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Wissenswertes zu Stell-/Regeltransformatoren

Stelltransformatoren und Regeltransformatoren, kurz Stell- und Regeltrafos, erzeugen verschiedene Spannungen aus einer elektrischen Eingangsspannung. Sie zählen zu den häufigsten elektronischen Bauteilen in Haushalten und in der Industrie. Es gibt Stelltrafos mit einfachem Aufbau und solche, die eine galvanische Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsleitungen vornehmen.

Unser Praxistipp

Die Begriffe Stelltransformator und Regeltransformator sind synonym. Es handelt sich um zwei Bezeichnungen für das gleiche elektronische Bauteil. Beide Bezeichnungen heben jeweils hervor, dass diese Transformatoren geeignet sind, die Ausgangsspannung für Verbraucher hinter dem Trafo einzustellen beziehungsweise zu regeln.

    

Wie funktioniert ein Stelltransformator/ Regeltransformator?

Die Bauteile von Stell- und Regeltrafos sind zum Schutz der Bediener in Isoliergehäusen untergebracht, damit keine Berührung der stromführenden Teile erfolgen kann. Auch der Drehregler muss unbedingt isoliert sein. Außerdem sind manchmal Schutzstecker und -buchsen sekundäre Bedienelemente solcher Transformatoren.

Regeltrafos bestehen im Grundaufbau aus einer Spule und Schleifern in Form von Kohlebürsten, die den Stromfluss durch das Bauteil beeinflussen. Die Spule ist in mehreren Windungen aufgewickelt. Die Spannung wird geregelt, indem die Schleifer verschiedene Anzapfungen entlang der Spulen-Wicklung vornehmen. Die Anzahl der verwendeten Spulenwindungen ist sodann ausschlaggebend für die mit dem Regeltrafo einstellbare Ausgangsspannung, die an die im Stromkreis dahinter befindlichen Verbraucher weitergeleitet wird. Die Einstellung der Kontaktflächen der Kohlebürsten zu der Windungsspule erfolgt über einen isolierten Drehregler. In der Regel wird sie manuell vorgenommen.

Stelltrafo im Sicherheitsgehäuse

Unser Praxistipp:

Umso größer die Kontaktflächen der Schleifer zu den Spulenwindungen eingestellt werden, umso größer ist die Ausgangsspannung.

     

Regeltrafo mit nur einer Spule im Schutzgehäuse

Stelltransformatoren besitzen häufig nur eine einzige Spule. Diese Bauart wird auch als Spartransformator bezeichnet, wobei sich das Sparen sowohl auf den Materialaufwand als auch auf die Herabsetzung der Spannung bezieht. Der einfache Aufbau mit nur einer Spule ist kostengünstig herstellbar. Allerdings werden Quellspannung und Verbraucher beim Spartransformator nicht galvanisch getrennt. Das macht den Einsatz von Regeltrafos mit einfachem Aufbau ungeeignet für das Zusammenspiel mit empfindlicher Technik oder Hochspannungsanwendungen. Durch die fehlende Isolierung könnten Fehlströme ungehindert auf das Bauteil übertragen werden und Schäden anrichten, im Hochspannungsbereich besteht kein ausreichender Schutz für die Bediener. Fällt der Regeltrafo aus, wird die gesamte Eingangsspannung an den Verbraucher weitergegeben, was wirklich gefährlich sein kann.

Stelltransformatoren mit zwei Spulen nehmen die galvanische Trennung vor. Die erste Spule empfängt dabei die volle Eingangsspannung, dann erfolgt die galvanische Trennung und erst an der zweiten Spule befinden sich die Schleifer zum Regeln der Ausgangsspannung. Es gibt diese Sicherheits-Trenn-Stelltrafos in kompakter Form als sogenannte Ringkern-Stelltrafos, bei denen eine Spule innen gewickelt ist und die andere hinter einer Isolierung außen rundherum gewickelt liegt. Auch Ausführungen mit zwei Transformatoren nebeneinander sind üblich.

Ringkern-Trafo mit zwei Spulen zur galvanischen Trennung.

Der Vorteil von Stelltransformatoren mit mechanischem Spulenaufbau ist die stufenlose Einstellbarkeit der Ausgangsspannung, egal ob sie als Spartrafo oder mehrspulige Variante konstruiert sind. Digitale Ansteuerungsbauteile hingegen können die Ausgangsspannung oft nur in festgelegten Intervallen takten.

Wofür werden Regeltrafos verwendet?

Regelbare Stelltrafos werden häufig in elektronischen Laboren für Messungen und Qualitätsprüfungen eingesetzt, da sie die Spannung präzise regeln und verschiedene Szenarien durchsimulieren können. Auf Basis der festen Spannungsparameter lassen sich andere Kenngrößen in theoretischen Gleichungen besser vorhersagen. Auch können praktische Abweichungen festgestellt werden, die auf Einflüssen und Funktionsfehlern anderer elektronischer Komponenten beruhen.

Stelltransformatoren mit Drehregler werden gern als Dimmer zum Beispiel für Lampen verwendet. Der Stelltransformator wandelt dabei die Ausgangsspannung aus der Steckdose in verschiedene niedere Spannungen zur Versorgung der Lampe. Bei größerer Spannung leuchtet sie hell, regelt man die Spannung mithilfe des Drehreglers herunter, wird die Lampe gedimmt, leuchtet also weniger hell. Auch die Drehzahl von Elektromotoren kann über Stelltrafos mit Dimmfunktion geregelt werden.

Als fest eingebaute Teile dienen Stelltrafos in vielen Geräten zur kontinuierlichen Einstellung einer bestimmten Spannung für die Stromversorgung. Dies ist zum Beispiel bei vielen Haushaltsgeräten der Fall.

Was gibt es bei der Auswahl von Stell- und Regeltrafos zu beachten?

Regeltrafos haben nur einen Ausgang. Wählen Sie die benötigte Ausgangsspannung entsprechend Ihrem Einsatzzweck und informieren Sie sich anhand der jeweiligen Produktdatenblätter über die Anschlussmöglichkeiten von Verbrauchern an den Stelltrafo.

Neben den Vorgaben für Eingangs- und Ausgangsspannung darf auch die vom Hersteller vorgegebene Leistung nicht überschritten werden. Der unsachgemäße Gebrauch von elektronischen Komponenten ist gefährlich.

Fragen und Antworten

Was sind Variacs?

Variac ist eigentlich eine Handelsmarke für Stelltrafos, die eine gleichmäßige Wechselspannung in verschiedene Ausgangsspannungen variieren. Meist handelt es sich dabei um niedrige Wechselspannungen. Wegen der Beliebtheit des ursprünglichen Designs, welches auch heute noch von der Firma Instrument Service Equipment als Variac vertrieben wird, hat der Begriff Einzug in den allgemeinen Sprachgebrauch gehalten. Es werden heutzutage auch andere Regeltrafos gemeinhin als Variacs bezeichnet, ähnlich wie sich für Papiertaschentücher der Markenname Tempo eingebürgert hat.

Welche Alternativen gibt es zum Einsatz eines Ringkern-Stell-Trafos für die galvanische Trennung?

Sollen nicht beide Spulen in einem Gehäuse untergebracht sein, können alternativ ein Trenntrafo und ein Stelltrafo hintereinander geschaltet werden. In vielen Anwendungen geht es vor allem um die galvanische Trennung aus Sicherheitsgründen, bei der zusätzlich eine kontinuierliche Ausgangsspannung erzeugt werden soll. Hier besteht die Frage, ob die flexible Spannungsregulierung des Stelltrafos überhaupt benötigt wird. Mehr oder weniger komplexe Trenntransformatoren finden sie in unserem Shop.

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