Steuertransformator

In der industriellen Automation sind in der Regel zahlreiche elektromagnetische Komponenten zu finden, zum Beispiel Relais, Magnetschalter oder Elektromotoren. Ihre Energie beziehen diese Geräte in der Regel aus Hilfsstromkreisen. Deren Spannungen und Stromstärken sollten zur Sicherung der Produktivität so gut wie möglich gegen Schwankungen geschützt sein. Diese Aufgabe können Steuertransformatoren übernehmen.

Wie sie funktionieren und nach welchen Kriterien sich die Auswahl richten sollte, erfahren Sie in unserem Ratgeber.

Welche Rolle spielt die Last beim Einsatz eines Sicherheitstrafos?

Ein Steuertransformator ist so konzipiert, dass er bei voller Leistung die Nennausgangsspannung liefert. Wenn die Last sinkt, steigt die Ausgangsspannung an. Umgekehrt führt ein Anstieg der Last zu einer niedrigeren Ausgangsspannung. Je kleiner die Leistung des Geräts, desto größer ist in der Regel der Unterschied zwischen Leerlauf- und Volllastspannung.

Kann der Trafo auch die Ausgangsspannung regulieren?

Solche Trafos sind nicht spannungsregulierend. Da Spannungsänderungen eine Funktion des Windungsverhältnisses des Transformators sind, wirken sich Schwankungen der Eingangsspannung proportional auf den Ausgang aus.

Wie wirkt sich die Umgebungstemperatur aus?

Übliche Sicherheitstransformatoren sind für eine Umgebungstemperatur von maximal 40 Grad Celsius ausgelegt. In diesem Umfeld leisten sie 100 Prozent. Steigt die Temperatur auf 60 oder mehr Grad, kann die Leistung um bis zu 70 Prozent abfallen.

Welche Rolle spielt die Kapselung der Spulen?

Die Kapselung der Spulen eines Trenntrafos trägt dazu bei, das Gerät vor Feuchtigkeit, Staub, Schmutz und industriellen Verunreinigungen zu schützen. Die Kapselung sorgt für maximalen Schutz in aggressiven Umgebungen und sorgt gleichzeitig dafür, dass der Trafo kühler läuft als ein nicht gekapseltes Gerät.

Wie lässt sich die erforderliche Größe des Trafos berechnen?

Die Größe des Steuertransformators lässt sich berechnen, indem man den Leistungsbedarf der Komponenten im Steuerkreis addiert. Dazu ein Beispiel: Ein Gebäudesteuergerät für Heizung, Lüftung und Klimatisierung benötigt 10 Voltampere bei 24 Volt Spannungsversorgung. Der Controller versorgt auch zwei Feuchtigkeitssensoren und zwei elektronische beziehungsweise pneumatische Messwandler mit Strom. Die beiden Sensoren und die beiden Messwandler benötigen jeweils 3 Voltampere, insgesamt also 12 Voltampere. Daher muss der Steuertransformator so dimensioniert sein, dass er mindestens 22 Voltampere (10 + 12 = 22) an Leistung liefert.

Welchen Vorteil bieten Dreiphasen-Transformatoren?

Steuertransformatoren mit zwei Primärspulen für dreiphasigen Strom und einer Sekundärspule sind weit verbreitet. Die Primärspulen sind hier gekreuzt, so dass sie für den Betrieb mit 240 Volt oder 480 Volt verbunden werden können. Viele Trafos sind so konzipiert, dass sie sekundärseitig 12 Volt oder 24 Volt liefern. Einige Typen liefern jedoch auch 120 Volt. Bei einem Modell mit einem Windungsverhältnis von 10:1 lassen sich zum Beispiel die beiden Primärspulen parallel schalten. Dadurch wird die Primärspannung von 240 Volt auf 24 Volt an der Sekundärseite heruntergesetzt. Wenn die beiden Primärspulen in Reihe geschaltet sind, wird die Spannung von 480 V auf 24 V herabgesetzt.