Was ist ein Steuertransformator?
Ein Steuertransformator ist ein Gerät, das verwendet wird, um eine hohe Hauptstromkreisspannung in eine niedrigere Spannung umzuwandeln oder "herabzusetzen", die dann zum Betreiben der Steuer- oder Schaltkomponenten des Hauptstromkreises verwendet wird. Diese Geräte werden üblicherweise in industriellen Anlasserkreisen eingesetzt, in denen die Hauptstromkreisspannung nicht für die Verwendung im Steuerkreis geeignet ist und in denen eine separate Einspeisung des Steuerkreises nicht praktikabel wäre. In einem Starterpanel, das zum Starten eines 500-Volt-Elektromotors ausgelegt ist, werden für die zum Ein- und Ausschalten des Motors verwendeten Schütze und Relais normalerweise elektromagnetische Spulen verwendet, die für eine weitaus niedrigere Spannung ausgelegt sind. Um diese Spannung ohne separate Einspeisung zu liefern, wird die ankommende 500-Volt-Hauptspeisung abgegriffen und durch einen Steuertransformator geleitet, der dann die niedrigere Steuerkreisspannung liefert.
Schwere elektrische Maschinen, die automatisch oder ferngesteuert starten, verwenden im Allgemeinen Schütze, die auf elektromagnetische Kraft angewiesen sind, um sie zu schließen und die Maschine zu starten. Diese Kraft wird durch eine elektrische Spule erzeugt, die in der Mitte eines laminierten Stahlkerns angeordnet ist. Diese Spulen sind typischerweise so ausgelegt, dass sie bei relativ niedrigen Spannungen arbeiten, die von 110 Volt bis zu nur 12 Volt reichen. Da diese Maschinen selbst typischerweise mit weitaus höheren Spannungen betrieben werden, ist eine separate Steuerspannungsversorgung erforderlich. Anstatt separate Kabel zu verlegen oder zusätzliche Sammelschienensätze zu installieren, ist es viel einfacher, die Hauptstromkreisspannung zu verwenden und mit einem Steuertransformator auf die entsprechende Steuerspannung herunterzusetzen.
Niedrige Steuerkreisspannungen werden aus verschiedenen Gründen verwendet, einschließlich der Tatsache, dass Teile des Steuerkreises Druckknöpfe in einem Fernsteuerungsraum, an der Tür des Starterfelds und an der Maschine selbst enthalten. Es wäre aus offensichtlichen Sicherheitsgründen nicht ratsam, in diesen Anwendungen hohe Spannungen zu verwenden. Es ist auch unerwünscht, dicht gepackte Steuerkabel zu haben, die sehr hohe Spannungen innerhalb des Starterfeldes führen. Aus diesen Gründen werden in Steuerschaltungen typischerweise niedrigere Spannungen verwendet.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung eines Steuertransformators ist die inhärente Stabilität der von einem Transformator gelieferten Spannung sowie die Fähigkeit, extreme Nachfragespitzen zu bewältigen. Wenn der Startknopf an einem Motorstarter gedrückt und die Schützspule erregt wird, steigt der Strombedarf, der als "Einschaltstrom" bezeichnet wird, sehr kurz an (normalerweise 30 bis 50 Millisekunden). Diese Spitze kann das Zehnfache des normalen Stromflusses überschreiten, und Transformatoren bewältigen diese Spitzen weitaus effizienter als eine herkömmliche Versorgung.
Die Verwendung eines Steuertransformators zur Versorgung mit Steuerspannung ermöglicht somit die Verwendung einer niedrigeren, sichereren und effizienteren Steuerkreisspannung in Anwendungen mit hoher Arbeitsspannung. Die ausgezeichneten Einschaltstrom-Handhabungseigenschaften der vom Transformator gelieferten Leistung sorgen auch für eine effizientere Stromversorgung. Die Verwendung niedrigerer Spannungen in einem Steuerkreis macht die Verwendung durch Arbeiter, die Stopp- und Startknöpfe in gefährlichen Umgebungen verwenden, weitaus sicherer.