Transformator und Sinuswelle

[robert234]

Ich habe mal eine Frage zu einem sogenannten Stufentrafo, mit dem man über einen mechanischen Drehschalter in mehreren Stufen von 230V abwärts bis 80V umschalten kann.

Der Strom aus dem Netz des Versorgers kommt meines Wissens nach nicht 100%ig mit einer sauberen Sinuswelle. Wie wäre das, wenn man einen Stufentrafo am Netz betreibt und primär wie sekundär 230V haben würde, hätte man dann sekundär eine sauberere Sinuswelle als aus dem Netz kommt?

[LordXerxes]

Wie kommst du darauf dass die Sinuswelle aus dem Netz nicht sauber ist, bzw. was ist für dich sauber, bzw. für welche Anwendung benötigst du eine sehr saubere Kurve?

[robert234]

Ich habe im Sommer nachts große Ventilatoren auf den Fensterbrettern zu stehen, damit es auch bei windarmer Nacht den Hitzestau schneller rausbringt. Die Motoren erzeugen auch auf kleinster Stufe ein Brummgeräusch, das recht lästig ist. Für das Schlafzimmer habe ich schon einen Stufentrafo, ist dieser zwischen Ventilator und Steckdose gestöpselt, ist das Brummen komplett weg. Allerdings kommen da nicht 230V beim Ventilator an, sondern 140V. Die Frage ist nun, wie das ist, wenn die vollen 230V auch sekundär rausgehen, ob dann der Effekt auf das Brummen auch so ist.

Nach allem was ich dazu bisher gelesen habe, soll das Motorbrummen daran liegen, daß die Sinuswellen nicht sauber an den Motor gehen. Vor allem wenn ein Regler die Drehzahl reduziert, erfolgt das wohl durch ein "Pulsen", also Aussetzer in der Spannung und damit ein Zerhacken der Sinuswelle. Witzigerweise findet man dazu die meisten Infos in Foren, wo sich Leute unterhalten, die Cannabis anbauen und dazu Lüfter im Einsatz haben, deren Gebrumme ihnen dann auf die Eier geht.

[rv]

Probier’s doch mal aus. Da jedes periodische Signal, also auch ein nichtperfekter Sinus, gemäß der Fourieranalyse trotzdem als Summe von Sinusschwingungen darstellbar ist (mit Frequenzen f, 2f, 3f,…; wobei f die Grundfrequenz ist), und da der Trafo nicht alle Frequenzen gleichgut überträgt, könnte es sein, dass der Trafo auch bei 230V->230V ein leicht anderes Signal ausgibt, bei dem irgendwie das Brummen vom Ventilator reduziert ist. Oder es liegt eben wirklich an den 140V, aber die Zerhackung zur Drehzahlsteuerung hat wahrscheinlich immer die gleiche Frequenz oder (also bei 140V dreht sich der Ventilator langsamer)?

[robert234]

Bei 140V vom Stufentrafo brummt es NICHT. Der Ventilator dreht dann aber langsamer als mit 230V, logisch.

Nutzt man anstelle des Stufentrafos den Schalter des Ventilators, um den Ventilator langsamer laufen zu lassen, dann brummt es. Ursächlich kann dann aber nicht die langsamere Drehzahl sein, sondern etwas anderes.

Das Phänomen kenne ich auch von dem Lüfter in meinem Sportkeller, in diesem Falle ist es ein Einbaulüfter, der die Raumluft durch ein in die Wand eingemauertes Rohr nach außen schiebt (absaugt). Dieser Lüfter als solcher kennt nur Ein oder Aus. Läuft er, dann volle Pulle. Dabei hat er aber ein lautes Brummgeräusch erzeugt, das sich so als Schwingung in das Mauerwerk übertragen hat, daß man es sogar im DG noch deutlich hörte, wenn dieser Lüfter in Betrieb war. Bei dem habe ich den Schalter an der Wand ersetzt durch einen Stufentrafo, und obwohl ich dort den Stufentrafo nicht zur Drehzahlreduzierung benutze, sondern den Lüfter in voller Geschwindigkeit drehen lasse, also mit 230V Spannung, brummt es dann nicht. Das verstehe ich nur nicht, respektive suche ich nach einer kostengünstigeren und einfacheren Lösung, das Brummen bei Ventilatoren weg zu bekommen. Die Stufentrafos sind nicht ganz billig und auch einigermaßen klobig an der Wand.

[LordXerxes]

So wie ich es verstehe liegt das dann aber weniger an dem schlechten Netz, als mehr an der Art und Weise wie der Ventilator seine Drehzahl reguliert.
Kenne mich da leider zu schlecht aus, mein einziger Ventilator erzeugt kein Brummen, zumindest keines was über das Luftrauschen hinaus hörbar wäre.
Interessant bei mir wäre der Vergleich deines Ventilators bei Netz und bei PV-Strom. Zumindest bei den Werten die ich vom Wechselrichter einsehen kann, gibt er doch eine sehr homogene Wechselspannung ab.

Wo ich bei mir z.B. ein vernehmbares Brummen höre, ist die LED Lampe im Wohnzimmer bei der der interne Trafo je nach Helligkeit und Lichtfarbe mehr oder weniger brummt. Bei den von mir benutzten Einstellungen ist es zum Glück kaum hörbar.
Verstehe aber nicht wieso in der heutigen Zeit überhaupt noch Brummgeräusche zu hören sind. Für mich ist das hauptsächlich ein Zeichen für minderwertigere Qualität, denn wenn man will geht es auch ohne Brummen.

[rv]

Bei 140V vom Stufentrafo brummt es NICHT.

Ja, das hattest du doch schon geschrieben. Und dass er bei 140V langsamer dreht, ist nicht logisch, da er aktiv auf konstante Drehzahl regeln könnte (bei Drosselung, nicht bei Maximum natürlich).
Wie gesagt: Probier einfach mal 230V und verschiedene Drehzahlstufen aus.

@Nico: Manchmal ist bei Trafos das Brummen physikalisch nicht vermeidbar, weil es bspw. mit Magnetostriktion des Eisenkerns zusammenhängt. Dann kann man das Geräusch höchstens mit einer Schall-Isolierung leiserdämpfen.

[robert234]

Zu den LED-Birnen: Ich hatte mal welche die bei Kaufland im Sonderangebot waren, die haben tierisch gebrummt. Daher habe ich die beim nächsten Einkauf zurückgegeben. Die LED-Birnen die ich jetzt habe, sind zwar auch von Osram (genauer gesagt von Ledvance Made in China), aber die brummen nicht. Dafür geht von der einen Charge einfach immer wieder mal die eine oder andere davon aus, um nach dem nächsten Einschalten erst einmal wieder zu funktionieren. Ein paar Sekunden oder Minuten später hört man ein leises Klick und die Birne ist wieder duster. Chinaschrott eben.