Vorschalt-Trafo 232V ==> 220V

 

Drehstrom -Wechselstrom

Die heutigen Drehstrom-Netze (für Niederspannung) haben nominell eine Spannung U_L von je 400 V zwischen den Leitern "R","S" und "T". In Bild 201 ist z.B. die Sekundärseite eines Drehstrom-Transformators gezeigt, der zur Einspeisung in das 230V/400V Netz für die Endverbraucher dient.

(Bilder 201 & 202 sind aus "Bremser, H.: Elektrische Leitungen und Leitungsnetze für Niederspannungsanlagen und ihre Berechnung, 2. A., VT Verlag, 1962)

Die Spannung U (Strang-Spannung) für den Endverbraucher entsteht also jeweis zwischen einer der Phasen (R, S, T) und dem Sternpunkt M_p der Sekundärseite des Trafos. Die Leitung "0" wird ebenfalls zu den Verbrauchern geführt.
(Das gilt im Prinzip so immer; diesbezügliche Variationen werden hier nicht betrachtet.)

Wie aus Bild 202 zu sehen ist, haben die verschiedenen Wechselspannungen gegen einander jeweils eine Phasenverschiebung von 120°.

Umstellung der nominellen Spannung

Während früher die Strang-Spannung mit (nominell) U = 220V festgelegt war, gilt nun für die Leiter-Spannung (nominell) U_L = 400V.

Daraus folgt nun für die Strang-Spannung U, also für die Spannung U aus der Steckdose U = 400V/√3 = 230,9V.

Die hier vor Ort gemessene Strang-Spannung ist ziemlich genau 231V. (Dreheisen Voltmeter mit 1,5% Toleranz)

Wer in der Nähe eines Einspeise-Trafos wohnt, kann ggf. auch eine etwas höhere Spannung deshalb messen, weil dadurch die Leitungsverluste zu dem am weitesten entfernten Verbraucher ausgeglichen werden müssen.

 

Die Nennspannung früherer Radios

Frühere Radios (mit Netz-Trafo) hatten mindestens Abgriffe für 110V und 220V. Manche konnten auch noch auf weitere Spannungen dazwischen eingestellt werden - und einige auch auf 240V, oder sogar auf 250V.

Hat man ein Gerät, das sowohl auf 220V, als auch auf 240V eingestellt werden kann, besteht im Prinzip folgendes Dilemma.

• Einstellung auf 220V:
  Heiz-Spannung der Röhren und die Anodenspannung sind zu hoch.
  Knapp dimensionierte Netztrafos kommen zu weit in die Sättigung und werden dadurch zu warm.
• Einstellung auf 240V:
  Heiz-Spannung der Röhren ist (vermutlich) zu niedrig. Das schadet längerfristig der Emissionsfähigkeit der Kathoden der Röhren.

Es empfiehlt sich in jedem Falle, die Heizspannung zu kontrollieren, abhängig von der gewählten Einstellung für die Netzspannung.

 

Vorschalt-Trafo 230V ==> 220V

Den (für Röhren-Radios) günstigen Wert von (ziemlich genau) 220V erreicht man mit Hilfe eines Vorschalt-Trafos.

In "Pitsch, H.: Hilfsbuch für die Funktechnik, VAG, 1955, p. 163" steht dazu folgendes.

Die Realisierung eines solchen Spartrafos mit Hilfe eines 220V ==> 12V (60VA) Trafos (ursprünglich für Halogenlampen gedacht) zeigt das Bild.

 

Wie aus Abb. 152 zu sehen ist, muß die 12V Sekundär-Wicklung "im gleichen Wicklungs-Sinn" wie die Primär-Wicklung angeklemmt werden, damit sich die Gesamtspannung von 220V auf 232V vergrößert. 

Zum Testen, ob der Wicklungs-Sinn richtg ist, mißt man den (im Leerlauf) aufgenommenen (Magnetisierungs-) Strom des Vorschalt-Trafos. Bei korrekter Anschaltung der 12V Wicklung ist dieser kleiner als ohne Zuschaltung dieser Wicklung. Bei verkehrter Anschaltung ist die Strom-Aufnahme dagegen höher.

Bei der Steckdose ist der Nulleiter angeschlossen, obwohl für die meisten Radios das nicht benötigt wird. Die Steckdose ist mit 2,5 A (träge) abgesichert, obwohl der Trafo bis 4,8 A ausreichen würde.

Das "obere Ende" (Phase) ist auf dem Netzstecker und an der Steckdose rot markiert, damit die Schaltung der Abb. 152 entspricht.

Der Vorschalt-Trafo findet eine Anwendung zum (gelegentlichen) Betrieb z.B. des Staßfurt 5W, bei dem der Netztrafo nur bis 220V ausgelegt ist.

MfG DR

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Guten Tag Herr Dietmar,

Danke für den ausführlichen Tipp mit dem Halogentransformator. Bei der Beschreibung vom Aufbau ist Ihnen ein Fehler unterlaufen. Mit dem Nullleiter haben Sie wohl den Erdleiter oder Schutzleiter gemeint. Das geht auch aus der zuerst ausgeführten Abhandlung hervor ohne Nulleiter oder auch Neutralleiter geht da gar nichts. Korrekterwiese müsste dann eine Steckdose ohne Schutzkontakt verwendet werden.

Das Problem mit der zu hohen Netzspannung habe ich auch schon mit einem simplen Vorwiderstand im primär - Kreis vom Netztrafo gelöst. Ein Röhrenradio hat normalerweise einen konstanten Stromverbrauch wenn keine Hochleistungs - Gegentaktendstufe verbaut wurde. Dieser Umstand führt dann auch zu einem konstante Spannungsabfall am Widerstand, welcher unabhängig von der Lautstärke ist. Auch das Einschaltverhalten ist problemlos weil die Röhren im Kaltzustand einen hohen Stromfluss verursachen. Wenn der Heizstrom abnimmt beginnt langsm der Anodenstrom zu fliessen, was die Spannung einigermassen konstant hält, sodass für die Röhren und Kodensatoren keine überlastung auftreten sollte. 

Für die Berechnung sollte die Stromaufnahme vom Radio bekannt sein. Mit einem Stelltransformator und einem Universalinstrument welches RMS misst kann der Strom leicht festgestellt werden. Angenommen der Strom beträgt 210mA ergibt sich 230V - 220V = 10V und 10V / 0.35A = ~27Ohm die Leistung beträgt 0.35A * 10V = 3.5W. Mit einem 7W Widerstand oder grösser ist man auf der sicheren Seite. Wegen dem Einschaltstrom sollte ein Drahtwiderstand eingesetzt werden. Der Widerstand kann normalerweise leicht im Gehäuse eines Radios so montiert werden, das keine empfindlichen oder brennbaren Teile tangiert werden, zumal die Verlustleistung relativ gering ist.

 

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Wie man rechnerisch, plausibel anschaulich auf den Verkettungsfaktor gerät.
Es wird lediglich vorausgesetzt, dass man den Satz von Pythagoras kennt.
Beste Grüße
K.-H. B.

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Hallo Herr Rudolph,

ihr gezeigtes Bild mit dem Holzbrett ist eine Bastelllösung für ihre persönliches Prüffeld oder angesperrten Bereich. Da ist sowas ok.

Keinesfalls ist sowas im Wohnzimmer oder Vorführzimmer bei uns Sammlern zu empfehlen. Ihr Bild animiert zum Nachbau. Es gefährdet Tiere und Enkelkinder! Ich verwende hier immer fertige Regelstelltransformatoren wie sie als Arbeitsplatzausrüstung in der Industrie und Radio- und Fernsehwerkstätten Verwendung finden. Grundig RT5 oder ähnlich.

Grüsse

D.Boeder

 

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Eine einfache Möglichkeit die Spannung abzusenken sind Feutron Stelltrafos aus der DDR. Diese Waren zum ausgleichen von Über und Unterspannungen gedacht. Auf der unteren Stufe wird die Spannung um einige Volt abgesenkt. Man muss nur aufpassen das nicht versehentlich jemand die Spannung heraufdreht.

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Guten Tag, den Trick mit dem 12V Trafo müsste ich mal ausprobieren, hier sehe ich den Vorteil, daß weniger Verlustleistung anfällt als wie bei einem Vorwiderstand.

Für meinen Bedarf hatte ich mir folgendes überlegt: man kann einen alten Netztrafo aus einem Radio verwenden, wenn dieser primär eine 220 und eine 240V Anzapfung hat. Dann betreibt man den Trafo als Spartrafo , speist bei 240V ein und zapft bei 220V ab. Natürlich muss alles idiotensicher und abgesichert in ein Gehäuse eingebaut werden.

Oder, wenn der alte Trafo es hergibt , kann man auch die sekundär Wicklungen so zusammenschalten, daß man am Ende 220V erhält. Dann hätte man eine Potentialtrennung.

Grüße, Armin Ohrem

 

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Die Netzspannung in Europa beträgt 230V +-10% das ergibt einen erlaubten Bereich von 207V - 253V. Hier in der Schweiz misst man meistens so etwa 235V. Stellt man den Spannungswähler im Radio auf 240V ist normalerweise alles in Butter. Sicherheitshalber kann ja noch die Heizspannung im Gerät gemessen werden, die sollte je nach Röhrentypen 6.3V oder 4V +-10% betragen.

Bei Radios die nur einen 110V / 220V Spannungswähler haben oder gar nur für 220V ausgelegt sind sieht die Sache etwas anders aus. Hier kann ein Vorwiderstand auf einfache Weise das Problem lösen. Die paar wenigen Watt die der Widerstand verheizt sind im Verhältnis zur Leistungsaufnahme vom Gerät marginal. Will man wirklich Strom Sparen greift man am besten zu einem Trasistorenradio zurück welches bei gleicher Ausgangsleistung etwa 10 - 20 mal weniger Strom verbraucht.

Die Lösung mit dem 12V Trafo finde ich genial, zumal solche Transformatoren für wenig Geld auf dem Markt zu finden sind. Da der Trafo als Spartrafo geschaltet wird muss der Sekundär - Strom der 12V Wicklung lediglich der max. Stromaufnahme vom Radio entsprechen. Zum Beispiel muss für ein Gerät das 100W verbraucht der Trafo theoretisch eine Leistung von lediglich min. 5,5W aufweisen, wenn man die Blindleistung nicht berücksichtigt. Ein kleiner Trafo mit einer Leistung von etwa 8 bis 10W währe hier eine gute Wahl.

 

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Vorwiderstand habe ich ausprobiert an einem 60W Radio. Es war doch ziemlich kompliziert  den Widerstand zu finden, damit da genau 10V abfällt, und ich war erstaunt wie heiss dieser wurde, was vermutlich die Ursache dafür ist, daß der berechnete Ohm Wert des Widerstands mit der Praxis nicht übereinstimmt.

 

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Ich habe das mit dem Widerstand inzwischen auch ausprobiert. Stromaufnahme Radio 0.235A RMS bei 220V, das ergibt bei 10V einen Widerstand von 42Ohm Verlustleistung: 2.35W. Getestet habe ich es mit 45Ohm (33+12). Der gemessene Spannungsabfall betrug 10.5V. Meine Berechnung stimmt also. Ein Lastwiderstand wird normalerweise schon mal ordentlich warm. Das sieht man am besten in einem altem Fernseher, überall dampfen da die Widerstände. Aber in meinem Fall ist die Aufnahmeleistung vom Radio 52W und am Widerstand wird zusätzlich noch 2.35W verheizt, alles halb so schlimm.

Viele Grüsse

Beat Sager

 

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Guten Tag,
zur Illustration einmal eine Gegenüberstellung von Hochlastwiderständen aus älterer und neuerer Produktion.
Während die Wärmeabfuhr bei den älteren Widerständen durch senkrechte Montage auf geschlitzten Montagewinkel hauptsächlich durch Konvektion der Umgebungsluft erfolgte, wird bei den neueren einmal die Wärmeabfuhr durch direkte Wärmeübertragung vermittels Chassismontage und über die Gehäuseform mit Kühlrippen bewerkstelligt.
Bei letzteren ist die aufgedruckte Watt-Angabe relativiert. Dazu findet man in den Datenblättern die Termini  "Reduced heatsink derating", "Power rating" und "Temperature rise".
www vishay com/docs/50013/rh.pdf
Den Datenblättern kann man entnehmen, dass auch ein derartiger, "moderner" Widerstand je nach Montageart und Umgebungsbedingungen nur bis zum Bruchteil des aufgedruckten Wertes belastet werden darf. Eine Erwärmung auf 100°C scheint nicht selten.
Bei der Auswahl sollte man also nicht zu knapp dimensionieren.

Beste Grüße
K.-H. B.

 

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Verehrte Kollegen,

da die Diskussion hier in einem öffentlichen Teil des RM.org läuft, finde ich die Diskussion über "Vorschalt-Widerstände" kontra produktiv!

Solche Experimente können Fachleute sicher "auch" anstellen, jedoch sollte man nicht den Eindruck erwecken, daß jeder Laie das ebenfalls sicher und ohne Gefährdung seiner Gesundheit hin bekommt. Ganz abgesehen von der möglichen Gefahr durch Schwelbrände bzw. Brände aufgrund sich zu sehr erhitzender "Vorschalt-Widerstände".

Ich bitte daher, hier nicht weiter über "Vorschalt-Widerstände" zu diskutieren!

MfG DR

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