Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Elektromotorischer Spannungskonstanthalter


von Thomas C. (akapuma)


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Hallo,

die Netzspannung kann man mit elektromotorischen 
Spannungskonstanthaltern konstant halten. Auch 3-phasig mit vielen kVA 
Scheinleistung. Bisher dachte ich immer, es wären motorisch verstellbare 
Spartrafos (z.B. Ringkern) wie in meinem angehängten Bild gezeigt.

Bei Spartrafos wird ja nur ein Teil der Energie transformatorisch 
(magnetisch) übertragen, der Rest fließt einfach durch. Daher muß man 
nur den Stellbereich (z.B. +-10%) aus dickem Draht fertigen, der Rest 
geht aus dünnem Draht.

Wenn ich mir aber nun die Bilder in den Links ansehe, dann sehe ich 
zusätzlich zu den Motortrafos noch weitere Ringkerntrafos, die wohl sehr 
dicken Draht haben.

https://de.aliexpress.com/item/32884283347.html

https://de.abot-power.com/coil-type-servo-three-phase-voltage-stabilizer.html

https://lasergraaf.nl/de/Produkt/tns-20kva-Spannungsstabilisator-220-400-Volt/

Kennt jemand die verwendete Schaltung?

Gruß

akapuma

: Verschoben durch Moderator
von Thomas C. (akapuma)


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Das erste Bild (Spartrafo.png) hat das Problem daß der gesamte Laststrom 
über den Schleifer fließt. Das dürfte bei hohen Strömen (z.B. 100A) 
nicht optimal sein. Ich vermute daher, daß die Schaltung im Bild 
"trafo2" verwendet wird. Das würde die zusätzlichen Ringkerntrafos auf 
den Bildern in den Links erklären, und auch den dicken Draht auf diesen 
Trafos.

Was meint Ihr?

Gruß

akapuma

von Thomas C. (akapuma)


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Ich glaube meine zweite Zeichnung stimmt so ungefähr.

Hier ist ein Link:
https://www.konzept-energietechnik.com/downloads.html

Dort kann man sich den Katalog 
"2019_02_07_CVT_Konzept_Spannungskonstanthalter.pdf" herunterladen. Auf 
Seite 9 ist ein entsprechender Schaltplan. Unterschiede zu meinem 
Schaltplan:

- Mein Stelltrafo hat eine feste Anzapfung in der Mitte und einen 
Schleifer. Hier werden 2 Schleifer verwendet.
- Der Trafo in der PDF hat von Anfang bis Ende 230V, meiner 460V. Die 
230V-Variante gefällt mir besser da der 230V-Stelltrafo eine 
handelsübliche Wicklung hat.
- "R" ist der Regler. Der Stelltrafo ist damit am Ausgang angeschlossen. 
Das hat auch seinen Vorteil. Der Hersteller gibt eine Eingangsspannung 
von 173V-287V an. Wenn der Stelltrafo am Ausgang liegt bekommt er feste 
230V und nicht den großen Bereich.

Gruß

akapuma

von Helge (Gast)


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Interessante Schaltung. Allerdings läßt sich auch nur mit einem 
Stelltrafo mit Speisung in der Mitte sowohl Unterspannung als auch 
Überspannung kompensieren.

von Peter R. (pnu)


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Beim Spartrafo ist es möglich, den Trafo mit mehr zu belasten als einen 
Trafo mit getrennter Wicklung.

Im Extremfall 1:1 fließt im Spartrafo ja nur der Magnetisierungsstrom, 
der Laststrom geht an der Trafowicklung vorbei.
Mal doch mal das Schaltbild dazu, mit den Strömen iprim, isec, imag. 
Dann wirst Du sehen, dass im unteren Teil iprim und isec gegensätzliche 
Richtung haben und sich aufheben, nur der imag bleibt.

Typisches Beispiel: Einen Trafo mit ca.12V V Sekundärspannung verwenden 
um die heut üblichen 230V auf die alten 220V zu reduzieren. Da kann man 
einen 20W-Trafo ohne weiteres verwenden um einen alten 220-er von 100W 
zu versorgen.

Es gilt: Die Belastbarkeit wird um so größer je näher das 
Übersetzungsverhältnis des Spartrafo gegen Eins geht. nur der obere Teil 
muss den ganzen Laststrom tragen, der untere nur den 
Magnetisierungsstrom.

Da dieser Stelltrafo nur zur Korrektur in engem Bereich benutzt wird, 
kann man den unteren Teil der Wicklung deutlich dünner machen.

Es wird halt so sein, dass die 1:1 Stellung in der Mitte des 
Stellbereichs liegt, die dicke Teilwicklung kann dann Unter- als auch 
Überspannung ausgleichen aber nicht den  Spannungsbereich über 0,8 bis 
1,2 hinaus.

von Andre G. (andgst01)


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Bei "elektromotorischem Spannungskonstanthalter" denke ich an einen 
Motor und einemnGenerator mit einer fetten Schwungscheibe.

von Andrew T. (marsufant)


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Thomas C. schrieb:
> Was meint Ihr?

Ja, ist ziemlich exakt zutreffend. Es macht ja auch für derartige 
Systeme KEINEN Sinn den Stelltrafo für die volle Gesamtlast auszulegen: 
Oft können diese Geräte nur +/- 15 bis +/-30% Spannungsabweichung 
ausregeln.

deshalb legt man den Stelltrafo zusammen mit dem am Boden verschraubten 
RK-Trafo so aus, das diese zusätzliche Spannungsvariation (und daraus 
mögliche Leistung ) erreicht wird.


Ein Stelltrafo für 20kW würde nur Sinn machen, wenn man von 0% bis 
Maximalspannung stellen will.
Doch man will ja nur 70...130% stellen können.

Den Rest (Regelung) macht im einfachen Fall ein phasenempfindlicher 
Regelverstärker.
General Radio hatte in den 1950ern solches System im Programm, war schon 
sehr interessant. Irgendwo bei mir  müßte ich noch ein Original stehen 
haben.

von bückling transformator (Gast)


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Peter R. meinte im Beitrag #7028286 wohl:
> Ein Spartrafo kann A:
> Bei ~ identischer Bauleistung höhere Leistung transferieren.
> Oder B:
> Bei ~ identischer Bauleistung die selbe Leistung bei weniger
> (primär CU- aka Kupfer- aka "Leit-") Verlusten transferieren.
> Oder C:
> Bei verminderter Bauleistung die selbe Leistung übertragen.
> Oder D:
> Etwas dazwischen, abhängig vom angepeilten Wirkungsgrad sowie
> Herstellungs- (oder aus Anwendersicht Beschaffungs-) kosten.

Oder?

> Im Extremfall 1:1 fließt im Spartrafo ja nur der Magnetisierungsstrom,
> der Laststrom geht an der Trafowicklung vorbei.

Korrekt.

> Mal doch mal das Schaltbild dazu, mit den Strömen iprim, isec, imag.
> Dann wirst Du sehen, dass im unteren Teil iprim und isec gegensätzliche
> Richtung haben und sich aufheben, nur der imag bleibt.

Wozu denn das? Das wäre doch nur eine Spule an Netzspannung... meist
wäre auch L_mag so hoch, und damit I_mag so niedrig, daß sich selbige
nicht durch wesentlichen Spannungsfall an den Leitungen so stark
verringerte, daß die darauffolgende Last irgendwas davon mitbekäme
(in irgendwie relevanten Größenordnungen kleinere P_ein oder was).

> Typisches Beispiel: Einen Trafo mit ca.12V V Sekundärspannung verwenden
> um die heut üblichen 230V auf die alten 220V zu reduzieren. Da kann man
> einen 20W-Trafo ohne weiteres verwenden um einen alten 220-er von 100W
> zu versorgen.

20VA meinst Du SCHEINbar - ziemlich reichlich / nicht nötig. Sowas
macht man doch nur, wenn man z.B. gerade den 20VA und sonst keinen
zuhause hat, aber nicht wenn man kaufen muß.

Erstmal gibt es eigentlich 2 Verschaltungsoptionen für Reduktion
der Sekundärspannung:

https://sound-au.com/articles/buck-xfmr.htm

Dier genauere Berechnung vernachlässige ich zwar auch gern, jedoch
nur für einen gewissen (kleinen) Sicherheitsaufschlag:

Die Sekundärwicklung muß dann incl. jenen Aufschlags ganz simpel
den ursprüngl. Primärstrom tragen können - und hieraus, sowie der
Nennspannung jener (bis dahin noch) Sekundärwicklung, ergibt sich
durch Multiplikation der Mindestwert seiner Belastbarkeit in VA.

Sehr simpel, trotzdem genau (genug) für Vermeidung von unnötig
viel Geldverschwendung.

> Es gilt: Die Belastbarkeit wird um so größer je näher das
> Übersetzungsverhältnis des Spartrafo gegen Eins geht.

Klar: https://www.mikrocontroller.net/articles/Spartransformator

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