Dimmtechnik Niedervolt Transformator
Hallo ,
ein wenig Tranformatoren - Niedervolt - Dimmtechnik:
Dimmer für Eisenkern-Transformatoren arbeiten nach dem Phasenanschnittprinzip. Diese Betriebsart verlangt von Transformatoren im Anschnittspunkt eine augenblickliche Ummagnetisierung des Kerns. Dies wiederum bewirkt eine Längenänderung im Kern, die in der Fachsprache "Magnetostriktion" genannt wird. Es hängt nun im hohem Maße von der mechanischen Verarbeitung des Kerns und weiterer dämpfender Maßnahmen ab, inwieweit eine dadurch bedingte Geräuschentwicklung nach außen dringt. Eine absolute Geräuschdämmung kann jedoch nicht gewährleistet werden.
Normalerweise beschränken sich die Geräuschäußerungen der Transformatoren auf ein (leises) Summen.
Jedoch zeigen einige Leuchtenkonstruktionen (hierzu zählen auch die vielfältigen Variationsmöglichkeiten von NV-Schienen- und Seilanlagen), dass die physikalisch bedingten Geräusche noch durch Resonanzen verstärkt werden. So können gerade im Dimmbetrieb recht unangenehme Geräusche auftreten, die sich meist nur durch Austausch von Dimmer bzw. Transformator gegen andere Fabrikate vermindern lassen. Grunsätzlich kann gesagt werden, dass in das Dimmverhalten einer Niedervolt-Lichtanlage der Transformator, der Dimmer und auch die Lichtanlage (inkl.Leuchtmittel) zu gleichen Teilen einbezogen werden müssen.
Daher wird nur im Optimalfall ein geräuschfreier Betrieb erzielt.
Das Dimmen von elektronischen Transformatoren erfolgt nachdem Phasenabschnittsverfahren. Da ebenfalls beim elektronischen Transformator Wickelgüter verwendet werden, läßt sich das Induktionsgesetz nicht umgehen. Auch wenn hierbei eine höhere Frequenz verwendet wird, kann ein geräuschloser Betrieb nicht in jedem Fall erreicht werden. In der Praxis sind die elektronischen Trafos jedoch weitaus leiser als Kupferkern-Transformatoren.
Ein Dimmer hat die Aufgabe, die Leistung, die einem Verbraucher zugeführt wird zu dosieren. In der Elektronik werden bei Wechselspannung im wesentlichen zwei Verfahren angewendet: Die Phasenan- und Phasenabschnittsteuerung. Die Netzwechselspannung hat eine Frequenz von 50Hz, d.h pro Sekunde durchläuft sie 50 Perioden mit jeweils 20ms Dauer.
Der Spannungsverlauf ist sinusförmig. Wenn man den Verbraucher nicht direkt mit dem Netz verbindet, sondern über einen Schalter, dann kann man durch schnelles Ein- und Ausschalten die zugeführte Leistung vermindern. Elektronisch geschieht dies durch Halbleiterschalter, einem sogenannten Triac, der den Schaltvorgang so schnell durchführt, dass er für das menschliche Auge nicht mehr sichtbar ist.
Das Ergebnis ist eine im Mittel reduzierte Helligkeit.
Bei der Phasenanschnittsteuerung wird zu einem bestimmten Zeitpunkt der Sinuswelle der Triac eingeschaltet und im Nulldurchgang der Sinuswelle automatisch ausgeschaltet.
Bei der Phasenabschnittsteuerung beginnt der Stromfluß kurz nach dem Nulldurchgang und wird nach einer bestimmten Zeit der Sinushalbwelle unterbrochen.
Am Effekt der Leistungsdosierung ändert sich dadurch nichts, aber je nach Verbraucher muß man das eine oder andere Verfahren wählen.
Magnetostriktion
...findet man nur bei ferromagnetischen Materialien wie Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen. Basis des magnetostriktiven Prinzips sind bestimmte magnetomechanische Eigenschaften dieser Materialien.
Werden Ferromagnetika in den Bereich eines magnetischen Feldes gebracht, so zeigt sich eine mikroskopische Verformung ihrer Molekularstruktur, die eine Änderung ihrer Dimensionen bewirkt. Dieses physikalische Verhalten erklärt sich aus der Existenz unzähliger kleiner Elementarmagnete, aus denen ferromagnetisches Material besteht. Diese sind betrebt, sich innerhalb abgegrenzter räumlicher Bereiche schon ohne äußeres Magnetfeld parallel zu stellen. In diesen sogenannten Weiß'schen Bezirken weisen alle Elementarmagente in die gleiche Richtung.
Aufgrund der zunächst willkürlichen Verteilung der Weiß'schen Bezirke erscheint ein ferromagnetischer Körper nach außen unmagnetisch. Bei Einwirkung eines äußeren Magnetfelds klappen die Bezirke nun als Ganzes in Richtung dieses Magnetfeldes um und richten sich parallel zueinander aus. Hierdurch ergeben sich magnetische Eigenfelder, die das äußere magnetische Feld um das hundert- bis tausendfache übertreffen können. Bringt man z.B. einen Stab aus ferromagnetischem Material in ein Magnetfeld, das parallel zur Längsrichtung des Stabes verläuft, so erfährt dieser Stab eine mechanische Längenänderung. Die relative Längenänderung, die durch den magnetostriktiven Effekt, den Joule-Effekt erzielt werden kann, ist in der Realität sehr klein und beträgt nur wenige µm.
Geräusch
Kupferkerntrafos haben technisch bedingt immer ein leichtes Brummen, was von der 50Hz-Netzfrequenz kommt. Vermeiden sollte man eine Montage des Trafos auf Resonanzflächen wie z.B. Rigips- oder Hohldecken.
Abhilfe können Unterlegen von geeigneten, nichtbrennbaren Stoffen wie Schaumstoffe oder Gummiunterlagen.
Das Dimmen bedeutet für den Trafo, dass er nur Teile der 50Hz-Netz-Sinuswelle zugeführt bekommt. Der Dimmer unterbricht also ständig für kurze Intervalle die Stromzufuhr. Dieses "Anschneiden" mit sehr steilen Flanken regt einen Trasfo zum Schwingen an, wodurch der DImmvorgang manchmal akustich störend wirkt. Neben den oben beschriebenen Maßnahmen kann auch eine vorgeschaltete Drossel Abhilfe schaffen, die die Ansteuerflanken verschleift.
Bei elektronischen Transformatoren ist die Geräuschentwicklung nur minimal und in der Regel nicht hörbar.
Gruß,
Gretel