Ratgeber
Wo immer elektrischer Strom fließt, entstehen Magnetfelder. Oft sind sie gewollt, beispielsweise in Lautsprechern oder Elektromotoren, doch können sie auch störend und sogar gefährlich sein. Wenn Magnetfelder in hohen Frequenzen schwingen, kann es beispielsweise dazu kommen, dass sie den Funkverkehr beeinträchtigen und elektromechanischen Bauteilen schaden. Netzdrosseln schaffen Abhilfe.
Was sind Netzdrosseln?
Damit sich elektrische Geräte im gleichen Netz nicht gegenseitig stören, muss deren elektromagnetische Verträglichkeit (kurz EMV) möglichst hoch sein. Um das sicherzustellen, werden zum Teil Enstör-Drosseln eingesetzt. Netzdrosseln sind Entstör-Drosseln. Sie dienen als EMV-Filter, denn sie sorgen dafür, dass Energie in Form eines Magnetfeldes zwischengespeichert wird und eine Induktionsgegenspannung durch Selbstinduktion erzeugt wird. Üblicherweise werden sie in Reihe zu Verbrauchern geschaltet.
Netzdrosseln bestehen prinzipiell aus lediglich zwei Komponenten: einer Spule mit wenigen Windungen aus relativ dickem Kupferdraht und einem ring- oder stabförmigen Kern. Dieser Kern ist aus einem magnetisierbarem Material gefertigt, zum Beispiel Eisen oder Ferrit. In einer Netzdrossel können auch zwei oder mehr Spulen verbaut sein.
Netzdrosseln kommen überall da zum Einsatz, wo erhöhte elektromagnetische Verträglichkeit gefragt ist, etwa wegen störanfälliger Komponenten oder Geräten im gleichen Netz. Sie sind als Filter beispielsweise in Schaltnetzteilen oder elektronischen Steuerungen für Elektromotoren verbaut. Die Bauteile sollen dafür sorgen, dass Gleichstrom und niederfrequente Ströme nicht oder nur in sehr geringem Maße beeinflusst werden. Hochfrequenten Wechselströmen und damit potenzieller Störstrahlung setzen sie dagegen einen hohen Widerstand entgegen.
Wie funktionieren Netzdrosseln?
Wird die Spule einer Netzdrossel vom Arbeitsstrom durchflossen, entsteht ein Magnetfeld. Die elektrische Leistung, also die Energie pro Zeitspanne, ergibt sich aus der angelegten Spannung und der Stromstärke. Diese Energie führt dazu, dass das Magnetfeld aufrechterhalten wird. Störströme werden durch das Magnetfeld ausgeglichen, indem die Oberschwingungen gedämpft werden. Außerdem bewirken sie eine Anlaufstrombegrenzung am Verbraucher, was den Bauteilestress verringert.
Beim Kauf von Netzdrosseln sollten Sie drei wichtige Kenngrößen beachten:
- Induktivität in Henry (gekenntzeichnet durch das Symbol H)
- Impedanz in Ohm (Symbol Ω)
- Stromstärke in Ampere (Symbol A).
Welche Werte im Einzelfall für Ihre Zwecke optimal sind, hängt vom jeweiligen Aufbau der Schaltung ab. Der Einsatz der Drosseln erfolgt am speisenden Netz und sind zum Verbraucher in Reihe geschaltet. Neben 1-phasigen Modellen gibt es 3-phasige Modelle, die eine geringe Verlustrate und kompakte Bauformen aufweisen.
Unser Praxistipp: Brummende Dimmer reparieren
Bei dimmbaren Halogenleuchten (vor allem aus dem niederen Preissegment) kommt es mitunter zu einem deutlich vernehmbaren brummenden Geräusch, wenn die Helligkeit der Lampe mittels Dimmer reduziert wird. Dieses Brummen entsteht in der Regel nicht im Trafo, sondern im Dimmer. Eine mögliche Ursache kann sein, dass der Ferritkern der Netzdrossel lose ist und frei in der Spule schwingt. In diesem Fall können Sie mit folgender Maßnahme versuchen, Abhilfe zu schaffen: Versuchen Sie, die Kennwerte der Drossel zu entziffern und ersetzen Sie das defekte, lose Teil durch eine möglichst baugleiche Drossel von höherer Qualität.
FAQ – häufig gestellte Fragen zu Netzdrosseln
Kann man bei der Verwendung von Frequenzumrichtern auf Netzdrosseln verzichten?
Es ist dringend zu empfehlen, beim Umgang mit Frequenzumrichtern Netzdrosseln einzusetzen. Mitunter sind sie sogar zwingend erforderlich. Hintergrund: Die Netzdrossel reduziert die Oberschwingungen des Stroms. Gleichzeitig wird der Netzstrom insgesamt um bis zu 30 Prozent reduziert. Durch die geringere Belastung erhöht sich die Lebensdauer des Umrichters. Das gilt vor allem, wenn mehrere Umrichter gleichzeitig zugeschaltet werden und sich der Einschaltstrom entsprechend addiert.
Warum müssen Netzdrosseln einen Kern aus magnetisierbarem Material besitzen?
Netzdrosseln besitzen einen Kern aus ferromagnetischem Material, also zum Beispiel Eisen oder Ferrit. Das erhöht ihre Induktivität. Eine vergleichbare Drossel ohne Kern, eine sogenannte Luftdrossel, würde deutlich mehr Windungen benötigen, um die gleiche Induktivität zu erreichen. Auch ein ferromagnetischer Kern kann jedoch in die Sättigung geraten. Das würde bedeuten, dass sich der Stromverlauf verzerrt und die Induktivität sinkt.
Was ist der Unterschied zwischen einer ein- und einer mehrspuligen Netzdrossel?
Drosseln mit mehr als einer Spule werden im Allgemeinen als „stromkompensierte Drossel“ bezeichnet. Charakteristisch für sie ist, dass sie Spulen mit der gleichen Wicklung enthalten, durch die jedoch jeweils gegensinnig Arbeitsstrom fließt. Die Magnetfelder im Kern heben sich daher gegenseitig auf, nicht jedoch die Störströme. Es bildet sich eine hohe Induktivität aus. Zum Einsatz kommen stromkompensierte Drosseln vor allem an Netzfiltern und Schaltnetzteilen.