Sonderbarer Trafo, Wicklung wird einseitig heiss

Technik Elektronik & Elektrotechnik
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Hallo,

Ich habe hier einen Drehstromtrafo, bestehend aus 3 selbstständigen 220V Trafos die im Stern verdrahtet sind so dass sie an 380 V betrieben werden können.
Jeder Trafo hat einen E-Kern. Die beiden äusseren Schenkel tragen je eine Primär und Sekundärwicklung, also insgesamt je 2, diese sind jeweils in Reihe geschaltet. Dazwischen befindet sich eine Steuerwicklung, diese wird mit Gleichstrom betrieben und dient dazu das Feld des Trafos zu beeinflussen um so den Kurzschlusstrom zu steuern (ähnlich Streufeld).
Das 1. was mir bei der ersten Inbetriebnahme aufgefalen ist, war dass die Leerlaufströme in den einzelnen Phasen unterschiedlich und recht hoch sind (gut 2, knapp 4 und über 5 Amp.) - deutet das bereits auf einen Fehler hin ? Bei je knapp 2,5KW Nennleistung, 7KW gesamt.

  1. Die drei Steuerwicklungen (alle in Reihe) werden über einen GLR von einem der 3 Trafos gespeist. Spannung unter Last gut 20V. Steuernennstrom unbekannt, versuchsweise trat erst bei einigen Amp eine Wirkung auf, d.h. der Kurzschlusstrom des Trafos stieg. Regelung ist über ein Poti vorgesehen, der Maximalstrom ist durch einen Festwiderstand auf ca 4Amp begrenzt.
    Bei einem Test; Ansteuerung der Steuerwicklung mit 4Amp, Trafo ohne Last; ist nun EINE der SEKUNDÄRwicklungen EINES Trafos sehr heiss geworden (Rauch).
    Das muss mit der Ansteuerung der Steuerwicklung zusammenhängen, ohne Steuerwicklung passiert nichts.
    UND; wie kann das überhaupt sein, weil die Sekundärwicklungen sind ja in Reihe geschaltet, d.h. die Überhitzung kann eigentlich nicht durch einen Überstrom passiert sein, die zweite Sekundärwicklung blieb völlig KALT. Worauf kann die Überhitzung denn sonst noch beruhen ?
    Es muss ja mit der Steuerwicklung zusammenhängen, sind 4Amp vielleicht doch zuviel ? Wobei das ja gerade mal ca 100Watt Steuerleistung sind, und der GLR wie auch der Vorwiderstand sind ebenfalls für diese Leistung dimensioniert.
    Wer kennt sich mit diesem Trafotyp aus ??
    Die Augänge sind über GLR alle parallel geschaltet.

Danke ! Paul

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Hallo,

Ich habe hier einen Drehstromtrafo, bestehend aus 3
selbstständigen 220V Trafos die im Stern verdrahtet sind so
dass sie an 380 V betrieben werden können.
Jeder Trafo hat einen E-Kern. Die beiden äusseren Schenkel
tragen je eine Primär und Sekundärwicklung, also insgesamt je
2, diese sind jeweils in Reihe geschaltet. Dazwischen befindet
sich eine Steuerwicklung, diese wird mit Gleichstrom betrieben
und dient dazu das Feld des Trafos zu beeinflussen um so den
Kurzschlusstrom zu steuern (ähnlich Streufeld).
Das 1. was mir bei der ersten Inbetriebnahme aufgefalen ist,
war dass die Leerlaufströme in den einzelnen Phasen
unterschiedlich und recht hoch sind (gut 2, knapp 4 und über 5
Amp.) - deutet das bereits auf einen Fehler hin ? Bei je knapp
2,5KW Nennleistung, 7KW gesamt.

Ja.
Möglicherweise sind die 3 Tr. falsch verschaltet.

  1. Die drei Steuerwicklungen (alle in Reihe) werden über einen
    GLR von einem der 3 Trafos gespeist. Spannung unter Last gut
    20V. Steuernennstrom unbekannt, versuchsweise trat erst bei
    einigen Amp eine Wirkung auf, d.h. der Kurzschlusstrom des
    Trafos stieg. Regelung ist über ein Poti vorgesehen, der
    Maximalstrom ist durch einen Festwiderstand auf ca 4Amp
    begrenzt.
    Bei einem Test; Ansteuerung der Steuerwicklung mit 4Amp, Trafo
    ohne Last;

Und die Gleichrichter??
Überprüfen!!

ist nun EINE der SEKUNDÄRwicklungen EINES Trafos
sehr heiss geworden (Rauch).
Das muss mit der Ansteuerung der Steuerwicklung
zusammenhängen, ohne Steuerwicklung passiert nichts.
UND; wie kann das überhaupt sein, weil die Sekundärwicklungen
sind ja in Reihe geschaltet, d.h. die Überhitzung kann
eigentlich nicht durch einen Überstrom passiert sein, die
zweite Sekundärwicklung blieb völlig KALT. Worauf kann die
Überhitzung denn sonst noch beruhen ?

siehe oben!!

Es muss ja mit der Steuerwicklung zusammenhängen, sind 4Amp
vielleicht doch zuviel ? Wobei das ja gerade mal ca 100Watt
Steuerleistung sind, und der GLR wie auch der Vorwiderstand
sind ebenfalls für diese Leistung dimensioniert.
Wer kennt sich mit diesem Trafotyp aus ??
Die Augänge sind über GLR alle parallel geschaltet.

Was für ein „GLR“ ist das?

Danke ! Paul

Überprüfen der Trafos und Gleichrichter „spannungslos“ mit Durchgangsprüfer oder Multimeter möglich!
Im Zweifel, Trafos und GLR auseinanderklemmen für die Meßungen
oder Fachmann vor Ort zu Rate ziehen!!

mfg
W.

3

Hallo Paul,

Ich habe hier einen Drehstromtrafo, bestehend aus 3
selbstständigen 220V Trafos die im Stern verdrahtet sind so
dass sie an 380 V betrieben werden können.
Jeder Trafo hat einen E-Kern. Die beiden äusseren Schenkel
tragen je eine Primär und Sekundärwicklung, also insgesamt je
2, diese sind jeweils in Reihe geschaltet.

Wenn Primär- und Sekundärspule auf dem gleichen Schenkel sitzen, sind sie magnetisch fest verkoppelt. Das würde keinen Sinn machen, weil sich dann nichts einstellen läßt. Oder handelt es sich um Hilfswicklungen ? Sind die genauso groß wie die Primärspulen ?

Dazwischen befindet
sich eine Steuerwicklung, diese wird mit Gleichstrom betrieben
und dient dazu das Feld des Trafos zu beeinflussen um so den
Kurzschlusstrom zu steuern (ähnlich Streufeld).

Aha, keine Transformatoren sondern Transduktoren, also steuerbare Drosseln.

Das 1. was mir bei der ersten Inbetriebnahme aufgefalen ist,
war dass die Leerlaufströme in den einzelnen Phasen
unterschiedlich und recht hoch sind (gut 2, knapp 4 und über 5
Amp.) - deutet das bereits auf einen Fehler hin ? Bei je knapp
2,5KW Nennleistung, 7KW gesamt.

Möglicherweise sind sie völlig falsch beschaltet. Weisst Du überhaupt, wie und wozu die genau benutzt wurden oder werden sollten ?

  1. Die drei Steuerwicklungen (alle in Reihe) werden über einen
    GLR von einem der 3 Trafos gespeist. Spannung unter Last gut
    20V.

Von einer der Sekundärspulen ?

Steuernennstrom unbekannt, versuchsweise trat erst bei
einigen Amp eine Wirkung auf, d.h. der Kurzschlusstrom des
Trafos stieg. Regelung ist über ein Poti vorgesehen, der
Maximalstrom ist durch einen Festwiderstand auf ca 4Amp
begrenzt.
Bei einem Test; Ansteuerung der Steuerwicklung mit 4Amp, Trafo
ohne Last; ist nun EINE der SEKUNDÄRwicklungen EINES Trafos
sehr heiss geworden (Rauch).
Das muss mit der Ansteuerung der Steuerwicklung
zusammenhängen, ohne Steuerwicklung passiert nichts.
UND; wie kann das überhaupt sein, weil die Sekundärwicklungen
sind ja in Reihe geschaltet, d.h. die Überhitzung kann
eigentlich nicht durch einen Überstrom passiert sein, die
zweite Sekundärwicklung blieb völlig KALT. Worauf kann die
Überhitzung denn sonst noch beruhen ?

Überhitzung kann nur durch Überstrom entstehen. Möglicherweise hat diese Spule einen internen Kurzschluß. Ohne Steuerstrom kann der magn. Fluß auf den Mittelschenkel ausweichen. Mit Steuerstrom wird ein Fluß durch die defekte Spule erzwungen, die sich dann aufheizt.

Es muss ja mit der Steuerwicklung zusammenhängen, sind 4Amp
vielleicht doch zuviel ? Wobei das ja gerade mal ca 100Watt
Steuerleistung sind, und der GLR wie auch der Vorwiderstand
sind ebenfalls für diese Leistung dimensioniert.
Wer kennt sich mit diesem Trafotyp aus ??
Die Augänge sind über GLR alle parallel geschaltet.

Wie sind denn die Ausgänge genau verschaltet ?

Jörg

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Hallo nochmal,

Ich habe hier einen Drehstromtrafo, bestehend aus 3
selbstständigen 220V Trafos die im Stern verdrahtet sind so
dass sie an 380 V betrieben werden können.
Jeder Trafo hat einen E-Kern. Die beiden äusseren Schenkel
tragen je eine Primär und Sekundärwicklung, also insgesamt je
2, diese sind jeweils in Reihe geschaltet.

Wenn Primär- und Sekundärspule auf dem gleichen Schenkel
sitzen, sind sie magnetisch fest verkoppelt. Das würde keinen
Sinn machen, weil sich dann nichts einstellen läßt. Oder
handelt es sich um Hilfswicklungen ? Sind die genauso groß wie
die Primärspulen ?

Kann es sein, daß die Primärspulen im gleichen und die Sekundärspulen im entgegengesetzten Wicklungssinn verschaltet sind ? Dann würde es wieder Sinn machen. Im Normalfall heben sich dann die Gegenphasigen Sekundärspannungen auf. Erst durch den Steuerstrom kommt es durch Sättigungseffekte zu asymmetrischen Spannungsverteilungen in den beiden Außenschenkelspulen die zu einer resultierenden Ausgangsspannung führen. Das Ganze hätte dann aber immer noch mehr mit einem Transduktor als mit einem Streufeldtrafo zu tun.

Jörg

5

Hallo,

Wenn Primär- und Sekundärspule auf dem gleichen Schenkel
sitzen, sind sie magnetisch fest verkoppelt. Das würde keinen
Sinn machen, weil sich dann nichts einstellen läßt. Oder
handelt es sich um Hilfswicklungen ? Sind die genauso groß wie
die Primärspulen ?

Jeder Trafo hat 5 Wicklungen, 2 primär, 2 sekundär, je in Reihe, und dazwischen die Steuerwicklung.
Das es sich um einen Drehstromtrafo (alle drei Trafos zusammen) mit einer Nennleistung von ca 7KW DC handelt, ist sicher. Geregelt wird nicht die Ausgangsspannung, sondern der Kurzschlusstrom, Nutzlast ist eine Bogenlampe die stromgeführt ist. Der stromregelbereich liegt zwischen 80 - 160Amp. Auch das steht fest.
Die Steuerwicklungen sollen also wohl den magnetischen Fluss im Kern beeinflussen, bzw unterstützen. Ohne Steuerspannung ist der Trafo „ZU“, mit „AUF“
Unbekannt ist aber die Ansteuerleistung. Die drei Steuerwicklungen könnten jeweils sicher mehr als 100Watt, wohl auch 200W vertragen. Ein eigebauter Vorwiderstand begrenzt den Strom auf max 4Amp, das entspräche insgesamt ein paar 100Watt.

Möglicherweise sind sie völlig falsch beschaltet. Weisst Du
überhaupt, wie und wozu die genau benutzt wurden oder werden
sollten ?

Da kann man eher nichts falsch beschalten. Die drei Trafos sind im Stern verdrahtet, wobei der Sternpunkt fest verlötet ist. Dann gibt es noch einen Anschluss fürs Poti zur Einstellung des Steuerstroms (Poti Dimension unbekannt).
Jeder Trafo hat einen eigenen 4Wege GLR (4 Dioden), alle Dioden (aller drei GLR) befinden sich auf je zwei Kühlkörpern, die Kühlkörper wirken so auch als „Sammelschiene“ und schalten die GS Ausgänge der drei Trafos parallel.
Mehr ist nicht.
Die Dioden sind OK, auch das Siebelko

  1. Die drei Steuerwicklungen (alle in Reihe) werden über einen
    GLR von einem der 3 Trafos gespeist. Spannung unter Last gut
    20V.

Von einer der Sekundärspulen ?

Richtig !

Überhitzung kann nur durch Überstrom entstehen. Möglicherweise
hat diese Spule einen internen Kurzschluß. Ohne Steuerstrom
kann der magn. Fluß auf den Mittelschenkel ausweichen. Mit
Steuerstrom wird ein Fluß durch die defekte Spule erzwungen,
die sich dann aufheizt.

Ja, das muss wirklich ein Windungschluss sein. Der betroffene Trafo hat einen deutlich erhöhten Leelaufstrom, dadurch ist der (Leelauf)Strom in den drei Phasen auch „schief“. Wenn man den Trafo über die Steuerwicklung „öffnet“ steigt der Leelaufstrom auf über 10Amp und die Wicklung überhitzt sich punktuell an der Unterseite.
Wie es dazu kommen konnte ist aber SEHR merkwürdig, da der Trafo bis vor einigen Jahren noch lief und insgesamt aber fast unbenutzt ist, Bj ca 1980. Zudem ist ja die Sekundärwicklung betroffen. Diese dürfte aus einem 30mm Aluminiumband bestehen, zumindest ist die Wicklung ca 30mm breit und herausgeführt als Anschluss ist so ein Band. Die einzelnen Lagen scheinen durch eine Folie getrennt zu sein. Kann sowas innerhalb weniger Jahre altern ???
Und, was mich insbesondere interessiert; Könnte man auch die beiden anderen Trafos ohne den kaputten, an 2 Phasen weiterbetreiben, oder muss die Last an 3 Phasen symetrisch sein um am Sternpunkt wieder 220V zu bekommen ??

Danke, Paul

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Hallo Paul,

Jeder Trafo hat 5 Wicklungen, 2 primär, 2 sekundär, je in
Reihe, und dazwischen die Steuerwicklung.
Das es sich um einen Drehstromtrafo (alle drei Trafos
zusammen) mit einer Nennleistung von ca 7KW DC handelt, ist
sicher. Geregelt wird nicht die Ausgangsspannung, sondern der
Kurzschlusstrom, Nutzlast ist eine Bogenlampe die stromgeführt
ist. Der stromregelbereich liegt zwischen 80 - 160Amp. Auch
das steht fest.
Die Steuerwicklungen sollen also wohl den magnetischen Fluss
im Kern beeinflussen, bzw unterstützen. Ohne Steuerspannung
ist der Trafo „ZU“, mit „AUF“

Dann sind die Sekundärspulen tatsächlich gegensinnig verschaltet, wie bereits vermutet ? Der Steuerstrom treibt das Eisen teilweise in die Sättigung. Im gesättigten Kern bricht die Induktionsspannung noch vor dem Nulldurchgang zusammen. Daraus ergibt sich eine resultierende Gesamtspannung in den gegensinnig verschalteten Sekundärspulen.

Unbekannt ist aber die Ansteuerleistung. Die drei
Steuerwicklungen könnten jeweils sicher mehr als 100Watt, wohl
auch 200W vertragen. Ein eigebauter Vorwiderstand begrenzt den
Strom auf max 4Amp, das entspräche insgesamt ein paar 100Watt.

Dann wird das wohl der maximale Steuerstrom sein.

Da kann man eher nichts falsch beschalten. Die drei Trafos
sind im Stern verdrahtet, wobei der Sternpunkt fest verlötet
ist. Dann gibt es noch einen Anschluss fürs Poti zur
Einstellung des Steuerstroms (Poti Dimension unbekannt).

Das muß schon ein riesiges Teil mit wenigen Ohm sein.

Jeder Trafo hat einen eigenen 4Wege GLR (4 Dioden), alle
Dioden (aller drei GLR) befinden sich auf je zwei Kühlkörpern,
die Kühlkörper wirken so auch als „Sammelschiene“ und schalten
die GS Ausgänge der drei Trafos parallel.
Mehr ist nicht.
Die Dioden sind OK, auch das Siebelko

Ja, das muss wirklich ein Windungschluss sein. Der betroffene
Trafo hat einen deutlich erhöhten Leelaufstrom, dadurch ist
der (Leelauf)Strom in den drei Phasen auch „schief“. Wenn man
den Trafo über die Steuerwicklung „öffnet“ steigt der
Leelaufstrom auf über 10Amp und die Wicklung überhitzt sich
punktuell an der Unterseite.

Das scheint sehr eindeutig zu sein.

Wie es dazu kommen konnte ist aber SEHR merkwürdig, da der
Trafo bis vor einigen Jahren noch lief und insgesamt aber fast
unbenutzt ist, Bj ca 1980. Zudem ist ja die Sekundärwicklung
betroffen. Diese dürfte aus einem 30mm Aluminiumband bestehen,
zumindest ist die Wicklung ca 30mm breit und herausgeführt als
Anschluss ist so ein Band. Die einzelnen Lagen scheinen durch
eine Folie getrennt zu sein. Kann sowas innerhalb weniger
Jahre altern ???

eher nicht. Entweder war die Isolation ab Werk fehlerhaft oder der Trafo wurde überhitzt und die Isolation dabei beschädigt.

Und, was mich insbesondere interessiert; Könnte man auch die
beiden anderen Trafos ohne den kaputten, an 2 Phasen
weiterbetreiben, oder muss die Last an 3 Phasen symetrisch
sein um am Sternpunkt wieder 220V zu bekommen ??

Im Prinzip arbeiten die drei Trafos unabhängig voneinander. Du kannst sie natürlich auch mit 2 Phasen betreiben, wenn Du den Sternpunkt mit N verbindest. Allerdings ist dann die Ausgangsleistung entsprechend geringer und die Restwelligkeit des Stromes größer.

Jörg

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Hallo,

Das scheint sehr eindeutig zu sein.

Wie es dazu kommen konnte ist aber SEHR merkwürdig, da der
Trafo bis vor einigen Jahren noch lief und insgesamt aber fast
unbenutzt ist, Bj ca 1980. Zudem ist ja die Sekundärwicklung
betroffen. Diese dürfte aus einem 30mm Aluminiumband bestehen,
zumindest ist die Wicklung ca 30mm breit und herausgeführt als
Anschluss ist so ein Band. Die einzelnen Lagen scheinen durch
eine Folie getrennt zu sein. Kann sowas innerhalb weniger
Jahre altern ???

eher nicht. Entweder war die Isolation ab Werk fehlerhaft oder
der Trafo wurde überhitzt und die Isolation dabei beschädigt.

Ich habe mir inzwischen sagen lassen, dass Bandalu Trafos insoweit problematisch sind, weil Unebenheiten im Band, schlechte Entgratung, die Isolierung durchdrücken kann. Insbesonder könnte im Betrieb eine Vorschädigung auftreten, weil durch die magnetischen Kräfte ein erheblicher Druck ausgeübt wird.
Zudem könnte der Weichmacher verflüchtigt sein, so dass die Isolierfolie brüchig wird.
Daher die Frage: Kennt jmd solche Probleme, bzw besteht die Gefahr dass die anderen Tafos auch solche Schäden aufweisen werde ?

Im Prinzip arbeiten die drei Trafos unabhängig voneinander. Du
kannst sie natürlich auch mit 2 Phasen betreiben, wenn Du den
Sternpunkt mit N verbindest. Allerdings ist dann die
Ausgangsleistung entsprechend geringer und die Restwelligkeit
des Stromes größer.

Wie ist das wenn man nur zwei Trafos im Stern betreibt, also Stern mit 2 Armen (an 2 Phasen), ohne Nullung ? Geht das auch, oder braucht man immer eine symmetrische Last in allen Phasen ? Generatoren werden ja auch an sich „Schief“ betrieben.
Als ich die Phase des defekten Trafos herausgenommen habe ist der Leerlaufstrom in den anderen beiden Trafos auf je 2Amp gesunken.
Wie verteilen sich die Ströme überhaut in den Phasen ?
Bei der (defekten) Dreierkombi hatte ich drei unterschiedliche Ströme, einmal knapp 3, dann ca 4 und über 5Amp.

Danke ! Paul

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Hallo Paul,

Ich habe mir inzwischen sagen lassen, dass Bandalu Trafos
insoweit problematisch sind, weil Unebenheiten im Band,
schlechte Entgratung, die Isolierung durchdrücken kann.

Das wäre z.B. eine Möglichkeit, wobei es durchaus einige Zeit dauern kann, bis der Fehler in Erscheinung tritt.

Insbesonder könnte im Betrieb eine Vorschädigung auftreten,
weil durch die magnetischen Kräfte ein erheblicher Druck
ausgeübt wird.

So sehr groß sind die Kräfte bei 160A nicht, allerdings kann die permanente Vibration das Material verschleißen.

Zudem könnte der Weichmacher verflüchtigt sein, so dass die
Isolierfolie brüchig wird.

Das ist meistens auch nicht das Problem. Auch eine spröde Folie isoliert immer noch und hält den Abstand zwischen den Drähten. Erst wenn sie richtig herausbröselt wird’s kritisch.

Daher die Frage: Kennt jmd solche Probleme, bzw besteht die
Gefahr dass die anderen Tafos auch solche Schäden aufweisen
werde ?

Wenn es ein Konstruktionsfehler ist, mußt Du damit rechnen.

Wie ist das wenn man nur zwei Trafos im Stern betreibt, also
Stern mit 2 Armen (an 2 Phasen), ohne Nullung ? Geht das auch,
oder braucht man immer eine symmetrische Last in allen Phasen

2 Trafos in Stern an 2 Phasen ohne Nullung ???
Das ist doch nichts anderes als 2 Trafos in Serie an 400 V~. Die Leistung wird dann noch geringer und die Restwelligkeit noch größer (wie bei 50 Hz einphasig). Mit Drehstrom hat das dann auch nix mehr zu tun.

? Generatoren werden ja auch an sich „Schief“ betrieben.
Als ich die Phase des defekten Trafos herausgenommen habe ist
der Leerlaufstrom in den anderen beiden Trafos auf je 2Amp
gesunken.
Wie verteilen sich die Ströme überhaut in den Phasen ?

Ist doch klar, je nach Innenwiderstand des defekten Trafos liegen primär 230(intakter Trafo)…400 V~(Pimärspule kurzgeschlossen) an den intakten Trafos an. Nimmst Du den def. Trafo heraus, liegen nur noch 200 V~ an jedem Trafo an. Dementsprechend stellen sich auch die Ströme ein. Da die Primärspulen vermutlich nur für 230 V~ ausgelegt sind, führt eine Erhöhung der Primärspannung wegen eintretender Kernsättigung zu einem überproportional starkem Anstieg des Leerlaufstromes.

Bei der (defekten) Dreierkombi hatte ich drei unterschiedliche
Ströme, einmal knapp 3, dann ca 4 und über 5Amp.

Eigentlich sollten die Ströme in den intakten Trafos etwa gleich sein, allerdings könnte es durch asymmetrische Rückwirkungen in den Steuerspulen zu unterschiedlichen Stromaufteilungen kommen.

Jörg