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Netzfrequenz-Ringkerntransformatoren

Ein ausgearbeitetes Beispiel für den Test eines 120/240-Volt-Netz-Toroids mit dem AT5600.

Übersicht über Netz-Toroide

Ringkerntransformatoren werden, wie der Name schon sagt, verwendet, um Netzstrom in niedrigere Spannungen umzuwandeln und so elektronische Geräte mit Strom zu versorgen.

Die Kerne bestehen normalerweise aus einem langen, torusförmig gewickelten Stahlstreifen, auf den die Wicklungen dann aufgewickelt werden.
Diese solide Konstruktion minimiert die durch den Magnetisierungsfluss (Magnetostriktion) verursachten Vibrationen, die zum Brummen von Transformatoren führen. Dies stellt einen klaren Vorteil gegenüber herkömmlichen laminierten „E“-Kernen dar.

Das Fehlen eines Luftspalts in der Konstruktion bedeutet auch, dass Ringkerntransformatoren etwa achtmal weniger Streufeldstörungen ausstrahlen als herkömmliche Transformatoren mit laminiertem Kern und sich daher besser für den Einsatz in der Nähe empfindlicher elektronischer Geräte oder Audiogeräte eignen.

Die Wicklungen decken normalerweise die gesamte Fläche des Toroids ab, sodass die magnetischen Eigenschaften des gesamten Kerns voll genutzt werden können. Dies führt zu einer effizienteren Nutzung des Kerns und damit zu einem kleineren Gerät als bei ähnlich dimensionierten Laminaten. Die geringen Verluste führen auch zu einem geringeren Magnetisierungsstrom und damit zu weiteren Energieeinsparungen.

Talema 62072

Nuvotem Talema entwickelt und fertigt eine breite Palette von Transformatoren und Induktoren
Hier besprechen wir das Nuvotem Talema Teil # 62072
Dies ist ein 35 VA Ringkerntransformator mit

Zwei x Primärwicklungen (für 110 oder 240V Eingang) und mit

Zwei x 12 Volt Ausgänge (2 x 14 V Leerlauf, 2 x 12 V Last)

Herstellerschema

Toroids - Empfohlene Tests

Toroids - AT-Editor-Schema

Die 4 Wicklungen der Nr. 62072 werden im At-Editor durch das Schema rechts dargestellt.
Da „Rot“ sowohl auf der Primär- als auch auf der Sekundärseite erscheint, sind alle Sekundäranschlüsse zur einfacheren Identifizierung während der Testprogrammierung mit dem Suffix „2“ gekennzeichnet.

Im Editor Schema

Toroide - AT-Vorrichtung

Die folgenden Testergebnisse wurden mit einer einfachen Voltech-Vorrichtung mit 8 Schnellspannern erzielt.
Diese ermöglichen einen schnellen Anschluss an die Anschlusslitzen des 62072.
Die abgebildeten SCHUTZINGER-Steckdosen verfügen zusätzlich über 2 unabhängige Kontakte, wodurch echte Kelvin-Anschlüsse entstehen.
Diese Drehung ermöglicht eine vollständige Kompensation, um die Wirkung der Vorrichtung zu beseitigen.

Toroid an Voltech-Vorrichtung montiert – Draufsicht
Toroid an Voltech-Vorrichtung montiert – Draufsicht
An Voltech-Vorrichtung montierter Toroid - Detail
An Voltech-Vorrichtung montierter Toroid - Detail
Toroid - Presspassungsbuchsen ermöglichen eine schnelle Freigabe der UUT
Toroid - Presspassungsbuchsen ermöglichen eine schnelle Freigabe der UUT

Toroids - AT Testprogramm

Zunächst wird überprüft, dass der Gleichstromwiderstand aller vier Wicklungen unter den angegebenen Höchstwerten liegt.

Da der Transformator mit Netzspannung betrieben wird, ist es üblicher, die Leerlaufspannung zu testen, als das Windungszahlverhältnis zu testen, da dies ein besseres Maß für die Funktion der Teile unter realen Spannungen liefert. Da es 4 Wicklungen gibt, führen wir 3 Tests durch, um alle Wicklungszahlen sowie die Phase zu prüfen. Den Link zu unserem Anwendungshinweis zu „Methoden zur Messung des Windungszahlverhältnisses“ finden Sie am Ende dieser Seite.

Als nächstes wird der Magnetisierungsstrom des Kerns getestet. Bei diesem Test wird der Primärstrom bei offenem Sekundärkreis gemessen, um etwaige Kernverluste aufgrund einer falschen Kernmontage zu erkennen.

Abschließend werden zwei Sicherheitstests durchgeführt. Der Isolationswiderstand zwischen den beiden Primärwicklungen wird geprüft, normalerweise bei der doppelten Spannung im Normalbetrieb (hier haben wir 500 V gewählt).
Anschließend erfolgt ein HI-POT-Test mit 4 kV Wechselstrom von allen Primär- zu allen Sekundärwicklungen.

# Prüfen Beschreibung Pins und Bedingungen Grund
1 R Gleichstromwiderstand GELB – SCHWARZ Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung.
2 R Gleichstromwiderstand ROT – VIOLETT Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung.
3 R Gleichstromwiderstand GRÜN2-ROT2 Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung.
4 R Gleichstromwiderstand BRAUN2-BLAU2 Zur Überprüfung, ob der Wicklungswiderstand unter einem Maximum liegt. Dient auch zur Überprüfung des korrekten Drahtdurchmessers und der ordnungsgemäßen Terminierung.
5 VOC Leerlaufspannung Primärstifte GELB und SCHWARZ mit 50 Hz, 115 V aktivieren, Sekundärstifte GRÜN2 und ROT2 messen und Polarität prüfen. Grenzwerte: 14 V +/- 5 % Zur Überprüfung der korrekten Drehungen und Phasenlage von Primär 1 zu Sekundär 1
6 VOC Leerlaufspannung Primärstifte ROT und VIOLETT mit 50 Hz, 115 V aktivieren, Sekundärstifte BRAUN2 und BLAU2 messen und Polarität prüfen. Grenzwerte: 14 V +/- 5 % Zur Überprüfung der korrekten Drehungen und Phasenlage von Primär 2 zu Sekundär 2
7 VOC Leerlaufspannung Primärstifte GELB und SCHWARZ mit 50 Hz, 115 V bestromen, Primärstifte ROT und VIOLETT messen und Polarität prüfen. Grenzwerte: 11,5 V +/- 5 % Zur Überprüfung der korrekten Drehungen und Phasenlage von Primär 1 zu Primär 2
8 WEISEN Magnetisierungsstrom Prüfspannung 110 V, 50 Hz. Hi-Anschluss: GELB. Lo-Anschluss: SCHWARZ. Maximaler MAGI: 10 mA Testen Sie den Kernbetrieb bei typischer Betriebsspannung. Überprüfen Sie, ob der zum Aktivieren des Kerns erforderliche Strom unter einem Maximum liegt.
9 IR Isolationswiderstand Prüfspannung 500 V DC, High-Terminal GELB und SCHWARZ, Lo-Terminal ROT und VIOLETT, Prüfen auf IR > 50 MOhm Eine Isolationswiderstandsprüfung wird für die meisten Transformatoren als bewährte Methode empfohlen, um die Integrität der Isolierung zwischen getrennten Wicklungen oder zwischen einer Wicklung und einem Schirm zu überprüfen. In diesem Fall zwischen den beiden Primärwicklungen
10 HPAC AC-Hochleistungsverstärker Prüfspannung 4 kV 50 Hz, 1 Sekunde, max. I = 10 mA. Pins HI: GELB, SCHWARZ, ROT, VIOLETT. Pins LO: GRÜN2, ROT2, BRAUN2, BLAU2. Prüfstrom ist < 5 mA Zur Überprüfung der Sicherheitsisolierung vom Primär- zum Sekundärteil.
AT5600 Laufzeit 4,01 Sek.
(AT3600 Laufzeit 8,87 Sek.)

AT-Testergebnisse für Toroide