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Ringkerntrafos

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Ratgeber Ringkerntrafos

Eine kurze Erklärung zu Ringkerntrafos

Sowohl im Haushalt als auch im beruflichen Umfeld haben Sie häufig mit Geräten und Leuchtmitteln zu tun, die eine andere Spannung als die üblichen 230 Volt des Netzstroms benötigen. Um die richtige Spannung zu erhalten, brauchen Sie entsprechende Transformatoren, die meist jedoch bereits eingebaut sind, häufig in einem separaten Netzteil. Für den Fall, dass Sie selbst elektrische Anlagen bauen oder einfach einen beschädigten Transformator (kurz: Trafo) ersetzen müssen, wollen wir Ihnen im Folgenden eine besonders effektive Bauart vorstellen: Den Ringkerntransformator.

Was ist ein Ringkerntrafo?

Ein Transformator, zum Teil auch Umspanner genannt, dient in den meisten Fällen dazu, das Niveau einer elektrischen Spannung zu heben oder zu senken. Um diese Umspannung zu erreichen, sind in einem Trafo zwei Kupferdrähte in verschiedener Wicklungszahl um einen Kern aus Eisen oder Ferrit gewickelt. Dabei entspricht das Verhältnis der Umspannung proportional dem der einzelnen Spulen zueinander. Ein positiver Nebeneffekt der Umspannung ist die sogenannte galvanische Trennung, also die Verbindung von Stromkreisen ohne direkte elektrische Leitung. In einem sogenannten Trenntransformator wird diese galvanische Trennung ohne Umspannung genutzt, d.h. das Wicklungsverhältnis beträgt hier 1:1.
Bei herkömmlichen Trafos sind die Drähte um einen U- oder E-förmigen Kern aus Blechlamellen gewickelt. Der Kern eines Ringkerntrafos hingegen ist, wie der Name bereits vermuten lässt, ringförmig. Er besteht entweder aus mehreren, voneinander isolierten Blechringen oder aus ferritischem und weichmagnetischen Material, das in Ringform gepresst oder gesintert wurde. Diese geschlossene Form des Ringkerns sorgt allerdings auch dafür, dass für die Wicklung eines Ringkerntrafos besondere Maschinen gebraucht werden.
Ringkerntransformatoren haben einige Vorteile gegenüber solchen früherer Bauart: Im Hausgebrauch stechen sie vor allem dadurch hervor, dass sie effektiver und damit, bei gleicher Umspannleistung, kleiner und leichter sind und deutlicher leiser brummen als andere Trafos. Bei genauer Messung zeigt sich zudem, dass sie im Leerlauf deutlich geringere Ströme aufnehmen und geringere magnetische Streufelder erzeugen. Der einzige echte Nachteil gegenüber anderen Formen ist, dass Ringkerntrafos, durch das Fehlen einer Luftspalte, beim Einschalten höhere Stromspitzen erzeugen.


Welche Typen von Ringkerntrafos gibt es?

Die verschiedenen Typen unterscheiden sich primär durch ihr Wicklungsverhältnis, d.h. den Grad der Umspannung. Dies beginnt bei den oben genannten Trenntrafos mit einem 1:1 Verhältnis und setzt sich über alle gebräuchlichen Spannungen fort. Besonders häufig sind 2:1 und 1:2 Modelle, die zwischen 230 und 115 Volt transformieren, da die meisten handelsüblichen Geräte für eine dieser Spannungen optimiert sind. Bei Modellen mit mehr als zwei Spulen kann auch zwischen verschiedenen Umspannungen gewählt werden. Eines der größten, aber auch üblichsten, Verhältnisse im privaten Bereich ist eine 20:1-Umspannung (sprich: 230 V auf 11,5 V), die für Halogen-Leuchtmittel verwendet wird.
Abhängig vom vorgesehenen Einsatzfeld, sind Ringkerntrafos auch in voll- oder teilvergossener Ausführung erhältlich, die häufig so standardisiert sind, dass sie sich schnell und ohne Werkzeug installieren lassen. Andere Modelle verfügen über variierende Anschlüsse: Die meisten Modelle haben freie Kabelenden, doch auch solche mit Lötpins, Klemmen oder diversen Steckanschlüssen sind problemlos zu finden.


Praxistipps zu Ringkerntrafos

Sie sollten dafür sorgen, einen Ringkerntrafo im Betrieb zwischen 50 und 100% seiner Nennleistung zu belasten. In diesem Bereich erreichen Sie nicht nur den besten Wirkungsgrad, sondern Sie vermeiden auch Überspannungen, die angeschlossene Geräte und Leuchtmittel beschädigen können. Diese entstehen bei geringer Auslastung, da die Leerlaufspannung eines Trafos deutlich über seiner Ausgangsspannung unter Last liegen. Aus diesem Grund sollten Sie auch versuchen, defekte Leuchtmittel möglichst rasch auszuwechseln.
Zugleich laufen Ringkerntrafos, im Vergleich zu anderen Formen, unter Last deutlich stabiler. Das fast vollständige Fehlen eines Luftspalts verringert nicht nur die Entstehung magnetischer Streufelder, sondern auch den Wechselstromwiderstand, die sogenannte Impedanz. Diese kann sonst leicht dafür sorgen, dass die Leistung des Trafos unter Belastung deutlich abfällt.
Beachten Sie zudem, dass größere Ringkerntrafos relativ hohe Einschaltströme haben, die evtl. vorhandene Leitungsschutzschalter auslösen können. Dies können Sie jedoch durch einen Einschaltstrombegrenzer oder das Vorschalten eines Transformatorschaltrelais verhindern.


Worauf Sie beim Kauf eines Ringkerntrafos achten sollten

Wie eingangs erwähnt, kommen die meisten privaten Nutzer selten in die Verlegenheit, Trafos neu kaufen und installieren zu müssen. Sollten Sie dennoch, zu privaten oder geschäftlichen Zwecken, selbst nach einem oder mehreren passenden Ringkerntrafos suchen, sollten Sie folgende Punkte beachten:
Neben dem richtigen Umspannverhältnis sollten Sie vor allem auf die richtige Dimensionierung des Trafos achten. Gerade wenn Sie einen beschädigten Trafo ersetzen wollen, können Sie häufig exakt passende Ersatzteile finden. Gerade teil- oder vollvergossene Modelle verfügen oft über die richtigen Gewinde, um sie ohne Werkzeug zu installieren.
Wenn die Befestigung dagegen in Ihrer Hand liegt, bietet es sich an, auf Montagesätze zurückzugreifen, in denen alle nötigen Befestigungsscheiben und Isolierplatten enthalten sind. Für die endgültige Befestigung reicht dann meist eine einzige Schraube. Achten Sie auch auf die Abmessungen der Installation und organisieren Sie entsprechend lange Anschlusskabel, wenn solche nicht schon vorhanden sind.
Der Wirkungsgrad beschreibt die Effizienz der Umspannung und kann bei einem hochwertigen Ringkerntrafo bei bis zu 98% liegen. Diese Leistungsstärke macht sich nicht nur direkt in einem geringerem Energieverbrauch bemerkbar, sondern auch in der geringeren Verlustwärme. Hierdurch wiederum sinken schließlich auch die Kosten für zusätzliche Kühlanlagen bzw. deren Betrieb.
Netzbrummen, ein Geräusch, das durch die minimalen Schwingungen der Kupferdrähte entsteht, können Sie durch den Einsatz von teil- oder vollvergossenen Ringkerntrafos stark verringern. Gerade in Netzen von 50 bis 60 Hertz werden die Vibrationen so gut gedämpft, dass das störende Brummen kaum mehr wahrnehmbar ist.
Unser Sortiment umfasst ein breites Spektrum sowohl an Ringkerntransformatoren als auch an passenden Montagesätzen. Neben einer Vielzahl standardisierter Module bieten wir vor allem auch ein große Bandbreite frei verbaubarer Trafos mit verschiedenen Kombinationen von Umspannstärke und Anschlüssen.
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