Der Stufentrafo scheint in Zeiten von Frequenzumformern, Phasenanschnittsteuerungen und DC geregelten Motoren ähnlich wie die Stern Dreieck Schaltung nicht mehr Zeitgemäß zu sein. Das finde ich aber gar nicht, denn der Stufentrafo hat im Gegensatz zu anderen Regelungen zur Motordrehzahl mehrere Vorteile.
- Der Preis. Ein Stufentrafo ist im Gegensatz zu anderen Motorsteuerungen wesentlich günstiger.
- Die Haltbarkeit. Ich habe noch nie einen defekten Stufentrafo getauscht und das obwohl ich schon öfters defekte Motoren hatte die an Stufentrafos angeschlossen waren. Was soll auch groß kaputt gehen an einer Wicklung und einem Eisenkern. FUs dagegen haben viele Platinen auf denen Leistungselektronik sitzt. FUs tausche ich auch Regelmäßig aus.
- Die Ansteuerung. Für einen Stufentrafo brauche ich nur ein wenige digitale Ausgänge oder einen Nockenschalter. Für andere Regelungen benötige ich immer analoge Ausgänge die 0-10 Volt oder 2-5 milli Ampere haben. Zudem brauche ich in der Software immer Regelungsblöcke wie Rampen, Multiplexer oder Verstärker. Was zu einem hohen Programmieraufwand führt. (Hier ausgenommen sind reine Anfahrregelungen und Regelungen wo der Drucktransmitter direkt an den FU angeschlossen wird)
Natürlich gibt es auch Nachteile,bei einem Stufentrafo. Man kann nur 4-8 Stufen schalten und nicht 0-100% der Motorleistung regeln und bei 8 Stufen benötigt man immerhin 8 Kontakte zur Regelung. Für einen zwei oder dreistufigen Lüfter der nicht über ein Volumenstrokstromsensor geregelt wird, wie zum Beispiel eine Küchenabluft, würde ich einen Stufentrafo immer vorziehen. Das gleiche gilt für einen Duschraum in einer Sporthalle. Erste Stufe bei Licht an, zweite Stufe über einen Hygrostat. Für solche Anwendungen sind Stufentrafos die bessere Wahl.
Funktion des Stufentrafos
Ein Stufentrafo hat einen Spannungseingang und einen Neutralleiter Anschluss. Im Trafo selber gibt es mehrer Wickelungen mit unterschiedlicher Länge. Je nach länge der Wicklung wird die Spannung am Ausgang verändert. Über verschiedene Kontakte werden fest zugewiesen Spannung am Trafo ausgegeben.
Motorregelung eines Lüfters über einen Stufentrafo
Bei der Regelung unten wird der Lüfter nur über eine Wicklung des Trafos geführt. Somit gibt es keine Stufen die geschaltet werden sondern der Motor hat eine fest Drehzahl. Im Schaltplan unten von einem Ablüfter ist dies so gebaut worden. Der Lüfter wird über über 22K1 Ein und Ausgeschaltet und bekommt seine Spannung direkt über eine fest verdrahtet Wicklung vom Stufentrafo.
Soll über den Stufentrafo die Drehzahl im Betrieb verändert werden braucht man für jede Drehzahl einen Kontakt. Im Schaltplan unten wird über 19 K1 die Drehzahl mit 140 Volt geschaltet und über 19 K2 wird die Drehzahl 280 Volt geschaltet. In diesem Schaltplan wird der Stufentrafo an einem 400 Volt Motor betrieben, daher die zwei Trafos für einen Motor.
Grundschaltung für einen Stufentrafo mit 230 Volt
Die Schaltung eines Stufenstrafos ist ziemlich einfach. Auf 0 und 230 Volt wird die Netzspannung angeschlossen. Wichtig ist dass der N auch auf den 0 angeschlossen wird und nicht mit dem L vertauscht wird. Nun wird über eine Regelung oder Handschaltung die Spannung zugeschaltet die der Motor bekommen soll. Soll der Motor mit 230 Volt Netzspannung betrieben werden muss, wird der Motor direkt angeschlossen. Es sollte allerdings sichergestellt sein dass immer nur ein Kontakt geschlossen ist und eine passende Sicherung bzw. ein passender Motorschutzschalter eingebaut ist.
