Hier geht es um die Stabilität/Qualitäten von "Ringkern-Trafos"
Bei der Aufgabe, einen spannungsstabilen Transformator fur einen 2 x 30 Watt (max 2 x 50 Watt an 4 Ohm) Digitalverstärker "auszuwählen", waren in der ursprünglichen Auswahl neben dem Standard-Trafo (Nr.1) auch 2 Ringkern-Trafos (Nr.2 und Nr.3) und ein Schnittbandkern-Trafo (Nr.4) im Gebrauchstest. Der Schnittbandkern-Trafo wurde dann für dieses Netzteil auch ausgewählt. - Was hatte bei den Ringkern-Trafos nicht funktioniert ?
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Grundsätzlich :
Trafos aller Art liefern keine !! konstanten Spannungen.
Die Nennspannung laut Angabe auf dem Datenblatt oder dem Aufkleber (Label) ist sehr oft auf einen mittleren Nennstrom (bzw. die mitttlere Nennleistung oder halbe Nennlast) bezogen. Beginnen wir aber, etwas genauer zu messen, was für Spannungen wirklich geliefert werden, kommen wir ins Grübeln.
Hintergedanke ist bei uns, daß der 230 Volt "Hausstrom" (natürlich nicht der "Strom" sondern die "verbrauchte" Leistung) inzwischen (wir schreiben Juni 2022) richtiges Geld kostet. Also ist das Streben nach einer möglichst geringen Dauer-Entnahme-Leistung (das sind die sogenannten Stand-By- oder Leerlauf- Verluste) gezwungener Maßen erforderlich.
In den Trafo-Artikeln vorher haben wir gelesen, daß der Ringkern-Trafo die Krönung der Trafos sei. Er habe die geringsten Verluste und sei somit der effizienteste Geselle unter den Brüdern. Glauben heißt bei uns aber = "nicht wissen". Also messen wir lieber doch mal, was davon wirklich stimmt.
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Maßstab ist die Sekundär- Spannung
Unser Hauptaugenmerk lag auf der angeblich harten (stabilen) Sekundär- Spannung, die für unser Verstärker-Projekt essentiell war, nämlich genau 24V Gleichspannung - stbil und verlässlich - zu liefern und nicht viel mehr, aber auch nicht viel weniger !!
Der angeschlossene Digital-Verstärker würde mit genau 24V= optimal betrieben und könne schon bei 29 Volt oder max. 30 Volt kaputt gehen. Der Verstärker-Chip würde dann platzen oder abbrennen, er würde auf jeden Fall diese Überspannung nicht überleben.
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Also das mit der angeblichen "Härte" stimmt so nicht.
Von dem Standard-Trafos wissen wir (haben wir wirklich gemessen) daß auch ein besonders genau ausgerechneter Indstrie Trafo bei Belastung erheblich in die Knie geht. Die billigen (oder auch "preiswerten") Consumer-Trafos, von denen wir auch viele hier im Lager haben, sind da noch "weicher". Da bricht die Spannung der Sekundärwicklung unter Last bis zu einem Drittel und mehr ein. - Beim Ringkern-Trafo sei das alles viel besser .............
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Nochmal : Die Messungen am Ringkern- Trafo (es ist unsere Nr.2 von Zentro)
Dieser Trafo kommt komplett (als Netzteil-Einschub) auf einer Gleichrichter-Karte aus Pforzheim und sieht richtig professionell aus. Er ist auf seinem Trafo-Label mit "24V/5A" spezifiziert. Da vermutet der Elektronik- Entwickler doch, daß es sich erstmal um eine Wechselstom-Angabe handelt. Auf dem zweiten Aufkleber des kompletten Netzteils steht wiederum etwas von 24V=/5A. Das paßt so schon mal gar nicht zusammen.
Wir hängen an jeden Trafo einen leistungsfähigen Brücken- Gleichrichter samt 3300uF/64V Siebelko dran und messen dann Strom und Spannung. Unsere elektronische Last (übrigens vom gleichen Hersteller ZENTRO !!!) zeigt dann die die wirklich verlässliche - weil kalibrierte - Wahrheit an.
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Wir messen also unter Belastung (jetzt Gleichstrom = Gleichrichter + Elko) folgendes :
Im Leerlauf werden 28,6 Volt= angeliefert (erstes Bild rechts).
Bei 2 Ampere Laststrom sank die Spannung auf 25,1 Volt= (alles vor der Regelung auf 24 Volt=.)
Bei 3 Ampere Last waren es noch 23,9 Volt=. Was dann hinten am Ausgang des Reglers ankam, lesen Sie hier.
Und bei 4 A Last-Strom waren es dann nur noch etwa 18V= und damit war diese Messung sowieso obsolet. 5A haben wir gar nicht mehr probiert.
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....... und wir sind noch gar nicht bei den 5 Ampere angekommen. Dieser Trafo ist also nicht "hart", er ist "weich".
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Die Messungen am Trafo Nr.3 (aus UK)
Der Ringkern-Trafo 3 kommt auch aus England und sieht äusserlich wie im eigenen Keller selbst gewickelt aus.
Doch das täuscht gewaltig. Auch dieser Trafo ist vakuum- getränkt, also vergossen und brummt nicht. Es gibt auch keinen Aufkleber und kein Typenschild.
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Für diesen Trafo haben wir keine Daten.
Die Leerlaufspannung ist mit 36 Volt= recht hoch und für unseren Zweck damit (ungeregelt) völlig ungeeignet.
Bei Belastung geht diese Spannung dann aber erheblich runter. Dafür kann dieser kleinere Trafo sogar 4 Ampere und noch etwas mehr.
Erst über 5A bricht die Spannung deutlich en.
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Es geht weiter mit Ringkern-Trafo Nr.5 (auch aus UK)
Es sind ergänzende Messungen an einem weiteren noch nicht gemessenen Trafo
Auch dieser urige Ringkern-Trafo Nr.5 kommt - mitsamt einem ganzen Netzteil (Längsregler für 3 Spannungen) - von "pro-bel" aus England und sieht fast so lustig aus wie der Trafo Nr.3. Er war auch in einem kompletten Netzteil in Spezial-Geräten für englische professionelle Fernsehstudio-Einrichtungen enthalten.
Dieser Trafo gehört bereits zu den größeren Exemplaren und hat 3 Sekundärwicklungen. Wir haben darum alle 3 Sekundärkreise nacheinander durchgemessen. Alle 3 Ausgänge haben ihren eigenen Brückengleichrichter direkt neben dem Trafo und dazu jeweils dicke Elkos.
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Hier sind die 3 Spanungen aufgedruckt
Diese Werte an den Prüfbuchsen (der englische Hersteller hat das wirklich professionell ausgeführt) gelten für die Gleichspannungs- Werte vor und !!! nach der Regelung auf der zweiten Platine. Uns interessieren aber nur die Spannungsdifferenzen (je nach Last) direkt vor deren eigener uralter "Regel-Elektronik", die wir aus Altersgründen (40 Jahre) nicht benutzen wollen.
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- Messung am Kondensator
- Leerlauf
- Last-Strom 2 A
- Last-Strom 4 A
- Last-Strom 6 A
- Last-Strom 8 A
Sekundärkreis 1
Dieser Lastkreis 1 hat einen gewaltien Sieb-Kondensator. Also vermute ich mehr als 8 Ampere seien möglich. Doch ohne genauere Spezifikationen will ich den Trafo nicht killen.
Zuerst die Leerlauf-Werte :41,3 Volt direkt am Elko.
Die Last-Messungen mit einem Last-Strom von 2 Ampere und 4 Ampere und sogar 6 Ampere sehen (!! für ein 24V Netzteil !!) noch ganz gut aus. Wir bauchen aber 36 Volt.
Die abgegebene Leistung bei 25V und 6A errechnet sich zu 150 Watt.
Bei einem Laststrom von 8 Ampere ist die Grenze nicht nur erreicht sondern bereits überschritten. Die Sekundär-Spannung ist auf die Hälfte zusammengebrochen und das ist bedenklich.
Bei nur noch 20 Volt und 8 Ampere Last-Strom (= 160 Watt Last) werden 324 Watt (VA) aus dem 230 Volt Netz gezogen.
Wo diese recht hohen Leistungs-Verluste - 320 Watt (VA) Leistungsaufnahme primär gegenüber 160 Watt Leistungsabgabe sekundär - herkommen, ist sicher im Spannungsreger zu suchen. Der Gleichrichter müsste eine ausreichende 30A Type sein.
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Sekundärkreis 2
Der Sekundärkreis 1 (soll +24 V= liefern) wurde wieder abgehängt und nur der Sekundärkreis 2 (soll +15 Volt= liefern) angeschlossen und belastet.
Ganz merkwürdig ist, daß hier bei 19,6 V= und 5,9 A (das sind knapp 120 Watt) nur 170 Watt aus der Steckdose gezogen werden.
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Sekundärkreis 3
Der Sekundärkreis 3 ist dem Sekundärkreis 2 sehr ähnlich, da nur die Vorzeichen vertauscht sind.
Die Unterschiede sind gering.
Der Spannungszusammenbruch bei Sekundärkreis 1 bei 8 Ampere deutet daruaf hin, daß diese Sekundärwicklung mit 8 A überfordert ist. Der Trafo an sich könnte mehr liefern, aber nur bei allen 3 Sekundärkreisen zusammen.
Das waren die Messungen an unserem zweiten englischen Ringkern-Trafo (Nr.5) ohne Specs
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Unseren dicken 12 Volt Uralt- M-Kern-Trafo Nr.6 hatte ich fast vergessen ...
Dieser 400 bis 500 Watt Trafo ist aus den Anfangsjahren meiner Studenten- und Diskothekenbau-Zeit in 1973 bis 1977.
Und er hatte funktioniert, das war wichtig - die kleine 10A Sicherung ist heute noch intakt und so wurde der Trafo nie genauer betrachtet. An dem massiven Trafo hing eine sogenante "Lichterspinne" dran, die mit 24 Philips 12 Volt Nadel-Spots von der Decke herab - sich mit einem kräftigen Motor drehend (wegen der Kohle-Schleifkontakte auf Messing-Rundschienen) - wie eine riesige Spinne mit 24 langen extrem hellen Beinen durch den oft dichten Zigarettenqualm hindurch die Tanzenden in der Disco beleuchtete und irgendwie animierte.
Wie effizient der Trafo war, interessierte vor 50 Jahren niemanden. Er war hoch droben unter der Decke montiert und musste einfach nur Strom liefern. Jetzt hatte ich ihn aus der hintersten Ecke hervorgeholt und nachgemessen.
Er liefert demnach im Leerlauf 15,6 Volt~ und verbraucht nach dem Einschalten schon mal 24 Watt (VA). Und darum : Von den Magnetisierungs-Verlusten unter Vollast wollen wir lieber gar nicht erst anfangen. Darüber hatte früher fast niemand nachgedacht. Der Strom kam ja aus der Steckdose.
Weitere Messungen unter Last kommen noch mit unserer neuen Gleichrichter-Platine.
.... aber nicht mehr dieser alte 12 Volt Trafo aus der Disco Zeit ........
Auch diese Messungen an einem Super-Trafo kommen noch.
In den CCUs (Camera Control Units) der großen deutschen professionellen Fernsehkameras der 1986er Baureihen waren ganz dicke Ringkern-Trafos eingesetzt, weil unbedingt an Gewicht und Raum gespart werden mußte.
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Inzwischen ist ein 2 x 100 Watt Digitalverstärker auf dem Labortisch eingelandet.
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