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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Einschaltstrom eines Trafos


Autor: Peter X. (vielfrass)
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Hatte ein Problem, das bei einem Gerät das ich gebaut habe, öfter mal 
die 2A Netzsicherung bei einem 400VA Trafo durchgebrannt ist. Hatte 
zuerst den Elko-Lade-Strom in Verdacht, sind zwei mal 22000uF in der 
Schaltung. Habe dann mal alles auf der Sekundär-Seite abgeklemmt. Aber 
siehe da, allein der Trafo im Leerlauf ließ die Sicherung noch viel 
öfter durchbrennen.

Habe mir dann mal Spannung und Strom bei diesem Trafo im Einschaltmoment 
mit dem Oszilloskop angeschaut. Den Strom habe ich über einem 0.1 Ohm 
Shunt gemessen. Die grösste Stromspitze war 70A ! Auf dem Bild nur 55A.

Problem bei diesen Trafos (Der Hersteller sagt, die sind auf 1,6 Tesla 
ausgelegt) ist das Einschalten im Spannungsnulldurchgang. Der Strom hat 
jetzt fast eine ganze Halbwelle Zeit, anzusteigen. Während des 
Stromanstieges kommt der Eisenkern in die Sättigung. Hui!!!

Work around ist z.B. einen Heißleiter in Reihe mit dem Trafo zu 
schalten.
Andere Lösungen haben einen Zementwiderstand in Reihe mit dem Trafo, der 
dann nach einer gewissen Zeit von einem Relais überbrückt wird.

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Es ist allgemein bekannt, dass Ringkerntrafos dieses Problem haben. 
Daher gibt es spezielle Schaltungen die genau sowas verhindern, indem 
sie entweder den Kern vormagnetisieren, oder passend einschalten.

Autor: Peter X. (vielfrass)
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Es war ein ganz normaler Trafo, kein Ringkern. Der Lieferant möchte 
seinen Kunden preislich entgegen kommen, schon öfter waren 
Transformatoren von ihm so dimensioniert, das sie am absoluten Rand der 
magnetischen Sättigung arbeiten. Eine kleine Erhöhung des Netzspannung 
oder ein kleines Absinken der Netzfrequenz und hui...

Autor: Benedikt K. (benedikt) (Moderator)
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Bei den heutigen Kupfer und Eisenpreisen, ist das kein Wunder...

Autor: Michael H* (Gast)
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ntc in reihe zur primärseite hab ich schon öfters gesehn. oder vllt eine 
träge sicherung? ^^

Autor: Peter X. (vielfrass)
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Michael H* wrote:
> ntc in reihe zur primärseite hab ich schon öfters gesehn. oder vllt eine
> träge sicherung? ^^

Sicherungen auf der Primärseite sind imho immer träge.

Manchmal hat sogar der Sicherungsautomat durch den Einschaltstrom des 
Trafos angesprochen!!!

Autor: Arno H. (arno_h)
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Wenn der Trafo so schon knapp bemessen ist und von dir im Leerlauf 
betrieben wird, darfst du dich nicht wundern, wenn er in die Sättigung 
kommt.

Hier hat sich jemand schon vor mehr als 10 Jahren Gedanken zu diesem 
Thema gemacht und sich auch Lösungen einfallen lassen:
http://www.emeko.de/index.php?id=11&L=0


Arno

Autor: michi0025 (Gast)
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Große Induktivitäten schaltet man nicht im Nulldurchgang der Spannung, 
sondern im Nullduchgang des Stromes!!!
Bau die eine Schaltung die 10ms nach Spannungsnullduchgang den Trafo 
einschaltet.

Autor: Hans-jürgen Herbert (hjherbert) Benutzerseite
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Das heißt Rush-Effekt. Kannste danach Googeln. Nimm halt 5A sicherung. 
(Muss aber bei Sekundär-Kurzschluß garantiert durchbrennen, sonst brennt 
der Trafo.)

Autor: Michael Konstanzer (Gast)
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wie willst du denn im Nulldurchgang des Stromes einschalten? Dazu muss 
er doch erst einmal geflossen sein, dass er einen Nulldurchgang bekommt. 
Was du da vorschlägst geht also nicht, denn am Anfang ist der Strom und 
die Spannung gleich null vor dem Einschalten. Den Rest hat der Vorredner 
gut beschrieben.

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Es sollte Nulldurchgang der Spannung heissen. Das ist schlecht.

Autor: Thorsten S. (whitejack)
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Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Hey noch Was (Firma: Mumpitz) (hacky)

>Es sollte Nulldurchgang der Spannung heissen. Das ist schlecht.

Nöö, das passt, wenn man es RICHTIG macht.

Siehe Artikel Transformatoren und Spulen sowie

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/5/5d/Verl...

MFG
Falk

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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Ein grenzwertiger Artikel...
> Eines der schlimmsten Dinge, die ich je in einem elektrischen
> Sachbuch sah, daß man verschiedene Formeln für das Gleichstrom-
> und Wechselstromverhalten von Spulen angegeben hat. Das ist
> kompletter Unsinn!!!

Nicht wirklich. Der AC falls ist vereinfacht - mit einer Impedanz. Beim 
DC Fall benoetigt man in der Regel die Differentialgleichung.

Autor: Simon K. (simon) Benutzerseite
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Du meinst nicht AC und DC, sondern stationärer Zustand und transienter 
Vorgang.

Trotzdem hast du Recht, habe bei dem Satz auch schon geschmunzelt. Naja, 
wie auch immer ;)

Autor: ich (Gast)
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Nimm doch nen Heissleiter, der nen Relais schaltet, welches widerrum den 
Heissleiter überbrückt und den Trafo speist

Autor: mhh (Gast)
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Nur ein passender Heißleiter reicht auch, den muss man nicht 
überbrücken. Überbrückt wird i.A. nur bei Einsatz eines 
Festwiderstandes.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Habe mir dann mal Spannung und Strom bei diesem Trafo im Einschaltmoment
>mit dem Oszilloskop angeschaut. Den Strom habe ich über einem 0.1 Ohm
>Shunt gemessen. Die grösste Stromspitze war 70A ! Auf dem Bild nur 55A.

Das ist ziemlich normal bei so großen Trafos. Oft wird da eine 
superträge Sicherung (TT) entsprechend etwa der doppelten Nennleistung, 
also rund  3,15A/TT in deinem Fall verwendet. Aber das muß der 
Hersteller ausdrücklich vorschlagen, sonst brennt das Teil eventuell ab.

Sinnvoller ist ein Softstart. Wenn man Heißleiter nach der Startphase 
nicht überbrückt, können sie so heiß werden, daß das Lötzinn flüssig 
wird. Der Heißleiter muß also richtig dimensioniert sein.

Trafos in irgend einem Nulldurchgang einschalten zu wollen, ist ziemlich 
unsinning, da die Phase ja auch von der Last abhängt. Es macht also 
einen Unterschied, ob die Elkos noch aufgeladen sind, weil der Trafo 
gerade eben schon mal an war, oder ob die Elkos leer sind.

Kai Klaas

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Kai Klaas (Gast)

>Trafos in irgend einem Nulldurchgang einschalten zu wollen, ist ziemlich
>unsinning, da die Phase ja auch von der Last abhängt.

Nicht in Bezug auf den Magnetisierungstrom und die Kernsättigung.

MFG
Falk

Autor: Peter Diener (pdiener) Benutzerseite
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Trafos sollte man im Spannungsmaximum einschalten um eine 
Einschaltsättigung zu vermeiden. Also bei 50 Hz Netzfrequenz 5 ms nach 
dem Spannungsnulldurchgang.

Wenn man zu einem anderen Zeitpunkt einschaltet, wird der Spannungsstoß, 
der bis zum ersten Spannungsmaximum aufgebaut wird, in den Trafo geladen 
und klingt nur ganz langsam wieder ab, was sich durch eine hohe Aufnahme 
von Gleichstrom zeigt, welche langsam exponentiell abfällt.

Das ist auch für das charakteristische Einschaltbrummen von großen 
Trafos verantwortlich. Das kann man bei richtig großen Trafos noch 
mehrere Sekunden nach dem Schalten hören.

Ein Trafo, der mit dem hierbei auftretenden Strömen sättigt, löst dann 
üblicherweise die Sicherung aus.

Abhilfe schafft das Schalten zum richtigen Zeitpunkt oder das 
Vormagnetisieren mit Strombegrenzung.

Ich verwende zur Strombegrenzung gerne Halogenlampen, die nach einigen 
Sekunden überbrückt werden. Lampen haben den Vorteil, dass sie 
unzerstörbar sind, auch wenn das Überbrückungsrelais nicht funktioniert.

Grüße,

Peter

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Ich verwende zur Strombegrenzung gerne Halogenlampen, die nach einigen
>Sekunden überbrückt werden. Lampen haben den Vorteil, dass sie
>unzerstörbar sind, auch wenn das Überbrückungsrelais nicht funktioniert.

Von Epcos gibt es prima NTCs für genau diesen Zweck. Richtig 
dimensioniert sind die auch unzerstörbar.

Kai Klaas

Autor: Falk Brunner (falk)
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@Peter Diener (pdiener) Benutzerseite

>Trafos sollte man im Spannungsmaximum einschalten um eine
>Einschaltsättigung zu vermeiden. Also bei 50 Hz Netzfrequenz 5 ms nach
>dem Spannungsnulldurchgang.

Diese Aussage ist so nicht richtig. Warum, wird hier erklärt.

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/5/5d/Verl...

Seite 3, dritter Absatz gehts los.

>Abhilfe schafft das Schalten zum richtigen Zeitpunkt oder das
>Vormagnetisieren mit Strombegrenzung.

Eben.

MfG
Falk

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