- Windungsverhältnis (n1:n2)
- –
- Primärspannung geteilt durch Sekundärspannung: n1/n2 = U1/U2. Größer als 1 ist Step-down, kleiner als 1 Step-up, genau 1 ein Trenntransformator.
- Sekundärstromstärke (I2)
- – A
- Bei einem idealen Trafo ist die Leistung auf beiden Seiten gleich: I2 = I1 × U1 / U2. Durch Kupfer- und Eisenverluste (Wirkungsgrad 90 bis 98 %) ist der tatsächliche Strom etwas niedriger.
- Erforderliche Transformatorleistung
- – VA
- Scheinleistung: einphasig S = U1 × I1, dreiphasig S = √3 × U1 × I1. Wählen Sie einen Trafo mit mindestens dieser Leistung in VA auf dem Typenschild, nicht in Watt.
- Hinweis
- –
- Mindest-Trafoleistung in VA. Ein Trafo zieht beim Einschalten kurzzeitig ein Vielfaches des Nennstroms; daher eine träge Sicherung. Ab etwa 500 VA (besonders Ringkern) auch ein Softstart (Elliott Sound Products).
- Transformatortyp
- –
- Ergibt sich aus dem Vergleich von Primär- und Sekundärspannung. Step-down ergibt einen höheren Sekundärstrom, Step-up einen niedrigeren. Einen 1:1-Trafo verwenden Sie zur galvanischen Trennung.
So rechnet der Transformator-Verhältnis berechnen
Mit diesem Tool berechnen Sie, welches Windungsverhältnis, welcher Sekundärstrom und welche Leistung zu einem Transformator gehören. Sie wählen die Primärspannung (meist 230 V), einphasig oder dreiphasig, die benötigte Ausgangsspannung und den Strom auf der Primärseite. Diesen Strom messen Sie mit einer Stromzange, oder Sie berechnen ihn, indem Sie die Leistung der angeschlossenen Geräte in VA durch die Primärspannung teilen.
Die Berechnung geht von einem idealen Transformator aus: n1/n2 = U1/U2 und U1 × I1 = U2 × I2. In der Praxis liegt der Wirkungsgrad durch Kupfer- und Eisenverluste bei 90 bis 98 %, sodass der tatsächliche Sekundärstrom etwas niedriger ausfällt. Die Leistung ist die Scheinleistung in VA: einphasig S = Spannung × Strom, dreiphasig S = √3 × Außenleiterspannung × Strom. Dimensionieren Sie immer in VA und nicht in Watt.
Beim Einschalten zieht ein Trafo kurzzeitig ein Vielfaches seines Nennstroms. Hersteller schreiben deshalb eine träge Primärsicherung vor (beispielsweise das Datenblatt von Amplimo-Ringkerntransformatoren: träge, IEC 60127, hohes I²t). Ab etwa 500 VA, besonders bei Ringkerntransformatoren, ist ein Softstart oder Einschaltstrombegrenzer zu empfehlen (Elliott Sound Products, Projekt 39). Einen Mittelspannungstransformator (10 kV) dimensionieren Sie mit der Transformatorauswahl und -dimensionierung. Nächster Schritt: Kabelquerschnitt und Sicherung auf der Sekundärseite prüfen.
Formeln
-
Effektive Primärspannung
u1 = if(primaire_spanning == 0, primaire_spanning_custom, primaire_spanning) -
Effektive Sekundärspannung
u2 = if(secundaire_spanning == 0, secundaire_spanning_custom, secundaire_spanning) -
Windungsverhältnis (n1:n2)
wikkelverhouding = if(u1 > 0 && u2 > 0, round(u1 / u2, 4), 0)Primärspannung geteilt durch Sekundärspannung: n1/n2 = U1/U2. Größer als 1 ist Step-down, kleiner als 1 Step-up, genau 1 ein Trenntransformator. -
Sekundärstromstärke (I2)
secundaire_stroom = if(u1 > 0 && u2 > 0, round(primaire_stroom * u1 / u2, 3), 0)Bei einem idealen Trafo ist die Leistung auf beiden Seiten gleich: I2 = I1 × U1 / U2. Durch Kupfer- und Eisenverluste (Wirkungsgrad 90 bis 98 %) ist der tatsächliche Strom etwas niedriger. -
Erforderliche Transformatorleistung
vermogen = round(u1 * primaire_stroom * if(fasen == 'f3', 1.7320508, 1), 1)Scheinleistung: einphasig S = U1 × I1, dreiphasig S = √3 × U1 × I1. Wählen Sie einen Trafo mit mindestens dieser Leistung in VA auf dem Typenschild, nicht in Watt. -
Leistung als Text
h_t_s = if(vermogen < 10000, concat(if(round(vermogen, 0) >= 1000, concat(format(floor(round(vermogen, 0) / 1000), '0'), '.', format(round(vermogen, 0) - 1000 * floor(round(vermogen, 0) / 1000), '000')), format(round(vermogen, 0), '0')), 'VA'), concat(if(round(vermogen / 1000, 0) >= 1000, concat(format(floor(round(vermogen / 1000, 0) / 1000), '0'), '.', format(round(vermogen / 1000, 0) - 1000 * floor(round(vermogen / 1000, 0) / 1000), '000')), format(round(vermogen / 1000, 0), '0')), 'kVA')) -
U1 als Text
h_t_u1 = if(u1 >= 1000, if(round(u1, 0) >= 1000, concat(format(floor(round(u1, 0) / 1000), '0'), '.', format(round(u1, 0) - 1000 * floor(round(u1, 0) / 1000), '000')), format(round(u1, 0), '0')), if(round(u1 * 10, 0) == 10 * floor(round(u1 * 10, 0) / 10), format(round(u1, 0), '0'), concat(format(floor(round(u1 * 10, 0) / 10), '0'), ',', format(round(u1 * 10, 0) - 10 * floor(round(u1 * 10, 0) / 10), '0')))) -
U2 als Text
h_t_u2 = if(u2 >= 1000, if(round(u2, 0) >= 1000, concat(format(floor(round(u2, 0) / 1000), '0'), '.', format(round(u2, 0) - 1000 * floor(round(u2, 0) / 1000), '000')), format(round(u2, 0), '0')), if(round(u2 * 10, 0) == 10 * floor(round(u2 * 10, 0) / 10), format(round(u2, 0), '0'), concat(format(floor(round(u2 * 10, 0) / 10), '0'), ',', format(round(u2 * 10, 0) - 10 * floor(round(u2 * 10, 0) / 10), '0')))) -
Hinweis
inschakeladvies = if(u1 <= 0 || u2 <= 0, 'Geben Sie eine Primär- und Sekundärspannung größer als 0 V ein.', if(primaire_stroom <= 0, 'Geben Sie einen Primärstrom größer als 0 A ein.', if(u1 > 1000, concat('Wählen Sie mindestens', h_t_s, '. Einen Trenntransformator wählen und absichern Sie mit Transformatorkeuze en dimensionering.'), if(vermogen > 500, concat('Wählen Sie mindestens', h_t_s, '. Über 500 VA: träge Sicherung (T) und bei einem Ringkerntransformator einen Softstart (Einschaltstrombegrenzer).'), concat('Wählen Sie mindestens', h_t_s, '. Sichern Sie die Primärseite mit einer trägen Sicherung (T) ab.')))))Mindest-Trafoleistung in VA. Ein Trafo zieht beim Einschalten kurzzeitig ein Vielfaches des Nennstroms; daher eine träge Sicherung. Ab etwa 500 VA (besonders Ringkern) auch ein Softstart (Elliott Sound Products). -
Transformatortyp
type_transformator = if(u1 <= 0 || u2 <= 0, 'Unbekannt: Geben Sie beide Spannungen ein.', if(u1 > u2, concat('Step-down:', h_t_u1, 'V auf', h_t_u2, 'V.'), if(u1 < u2, concat('Step-up:', h_t_u1, 'V auf', h_t_u2, 'V.'), concat('Trenntransformator (1:1):', h_t_u1, 'V auf', h_t_u2, 'V.'))))Ergibt sich aus dem Vergleich von Primär- und Sekundärspannung. Step-down ergibt einen höheren Sekundärstrom, Step-up einen niedrigeren. Einen 1:1-Trafo verwenden Sie zur galvanischen Trennung.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen dem berechneten und dem tatsächlichen Sekundärstrom?
Die Berechnung geht von einem idealen Transformator aus. In der Praxis hat ein Transformator durch Kupfer- und Eisenverluste einen Wirkungsgrad von 90 bis 98 %, wodurch der tatsächliche Sekundärstrom etwas niedriger ausfällt als der berechnete Wert.
Wonach sollte ich einen Transformator dimensionieren?
Dimensionieren Sie den Transformator immer in VA (Voltampere), nicht in Watt. Die erforderliche Transformatorleistung in VA ist die Scheinleistung und weicht bei induktiven Lasten von der Wirkleistung in Watt ab.
Welche Vorsichtsmaßnahmen sind bei größeren Transformatoren zu empfehlen?
Bei größeren Transformatoren (über 500 VA) ist eine träge Sicherung oder ein Einschaltstrombegrenzer zu empfehlen. Dies ist wegen des hohen Einschaltstroms erforderlich, besonders bei Ringkerntransformatoren.