuberjo)


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H. H. schrieb:
> Johannes schrieb:
>> Der steifste Trafo ist nur so lange Spannungsfest, bis eine
>> magnetische Sättigung kommt. Ist der magnetische Fluss im Eisen für die
>> Übertragung von 1kVA ausgelegt, so ist nicht garantiert dass 2kVA
>> rausgenuckelt werden können
>
> Alles klar, du hast von Trafos keine Ahnung.

Dann erleuchte uns alle oder erzähl keinen Blödsinn. Btw, das mit den 
2kVA bezog sich auf eine unveränderte Spannung. Dass 2kVA gehen ist klar

von Wolfgang D. (blitz_f)


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Moin,
H. H. schrieb:
> Johannes schrieb:
>> Der steifste Trafo ist nur so lange Spannungsfest, bis eine
>> magnetische Sättigung kommt. Ist der magnetische Fluss im Eisen für die
>> Übertragung von 1kVA ausgelegt, so ist nicht garantiert dass 2kVA
>> rausgenuckelt werden können
>
> Alles klar, du hast von Trafos keine Ahnung.

Es muss wohl nur Johannes erleuchtet werden.
Ein Versuch:
Für die Aussteuerung  eines Trafokerns ist nur die Spannung über der 
Hauptinduktivität zuständig (siehe Trafo - Ersatzschaltbild).
Mit steigender Belastung sinkt sogar die magnetische Flussdichte wegen 
des anwachsenden Spannungsabfalls an dem primären Wicklungswiderstand 
und der  primären Streuinduktivität.
Gruß, W.

von H. H. (hhinz)


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Wolfgang D. schrieb:
> Es muss wohl nur Johannes erleuchtet werden.

Schwierig.

Aber erkönnte sich ja mal die Transformatorenhauptgleichung ansehen, und 
ihre Herleitung.

von Günter L. (Firma: Privat) (guenter_l)


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von Johannes schrieb:
>Ein Trafo ist aus einem permeablen Material, welches irgendwann in die
>Sättigung geht.

>Der steifste Trafo ist nur so lange Spannungsfest, bis eine
>magnetische Sättigung kommt.

Der Laststrom treibt aber den Eisenkern nicht in die
magnetische Sättigung. Wenn magnetische Sättigung vorliegt,
ist die auch im Leerlauf. Der Blindstrom erzeugt die
Sättigung. Das bedeutet, die Primärwicklung hat dann zuwenig
Windungen, also zuwenig Induktivität. Der Eisenkern erzeugt
dann im Leerlauf viel Wärme.

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Unabhängig von der Frage ob die Anwendung sinnvoll ist.

Bei doppelter Leistung steigen die Cu-Verluste um den Faktor 4. Soweit 
ich verstanden habe, ist der Trafo im Normalfall eher unbelastet. D.h. 
die Überlast geht von einem "kalten" Trafo aus.
Die Fe-Verluste werden bei Überlast eher sinken.
Die Spannung wird sich durch die Trafo-Impedanz (einige %) auch ändern.

Man könnte jetzt die Cu-Masse+Erwärmung abschätzen und dann hochrechnen 
und schauen ob die Erwärmung innerhalb der Isolationsklasse liegt.

Klasse F wäre dann 155°C.
Die Alterung aber wird auch durch die thermischen Zyklen bestimmt. 
Häufig kalt-warm ist eher schlechter als konstante Temperatur.

Vermutung aus der Distanz: einige Minuten sollten möglich sein (keine 
Haftung).

Vielleicht ein Bild vom Typenschild?

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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H. H. schrieb:

>> dann bricht dort die Spannung um ca 20% ein.
>
> Butterweicher Trafo und butterweiches Netz.

Aber die Butterpreise fallen doch gerade...

von Harald W. (wilhelms)


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Johannes schrieb:

> Ist der magnetische Fluss im Eisen für die
> Übertragung von 1kVA ausgelegt, so ist nicht garantiert dass 2kVA
> rausgenuckelt werden können

Die Grenzen für die Überlastbarkeit liegen wo anders. Probleme durch
doppelte Überlastung eines Trafos entstehen allein durch die zusätz-
liche Erwärmung desselben.

von Karl B. (gustav)


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BTW:
etwas offtopic:
https://de.sunbowmagnetic.com/magnetic-cores/silicon-steel-cores/silicon-steel-transformer-core-factory.html

Auch auf dem Materialsektor hat sich etwas getan.
/BTW

Nach Typenschild/Hersteller/Fertigungsjahr wurde ja oben schon gefragt.

ciao
gustav

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


Angehängte Dateien:

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einfache Abschätzung.
Nur Masse mit Cu und Verlusten; Wärmeabgabe an Umgebung mit 20°C linear.

Mein altes Programm kennt keine °C nur K. Ist egal, da wir ohnehin nur 
über Differenzen reden.

==> es steht da 25 min. Ich hätte kein Problem damit das Möbel einige 
Minuten 2-fach zu überlasten (aus kaltem Zustand).

Ich hoffe es stimmt? Eure Antworten werden es zeigen (oder auch nicht).

von H. H. (hhinz)


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Giovanni schrieb:
> Ich hoffe es stimmt? Eure Antworten werden es zeigen (oder auch nicht).

Du hast da ziemlich viel Kupfer auf dem Trafo. Gängige 1kVA Steuertrafos 
haben eher die Hälfte drauf.

Und man sollte die Wärmeleitung innerhalb der Wicklung nicht 
überschätzen.

Daher die von mir erwähnten 5min.

von Johannes (zuberjo)


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Harald W. schrieb:
> Die Grenzen für die Überlastbarkeit liegen wo anders. Probleme durch
> doppelte Überlastung eines Trafos entstehen allein durch die zusätz-
> liche Erwärmung desselben.

Du hast sicher recht bei diesem Trafo, mir ging es halt darum ob die 
Anwendung des Threaderstellers einen gegebenfalls auftretenden 
Spannungseinbruch aushalten kann. Die Trafos, die ich in der Firma 
verwende werden durchaus mit ihrer Nennleistung betrieben und kurzzeitig 
auch mit impulsen weit über der Nennleistung. Weich sind sie entgegen 
anderer Behauptungen hier nicht, denn von Leerlauf bis 
Bemessungsausgangsstrom gibt es keine nennenswerte Spannungsänderung, 
auch werden meines Wissens nach in dem Leistungsbereich (>25kVA) kaum 
kurzschlussfeste und damit weiche Trafos angeboten. Und trotz dass der 
Trafo ziemlich steif ist bricht die Sekundärspannung ein wenn man ihn 
nennenswert überlastet. Bei einem Impuls von ein paar Millisekunden hat 
das keine thermischen Gründe, der Effektivwert ist weit unter der 
Nennleistung. Da bleibt eigentlich nur Innenwiderstand der Wicklung und 
Sättigung vom Kern als Ursache übrig. Unsere Anwendung lässt halt auch 
nicht zu, dass die Trafos mehr Eisen als notwendig haben (Gewicht, 
Größe, Preis) und wir akzeptieren denn Einbruch bei Überlast.
Da hier mehrere Minuten überlastet werden soll, ist sicher die Thermik 
ein größeres Thema. Aber, je nach Aufbau und physischer Dimension kann 
bei doppelten Bemessungsausgangsstrom die Sekundärspannung nachgeben

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Johannes schrieb:
> denn von Leerlauf bis Bemessungsausgangsstrom gibt es keine nennenswerte
> Spannungsänderung,

Es gibt IMMER einen Spannungsrückgang, und bei doppelter Belastung ist 
der eben doppelt so hoch.

von H. H. (hhinz)


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Johannes schrieb:
> Da bleibt eigentlich nur Innenwiderstand der Wicklung und
> Sättigung vom Kern als Ursache übrig.

Eben nicht Sättigung.

Trafo noch immer nicht verstanden.

von R. L. (roland123)


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Johannes schrieb:
> Und trotz dass der
> Trafo ziemlich steif ist bricht die Sekundärspannung ein wenn man ihn
> nennenswert überlastet. Bei einem Impuls von ein paar Millisekunden hat
> das keine thermischen Gründe, der Effektivwert ist weit unter der
> Nennleistung. Da bleibt eigentlich nur Innenwiderstand der Wicklung und
> Sättigung vom Kern als Ursache übrig.

der Grund für den Spannungseinbruch ist der induktive Anteil des 
Innenwiderstandes, die Streuinduktivität.
Bei Impulsen im Millisekundenbereich, d.h. Frequenzen im 
Kilohertzbereich bricht die Spannung natürlich ein. Das ist mit einer 
Belastung mit 50Hz nicht vergleichbar. Und mit Sättigung hat es schon 
überhaupt nichts zu tun.

von Johannes (zuberjo)


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R. L. schrieb:
> der Grund für den Spannungseinbruch ist der induktive Anteil des
> Innenwiderstandes, die Streuinduktivität.
> Bei Impulsen im Millisekundenbereich, d.h. Frequenzen im
> Kilohertzbereich bricht die Spannung natürlich ein. Das ist mit einer
> Belastung mit 50Hz nicht vergleichbar. Und mit Sättigung hat es schon
> überhaupt nichts zu tun.

Vielen Dank. Das ist eine Antwort in eine Richtung, die ich bisher noch 
nicht auf dem Schirm hatte

von Harald W. (wilhelms)


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Giovanni schrieb:

> Ich hätte kein Problem damit das Möbel einige
> Minuten 2-fach zu überlasten.

Genau. Auf einem Stuhl kann man ja schliesslich einige Zeit
auch zu zweit sitzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Johannes schrieb:

> Du hast sicher recht bei diesem Trafo, mir ging es halt darum ob die
> Anwendung des Threaderstellers einen gegebenfalls auftretenden
> Spannungseinbruch aushalten kann. Die Trafos, die ich in der Firma
> verwende werden durchaus mit ihrer Nennleistung betrieben und kurz-
> zeitig auch mit impulsen weit über der Nennleistung.  Aber, je nach
> Aufbau und physischer Dimension kann bei doppelten Bemessungsaus-
> gangsstrom die Sekundärspannung nachgeben.

Ja, genau doppelt so hoch wie bei Nennstrom. Bei so grossen Trafos ist
der Spannungsabfall aber sowieso recht gering

von Mani W. (e-doc)


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Harald W. schrieb:
> Probleme durch
> doppelte Überlastung eines Trafos entstehen allein durch die zusätz-
> liche Erwärmung desselben.

Wenn der Fe-Kern dann 80 oder mehr Grade annimmt, dann geht auch
die Wärme der Wicklung nicht mehr gut weg...

von Harald W. (wilhelms)


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Mani W. schrieb:

>> Probleme durch
>> doppelte Überlastung eines Trafos entstehen allein durch die zusätz-
>> liche Erwärmung desselben.
>
> Wenn der Fe-Kern dann 80 oder mehr Grade annimmt, dann geht auch
> die Wärme der Wicklung nicht mehr gut weg...

Deshalb darf eine solche Übewrlastung ja auch nur kurze Zeit passieren.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Johannes schrieb:
> Das ist eine Antwort in eine Richtung, die ich bisher noch
> nicht auf dem Schirm hatte

Vermutlich führte ein anderer Effekt durch die Sättigung zu einen 
Trugschluss. Wenn ein Trafo sekundär mit einer Spannung beaufschlagt 
wird, wo sich der Kern bereits an der Sättigungsgrenze befindet, dann 
führt eine Erhöhung der Eingangsspannung um weitere 10% zu einem 
deutlich höheren Leerlaufstrom auf der Primärseite, aber auf der 
Sekundärseite erhöht sich die unbelastete Ausgangsspannung um gut 
messbar weniger als 10%.

Wenn solche Spielchen zu intensiv und übertrieben mit einem Trafo 
gemacht werden, geben die Wicklungen einen markanten intensiven Geruch 
von sich ab.

: Bearbeitet durch User
von Torsten B. (butterbrotstern)


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Eine Idee: Trafo in die Tiefkühltruhe (im Betrieb dann "Superfrost / 
Schockfrosten" einschalten) stellen. Dann hat er von Haus aus schon 
einen niedrigeren Innenwiderstand.  Evtl. mit einem Lüfter durch die 
Wicklungen blasen könnte auch helfen.  Wichtig ist die Stromform, denn 
ein nichtsinusförmiger Strom erwärmt die Wicklungen stärker 
(Stromflusswinkel).

von Bernd B. (berbog)


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Was spricht dagegen 2 getrennte Trafos zu verwenden. Den großen 
schaltest du nur bei Bedarf zu.

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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Torsten B. schrieb:
> Wichtig ist die Stromform, denn
> ein nichtsinusförmiger Strom erwärmt die Wicklungen stärker
> (Stromflusswinkel).

Wirklich?

von Michael B. (laberkopp)


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Bernd B. schrieb:
> Was spricht dagegen 2 getrennte Trafos zu verwenden. Den großen
> schaltest du nur bei Bedarf zu.

Vielleicht ist Sven kein Dukatenscheisser sondern muss den 2kVA Trafo 
selber bezahlen ?
Oder übernimmst du das für ihn, ist schliesslich dein Vorschlag.

von H. H. (hhinz)


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Giovanni schrieb:
> Torsten B. schrieb:
>> Wichtig ist die Stromform, denn
>> ein nichtsinusförmiger Strom erwärmt die Wicklungen stärker
>> (Stromflusswinkel).
>
> Wirklich?

RMS ist relevant, und der ist da eben größer als bei Sinus.

von Uwe (neuexxer)


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> Wenn ein Trafo sekundär mit einer Spannung beaufschlagt
> wird, wo sich der Kern bereits an der Sättigungsgrenze befindet,
> dann führt eine Erhöhung der Eingangsspannung um weitere 10% zu
> einem deutlich höheren Leerlaufstrom auf der Primärseite, aber auf
> der Sekundärseite erhöht sich die unbelastete Ausgangsspannung um gut
> messbar weniger als 10%.

Es ist schon zweckmässig, hier erst mal den einfachen Fall zu 
betrachten,
bei dem der Transformator nur primär mit Spannung beaufschlagt und
sekundär belastet wird! =>

Nochmal, zum Mitschreiben:
Wird solch ein 'einfacher' Transformator dann also belastet, ist er
WENIGER gesättigt, als im Leerlauf!
Das macht sich u.U. bei kleinen Trafos (mit ein paar VA)
bemerkbar, wenn die im Sommer an 250 V betrieben werden:
Belastet man die dann mit z.B. der Hälfte ihres Nennstroms, werden
die kaum wärmer, als ohne Last.
[Das erkennt jede(r) Experte/iNe direkt aus dem Ersatzschaltbild.]

: Bearbeitet durch User
von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Torsten B. schrieb:
> Trafo in die Tiefkühltruhe

Kupfer zieht sich bei Kaelte mehr zusammen als der Wicklungskoerper. Das 
fuehrt auch zu mehr Verschleiss.

Torsten B. schrieb:
> nichtsinusförmiger Strom

Auf der Primaerseite wird der Stromverlauf bei zu hoher Spannung 
"verformt" durch die Saettigung des Kerns.

Das wird hier gezeigt:
Beitrag "Stromverlauf Transformator bei Sättigung"

von Giovanni (sqrt_minus_eins)


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H. H. schrieb:
>> Torsten B. schrieb:
>>> Wichtig ist die Stromform, denn
>>> ein nichtsinusförmiger Strom erwärmt die Wicklungen stärker
>>> (Stromflusswinkel).
>>
>> Wirklich?
>
> RMS ist relevant, und der ist da eben größer als bei Sinus.

Ja, schon. Es wurde der Strom angesprochen, und nichts gesagt über 
Grund-/Oberschwingungsgehalt.
Falls der Strom einen Oberschwingungsanteil hätte, wäre eher Skineffekt 
das Thema. Und auch die Verluste im Eisen würden steigen, da dann auch 
die Spannung verzerrt ist.

Torsten B. hat sich auf die Belastung bezogen. Von der war aber bisher 
nie die Rede (außer 2-fach).

von H. H. (hhinz)


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Giovanni schrieb:
> Skineffekt

Man redet in dem Bereich eher vom Stromverdrängungseffekt, und für so 
niedrige Frequenzen ist der erst bei richtig dickem Draht relevant. 
Roebel lässt grüßen.

von Manfred P. (pruckelfred)


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Uwe schrieb:
> Nochmal, zum Mitschreiben:
> Wird solch ein 'einfacher' Transformator dann also belastet, ist er
> WENIGER gesättigt, als im Leerlauf!
> Das macht sich u.U. bei kleinen Trafos (mit ein paar VA)
> bemerkbar, wenn die im Sommer an 250 V betrieben werden:
> Belastet man die dann mit z.B. der Hälfte ihres Nennstroms, werden
> die kaum wärmer, als ohne Last.

Falsch: Die werden im Leerlauf wärmer als bei Teillast oder andersherum 
werden sie bei Teillast weniger warm.

Das geht so weit, dass die am zugehörigen Gerät jahrelang laufen, aber 
im Leerlauf nach wenigen Stunden tot sind.

von Karl B. (gustav)


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Manfred P. schrieb:
> Falsch: Die werden im Leerlauf wärmer als bei Teillast oder andersherum
> werden sie bei Teillast weniger warm.

Hatten wir sowas nicht am praktischen Beispiel schon einmal 
durchdiskutiert?
Beitrag "Re: Netztrafo Erwärmung herausfinden"

Es ging damals mehr darum, aus welchen Angaben im Aufdruck man die 
tatsächliche Erwärmung erkennen kann, um dann die für den 
Anwendungszweck passende Auswahl treffen zu können.
Da gibt es einmal Isolierstoffklasse, meistens E (115°C)
Wicklungserwärmungsgrenze:
Die zulässige Erwärmung bezieht sich auf die Grenze der Erwärmung des 
Transformators gegenüber die Umgebungstemperatur.
Was heißt dann T 40/E?
So bedeutet z.B. die Angabe T 40 E, dass bei einer maximalen 
Umgebungstemperatur von 40°C die absolute Temperatur von 120°C nicht 
überschritten wird.
Quelle:
https://www.marxtrafo.de/technische-hinweise/

Der TO hier möchte wissen, ob sein Trafo evtl. durchbrennt oder 
anderweitig Schaden nehmen kann, wenn er zeitweise überlastet wird.
Und möglichst die exakte Zeitdauer der zulässigen Überlastung.
Bei "normalen" Umgebungstemperaturen.
Also +25° C.
Und evtl.im Sommer bei +40°C ?

Und, ob er dies evtl. aus dem Typenschild entnehmen kann.

ciao
gustav

von Uwe (neuexxer)


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>> Wird solch ein 'einfacher' Transformator dann also belastet, ist er
>> WENIGER gesättigt, als im Leerlauf!
>> ...
>> Belastet man die dann mit z.B. der Hälfte ihres Nennstroms, werden
>> die kaum wärmer, als ohne Last.

> Falsch: Die werden im Leerlauf wärmer als bei Teillast oder
> andersherum werden sie bei Teillast weniger warm.

Auch gut;
aber dann stimmt meine obige Aussage wenigstens bei
"etwas grösseren" Trafos ...    ;-)

von Harald W. (wilhelms)


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Uwe schrieb:

> Auch gut;
> aber dann stimmt meine obige Aussage wenigstens bei
> "etwas grösseren" Trafos ...    ;-)

Da es sich hier um einen "ziemlich grossen" Trafo handelt, wird m.E.
die Erwärmung wohl fast nur durch die Kupferverluste stattfinden.
Und allein auf Grund der Masse wird es wohl 10min oder länger dauern,
bis es zu einer störenden Erwärmung kommt. Die innere Temperatur
lässt sich übrigens leicht ermitteln, indem man den Kupferwiderstand
vor und nach der Überlastung misst.

von Uwe (neuexxer)


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> Da es sich hier um einen "ziemlich grossen" Trafo handelt, wird m.E.
> die Erwärmung wohl fast nur durch die Kupferverluste stattfinden.

Nein.
Angenommen, ein "grosser" Transformator wird für konstante Last
projektiert.
Der wird dann am günstigsten, wenn er für in etwa gleich
große Kupfer- und Eisenverluste gebaut wird.
Weil die Cu-Verluste mit dem Stromquadrat steigen und die Fe-Verluste
konstant bleiben.

von Stephan (stephan_h623)


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Uwe schrieb:
>> Da es sich hier um einen "ziemlich grossen" Trafo handelt, wird m.E.
>> die Erwärmung wohl fast nur durch die Kupferverluste stattfinden.
>
> Nein.
> Angenommen, ein "grosser" Transformator wird für konstante Last
> projektiert.
> Der wird dann am günstigsten, wenn er für in etwa gleich
> große Kupfer- und Eisenverluste gebaut wird.

Genau. Beispielhaft:
https://www.walcher.com/p/jt1/ mit 1000VA

- Leerlaufverlust: 33W
- Kurzschlussspannung: 3,5%
- damit Kupferverlust: grob 35W (3,5% * 1000VA)

Bei Überlastung auf 2kVA:
- ca. 35W*4 = 140W Kupferverluste, bzw. 105W mehr als laut Spezifikation
- mit 3kg Kupfer, 380 J/(kg*K) und 240 Sekunden wären das 30 Grad 
Erwärmung fürs Kupfer gegenüber Leerlauf
- wieviel davon direkt in die 10kg Eisen geht ist kniffliger, da ist ja 
noch der Kunststoff-Wickelkörper dazwischen

Wenn man mal von 40°C Umgebung und 115°C Isolierstoffklasse ausgeht haut 
das mit 4 Minuten grade noch gesichert hin. (die Hälfte der Nennverluste 
fällt ja auch im Leerlauf an, die Wärmeabgabe durch Konvektion steigt 
mit der Temperatur aber stärker als linear an)

Praktisch wird ein Markentrafo zumindest noch etwas Reserve haben und 
das Eisen nimmt sicher auch noch einen Teil der Wärme auf. Könnte grob 
auf 10 Minuten rauslaufen. Sollte aber mit Temperaturmessungen abgeklärt 
werden.

Nach der 200% Belastung dann halt ca. die 5-fache Zeit im Leerlauf. Soll 
ja nicht nur auf die Temperatur bei Nennlast abkühlen sondern annähernd 
auf die bei Leerlauf.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Es wäre noch zu beachten, dass mit der Größe das Volumen mit der dritten 
Potenz steigt, aber die Oberfläche nur mit der zweiten Potenz. Das 
bedeutet, dass je größer der Trafo, dieser seine Abwärme schlechter 
wegbekommt und länger braucht um sich wieder abzukühlen. Es könnte daher 
Sinn machen den Trafo zusätzlich durch den Luftstrom aus kleinen Lüftern 
zu kühlen.

von Hp M. (nachtmix)


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Karl B. schrieb:
> Auch auf dem Materialsektor hat sich etwas getan.

Aus der betreffenden Seite:
> Siliziumstahl ist eine Art Siliziumstahl (Silizium wird auch Silizium genannt)

Aha! Da wäre ich nie drauf gekommen.

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Karl B. schrieb:
> Typenschild

Vielleicht hat der Trafo mittlerweile per Rauchzeichen eine 
verschluesselte  Nachricht ausgespuckt und weitere Angaben waeren damit 
obsolet.

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