Transformator: Aufbau und Funktion in 3D
Wie wird aus 230 oder 400 V die Steuerspannung 24 V? Hier zerlegst du einen Einphasen-Steuertransformator in 3D, von den Anschlussklemmen über den Blechkern bis zu Primär- und Sekundärwicklung auf dem Spulenkörper.
Lädt einmalig rund 0,2 MB. Die Erklärungen unten funktionieren auch ohne 3D-Modell.
Einphasen-Transformator
Er setzt eine Wechselspannung auf eine andere Spannung um, hier zum Beispiel von 230 oder 400 V auf 24 V für eine Steuerung. Zwei Wicklungen sitzen auf einem gemeinsamen Eisenkern, elektrisch sind sie nicht miteinander verbunden. Mit Weiter wird er Schritt für Schritt zerlegt, mit Spannung einschalten siehst du, wo das Magnetfeld wirkt.
Die Bauteile im Überblick
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Anschlussklemmen
Auf der Primärseite liegen hier drei Klemmen: 0, 230 und 400 V. So passt derselbe Transformator an zwei Netzspannungen. Auf der Sekundärseite liegen 0 und 24 V. Wie die Klemmen eines bestimmten Geräts beschriftet sind, steht auf seinem Typenschild.
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Befestigungswinkel
Sie halten das Blechpaket zusammen und dienen zum Festschrauben, meist auf der Montageplatte im Schaltschrank.
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Eisenkern aus Blechen
Der Kern führt das Magnetfeld von der einen Wicklung zur anderen. Er ist aus vielen dünnen, gegeneinander isolierten Elektroblechen geschichtet, hier in E- und I-Form. Ein massiver Kern würde durch Wirbelströme heiß.
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Primärwicklung
An ihr liegt die Netzspannung. Der Wechselstrom in ihr erzeugt im Kern ein magnetisches Wechselfeld, das im Takt der Netzfrequenz von 50 Hz seine Richtung wechselt. Weil die Primärseite hier die höhere Spannung hat, hat sie viele Windungen aus dünnerem Draht.
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Sekundärwicklung
Das wechselnde Magnetfeld im Kern induziert in ihr eine Spannung. Die Spannungen verhalten sich wie die Windungszahlen: U1 / U2 = N1 / N2. Die Ströme verhalten sich umgekehrt. Deshalb hat die 24-V-Seite weniger Windungen, aber dickeren Draht.
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Spulenkörper
Der Träger aus Isolierstoff, auf den die Wicklungen gewickelt sind. Im Modell liegen Primär- und Sekundärwicklung nebeneinander in zwei Kammern, bei anderen Bauarten übereinander. Die Trennwand zwischen den Kammern isoliert die beiden Stromkreise gegeneinander.