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Vorschalttransformatoren dienen dazu, die Netzspannung in die erforderliche Betriebsspannung zu verwandeln, damit Geräte betrieben werden können, die nicht für die vorhandene Netzspannung ausgelegt sind. Details zur Funktionsweise und verschiedenen Arten von Vorschalttransformatoren sowie nützliche Kauftipps hält unser Ratgeber für Sie bereit.

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Was ist ein Vorschaltransformator?

Vorschaltransformator

Vorschalttransformatoren sind elektrotechnische Bauelemente, die zur Spannungsanpassung verwendet werden. In aller Regel dienen sie zum Betrieb von elektrischen und elektronischen Verbrauchern, die nicht für die vorhandene landesspezifische Netzspannung ausgelegt sind, sondern eine davon abweichende Netzspannung benötigen.

So überwiegt in Österreich und in vielen europäischen Ländern eine Netzspannung von 230 V bei 50 Hz Netzfrequenz, während beispielsweise in den USA, Kanada, Mexiko und einigen südamerikanischen Staaten 120 Volt Netzspannung bei 60 Hz gebräuchlich sind. In anderen Ländern findet man noch weitere, hiervon abweichende Netzspannungen vor.

Entsprechend können ausländische Geräte, Elektrowerkzeuge und Steuerungen nicht betrieben werden, wenn deren Betriebsspannung laut Typenschild nicht mit der lokal vorhandenen Spannungslage kompatibel ist. Gleiches gilt umgekehrt, wenn ein vorhandener 230-V-Verbraucher zeitweilig oder dauerhaft im Ausland benutzt werden soll und dessen Betriebsspannung von der im Zielland abweicht.

Vorschalttransformatoren lösen diese Problematik, indem sie die vorhandene Netzspannung in die erforderliche Betriebsspannung des Verbrauchers umwandeln, was – je nach Erfordernis – entweder durch ein Herab- oder Herauftransformieren geschieht.

Welche Typen und Bauarten von Vorschalttransformatoren gibt es?

Welche Typen und Bauarten von Vorschalttransformatoren gibt es?

Ja nach Leistungsklasse sind Vorschalttransformatoren in verschiedenen Gehäusebauformen erhältlich. Kleinere Modelle, die den Betrieb von Verbrauchern bis circa 100 Watt elektrischer Leistung erlauben, besitzen meist ein kompaktes Kunststoffgehäuse. Sie eignen sich ideal zum Betrieb kleinerer Verbraucher und können gut auf Reisen mitgenommen werden.

Ab etwa 200 Watt Leistung sind Vorschalttransformatoren in der Regel in einem robusten Stahlblech- oder Isolierstoffgehäuse verbaut. Die größeren Modelle bis rund 1.500 W/VA besitzen, bedingt durch ihr höheres Gewicht, einen Tragegriff zum besseren Transport und Handling.

Welche Typen und Bauarten von Vorschalttransformatoren gibt es?

Grundsätzlich unterschieden wird funktional durch ihre Eigenschaften bezüglich der möglichen Spannungsanpassung(en):

Step-Up-Konverter wandeln eine niedrige Eingangsspannung in eine höhere um.  

Step-Down-Konverter reduzieren die Eingangsspannung auf einen geringeren Wert.

Universal-Vorschalttransformatoren ermöglichen eine Spannungsanpassung in beide Richtungen, zusätzlich besitzen sie häufig schaltbare Trafoanzapfungen, die eine universelle Anpassung an gebräuchliche Netzspannungen zulassen.

Kaufkriterien für Vorschalttransformatoren – Worauf kommt es an?

Gute Vorschalttransformatoren besitzen einen hohen elektrischen Wirkungsgrad und weisen geringe Leerlaufverluste auf. Je leistungsstärker ein Vorschalttransformator ist, desto wichtiger werden diese Aspekte, wenn nicht lediglich ein Kurzzeitbetrieb vorliegt. Ein schlechter Wirkungsgrad führt bei längerem Betrieb und im Laufe der Jahre zu erheblichen Mehrkosten. Energie wird dabei in meist unerwünschte Verlustwärme umgewandelt.

Für Vorschalttransformatoren gilt in aller Regel, dass sich die im Datenblatt spezifizierte Leistung auf den Betrieb bei 40 °C Umgebungstemperatur und freistehend bezieht. Ist ein Betrieb bei höheren Temperaturen vorgesehen oder wird der Vorschalttransformator nicht ausreichend belüftet und damit gekühlt, verringert sich die nutzbare Leistung. In diesen Fällen ist eine ausreichende Leistungsreserve bei der Auswahl einzuplanen.

Je nach vorgesehener Verwendung muss die Schutzart des Vorschalttransformators entsprechend ausgewählt werden. Ist mit schwierigeren Umgebungsbedingungen zu rechnen, beispielsweise in Form von Staub oder Feuchtigkeit, bieten sich Vorschalttransformatoren an, die in einem allseitig geschlossenen Gehäuse sitzen. Vollvergossene Gießharztransformatoren bieten weiteren Schutz gegen widrige Umgebungsbedingungen und neigen weniger zu störender Geräuschentwicklung (Netzbrummen).

Soll der Vorschalttransformator möglichst universell eingesetzt werden, empfehlen sich Modelle, die in beide Richtungen funktionieren, also die jeweiligen Eingangsspannungen sowohl herab- als auch herauftransformieren können. Noch flexibler sind Vorschalttransformatoren, die über einen Umschalter zur Spannungsanpassung verfügen.  

FAQ – häufig gestellte Fragen zu Vorschalttransformatoren

Häufig gestellte Fragen zu Vorschalttransformatoren

Der Vorschalttransformator brummt oder surrt leise, liegt ein Defekt vor?

Elektromagnetische Kräfte können Wicklungen und Eisenkern unter Umständen zu Schwingungen anregen, welche als Brummgeräusche wahrnehmbar sind. Bei sehr sensiblen Anwendungen können vollvergossene Vorschalttransformatoren eingesetzt werden; sie neigen im Regelfall weniger zum Brummen.

Welchen Vorteil besitzen Vorschalttransformatoren in einer Ausführung als Spartransformator?

Spartransformatoren bieten Vorteile in Bezug auf Gewicht, Baugröße und Material. Da sie sich eine einzige, gemeinsame Wicklung für Primär- und Sekundärseite teilen, ist der Materialeinsatz entsprechende geringer. Sie bieten keine galvanische Trennung zwischen Ein- und Ausgangsseite, was für allgemeine Anwendungen allerdings nicht von Belang ist.

Welchen Vorteil bieten Vorschalttransformatoren mit galvanischer Trennung?

Die sogenannten Trenntransformatoren besitzen zwei getrennte und elektrisch voneinander isolierte Wicklungen. Dadurch besteht ausgangsseitig keine Potentialdifferenz gegen Erde, was einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt bei versehentlichem Berühren eines spannungsführenden Bauteils oder Leiters bedeutet.

Können Verbraucher an einem Vorschalttransformator betrieben werden, wenn die Netzfrequenzen von Stromnetz und Typenschild am Verbraucher nicht übereinstimmen?

Vorschalttransformatoren führen keine Frequenzwandlung oder -anpassung durch. Viele Geräte sind aber für den Betrieb bei den beiden gängigsten Netzfrequenzen von 50 und 60 Hertz ausgelegt. Die Angaben laut Typenschild oder Bedienungsanleitung des anzuschließenden Gerätes sind maßgebend und unbedingt zu beachten, um Schäden zu vermeiden. Beispielsweise führt der Betrieb eines 50-Hertz-Elektromotors in einem 60-Hertz-Netz zu einer Leerlauf-Überdrehzahl von 20 Prozent, obwohl sich seine Leistung aufgrund des erhöhten induktiven Widerstands der Motorwicklung insgesamt verringert.

Fazit: So kaufen Sie den richtigen Vorschalttransformator

Neben den rein elektrischen Daten, also Ein- und Ausgangsspannung, Ausgangsstrom und Leistung, muss der Vorschalttransformator von seiner Bauart her sämtlichen Sicherheitsanforderungen entsprechen. Ist für die vorgesehene Anwendung eine galvanische Trennung erforderlich, darf nur ein Trenntransformator eingesetzt werden. Wichtig in diesem Zusammenhang: Die meisten Vorschalttransformatoren sind sogenannte Spartransformatoren und eignen sich dementsprechend nicht, wenn eine galvanische Trennung zwischen Primär- und Sekundärseite gefordert ist. Hier besteht Lebensgefahr durch gefährliche Berührungsspannungen und es muss stattdessen ein Trenntransformator eingesetzt werden!

Die maximal zulässige Anschlussleistung wird bei Vorschalttransformatoren nicht in W (Watt = elektrische Wirkleistung) sondern in VA (Voltampere = elektrische Scheinleistung) angegeben. Bei der Dimensionierung des Vorschalttransformators ist auf diesen Unterschied unbedingt zu achten und die maximale Leistungsaufnahme in VA aller angeschlossenen Verbraucher darf die zulässige Anschlussleistung des Vorschalttransformators in keinem Fall übersteigen.

Berücksichtigen Sie gegebenenfalls eine entsprechende Leistungsreserve des Vorschalttransformators, wenn Verbraucher mit erhöhtem Einschaltstrom betrieben werden sollen. Dazu gehören unter anderem elektromotorisch betriebene Geräte, beispielsweise Kühl- und Gefriergeräte, Druckluftkompressoren, Elektrowerkzeuge und Pumpen. Eine zu sparsame Auslegung des Vorschalttransformators kann zu Anlaufschwierigkeiten führen, weil die Ausgangsspannung im Einschaltmoment zu stark einbricht. Ebenso ist ein wiederholtes Auslösen der Gerätesicherung möglich, auch wenn die zulässige Ausgangsleistung nur kurzzeitig überschritten wird. 

Achten Sie darauf, dass der Netztransformator über die erforderlichen Prüfzeichen verfügt und den jeweils gültigen Normen entspricht.

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