Ein dicker Brummer: Trennstelltransformator LTS 006

Da ich des öfteren Geräte öffne, die mit Netzspannung betrieben werden, stand zum eigenen Schutz ein Trenntransformator auf der Einkaufsliste. Die galvanische Trennung hat den Vorteil, dass man bei unbeabsichtigten Berühren eines netzspannungsführenden Teils keinen Stromschlag gegen Erde erleidet.

vom VEB Messgerätewerk Zwönitz

TPW Thalheim

Made in GDR

Er beseitigt auch ein messtechnisches Problem:
Die Masseklemme eines Oszilloskop-Tastkopfes besitzt ebenfalls Erdpotential. Bei unüberlegtem Anschluss an einer geerdeten Schaltung kann ein Kurzschluss entstehen. Möchte man also an Geräten messen, die niederohmig mit dem Erdpotential verbunden sind, ist Vorsicht anzuraten. Gleiches gilt für Geräte, die über einen USB-Anschluss mit dem Computer verbunden sind, denn auch der USB-Stecker ist über den Computer mit Erdpotential behaftet.


Ein kurzer Exkurs:

Geräte, die ihre Energie aus dem Hausstromnetz beziehen, sind in vielen Fällen über einen Schutzleiter - der grün-gelbe - geerdet. Geräte ohne Schutzleiter, z.B. mit Eurostecker, müssen schutzisoliert sein. Die "Innereien" haben aber auch über den Neutralleiter der Steckdose Erdpotential, sofern keine galvanische Trennung im inneren des Gerätes erfolgt. 
Diese Maßnahmen - beschrieben in den VDE Vorschriften - sind sinnvoll und dienen dem Schutz.

Ein Trenntransformator stellt einen Stromkreis ohne Erdpotential (galvanische Trennung) zur Verfügung. Herkömmliche Trenntransformatoren liefern am Ausgang Netzspannung, übersetzen also 1:1, und haben zum Anschluss eines Verbrauchers eine Steckdose ohne Schutzkontakt.

Möchte man eine galvanische Trennung und eine einstellbare Wechselspannung am Ausgang, leistet ein Trennstelltransformator gute Dienste. Bei ihm ist sekundärseitig ein einstellbarer Spartransformator angeschlossen. 

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Der LTS 006 liefert laut Typenschild 0 - 250 V bei einem Strom bis 6 A. Dies gilt jedoch bei einer Netzspannung von 220 V - ein Hinweis darauf, dass das Gerät vor 1987 hergestellt wurde. Seit 1987 beträgt die Standardspannung 230 V (± 10%).
Ich habe bei 228 V Eingangsspannung die maximal einstellbaren Ausgangsspannungen mit und ohne Last gemessen.

Die Leerlaufspannung betrug 274 V

Als Lastwiderstand kam nun ein Heizstrahler zum Einsatz.

In der Stufe 1 benötigte er 3 A und in Stufe 2 wurden 6 A benötigt.

Die Ausgangsspannungen sanken auf 262 V bzw. 252 V.

Gleichzeitig sank die Eingangsspannung auf 226 V bzw. 225 V.


Ein paar Berechnungen zum Innenwiderstand und zur Verlustleistung:

Da die Eingangsspannung bei Belastung auch sinkt (Widerstand der Zuleitung etc.), berechne ich die Sekundärspannung des Transformators über das Übersetzungsverhältnis:

Mit diesem Übersetzungsverhältnis und den Primärspannungen, ergeben sich für die beiden Belastungsstufen Sekundärspannungen von

271 V bei 3A

270 V bei 6A

Der Innenwiderstand berechnet sich nun wie folgt:

Resultierend entsteht bei Vollast eine Verlustleistung von 

die als Wärme über die reichlich vorhandenen Lüftungsschlitze abgeführt wird.

Noch ein paar Daten zum äußeren Erscheinungsbild:

Höhe = 27,5 cm

Tiefe = 31 cm

Breite = 54,2 cm

Der Trenntrafo sitzt auf einem sehr soliden Tragegestell, dass auch dem Gehäuse mit 2 mm Aluminumverkleidung die nötige Stabilität verleiht.

Das stattliche Kerlchen bringt immerhin ca. 33 kg auf die Waage.

Mein besonderer Dank geht an dieser Stelle an den Paketzusteller.

Möge die Kraft auch weiterhin mit ihm sein!

Innenansichten: Wavetek Model 142

Es war einmal 1975 

• In der BRD senkt man das Volljährigkeitsalter von 21 auf 18 Jahre,
• es beginnt die Ölkriese, es endet der Vietnam-Krieg,
• Bill Gates und Paul Allen gründen Microsoft,
• Queen spielte die Bohemian Rhapsody,
• es ist das internationale Jahr der Frau

... und die männlich dominierte Berufssparte der Elektroingenieure erhält ein neues Spielzeug:

Wavetek Model 142

HF VCG Generator

(redundant, denn VCG = Voltage Controlled Generator)

Handbuch

Nach 40 Jahren seit der Erstauflage stand nun ein solches Gerät schüchtern in meiner Werkstatt und fand keinen Anschluss. Das Problem: einen PH-163 Gerätestecker. 

Ein passendes Anschlusskabel war leider nicht dabei und ist nur zu überteuerten Preisen erhältlich.

Was bleibt, ist der Umbau. Ein heute üblicher IEC Kaltgeräte-Einbaustecker erschien mir geeignet.

Die Öffnung im Chassis wurde ohne größeren Aufwand mit der Laubsäge angepasst.

Ein erster Test zeigte Kontaktprobleme bei den Drehschaltern, die jedoch schnell mit etwas Kontaktpflegespray und wiederholtes Betätigen der Schalter behoben waren.

Let's swing:

Der Wavetek 142 liefert Schwingungen mit Frequenzen von 0,0005 Hz - 10 MHz in den Formen Sinus, Dreieck, Rechteck, positive- und negative Impulse.

Die Schwingungen können in ihrer Form in einem Verhältnis von 1:19 bis 19:1 variiert werden:

Bei Symetrieänderung wird jedoch nur 1/10 der eingestellten Frequenz ausgegeben, also max. 1 MHz.

Die Vss beträgt bis zu 30V, nimmt auf der letzten Strecke bis 10 MHz jedoch um 3dB ab, was einer Vss von 21,2 V entspricht:

Über den "VCG IN" Eingang kann die ausgegebene Frequenz mit einer Steuerspannung von max. 5 V in einem Bereich 1000:1 variiert werden. Die Steuerspannung kann eine Frequenz bis 100 kHz haben. Damit kann das Gerät als Wobbel-Generator oder zur Frequenzmodulation benutzt werden.

Genug der Parameter, wesentlich mehr Details sind im Handbuch zu finden.

Die inneren Werte:

Das Schöne an diesem Gerät befindet sich "unter der Haube". Hat man die beiden Schrauben an der Rückwand gelöst, läßt sich diese Abnehmen und das Innenleben kann komplett nach vorne herausgezogen werden.

Es offenbart sich ein Kleinod der Handwerkskunst und manuellen Bestückung, mit aufwendig gefertigten Schalterkaskaden, ungewöhnlichen Bestückungsmethoden und exotisch anmutenden Bauteilen aus der Blüte der längst vergangenen Zeit diskreter Bauelemente.

Unterseite mit Netzteilplatine:

Dämpfungswahlschalter:

Das Netzteil:

Mehrfach-Drehschalter (Frequenzbereichswahl):

Potentiometer zur Frequenzeinstellung:

Ein Tiefflug über die Platine:

Dual High Frequency Differential Amplifier CA3049:

Da kann ich nur sagen: 

Herzlichen Glückwunsch zum 40. Geburtstag Wavetek 142. 

Du hast dich gut gehalten.

Philips Senseo ® HD 7810 die Zweite

Da staunt der Hausmann und es wundert sich der Experte, wenn man sich bei so manchen Elektrogeräten dem Standby-Verbrauch widmet.
Mittlerweile hat fast jedes Gerät ein Display, und wenn es erst mal ein Display hat, denkt sich wohl der Hersteller, dann muss es auch die Uhrzeit anzeigen. Nicht die genaue Uhrzeit - dafür bräuchte es 10 ct mehr an Bauteilen - und natürlich auch nicht selbst auf Sommer- und Winterzeit umstellend, aber möglichst hell und möglichst blau leuchtend, damit man es als Feature in der Featurelist gleich unter "ohne Fett" aufführen kann ;-)

Satire beiseite, hin zum Konkreten:

Als ich mich vor einiger Zeit mit dem Innenleben der Philips Senseo ® HD 7810 beschäftigt habe stellte ich fest, dass das Gerät keine primäre Netztrennung hat. Die Netzspannung liegt also immer an und muss zumindest den internen Controller versorgen, damit der erkennen kann, ob die Ein-Taste betätigt wird.
Nun stellte sich mir in diesem Zusammenhang die Frage nach dem Standby-Verbrauch.
Die Philips Senseo ® HD 7810/60 hat nur eine Anzeige, nämlich der rote Leuchtring um den Haupttaster, der den Betriebszustand anzeigt und im Standby nicht leuchtet. 

Im Datenblatt der Senseo ® HD 7810 wird ein Energieverbrauch im Standby-Modus von 0,26 W angegeben.








Eine kurze Messung mit einem einfachen Energiemessgerät: Also etwa das 26-fache der Herstellerangabe. Oder ist das Messgerät zu ungenau?

Zweite Messung mit dem Multimeter Goerz Metrawatt MA 1H:

Abgelesener Wert: 30,5 mA

Das MA 1H gehört zur Genauigkeitsklasse 2,5. Die Abweichung vom Messwert kann also 2,5% des Messbereichendwertes betragen. Beim 50 mA Bereich kann der reale Wert des Stromes also 1,25 mA größer oder kleiner sein:

I = 29,25 mA ... 31,75 mA

Die im 500 V Messbereich gemessene Spannung betrug 225 V und lag somit zwischen 

U = 212,5 V ... 237,5 V

Daraus ergeben sich für die Standby-Leistung die Werte

P = 6,22 W ... 7,54 W

Das entspricht immerhin noch mindestens dem 23-fachen der Herstellerangabe und einem Jahresenergiebedarf von 

E = 54,5 kWh ... 66,0 kWh

Bei einem Strompreis von 26 ct/kWh sind dies

14,17 € ... 17,16 €

Das Gerät funktionierte bisher ohne Einschränkungen oder Anzeichen eines Fehlers.
Also erst einmal Stecker raus und eine Mail an den Philips Support geschrieben.

Ein großes Lob an Philips Consumer Care. Die Antwort kam bereits nach 70 Minuten und besagte, dass ein Standby-Verbrauch von mehr als 6 Watt definitiv zu viel und dass eine Reparatur notwendig sei.  
Das Gerät wurde vermutlich 2012 in KW33 produziert (4 ersten Stellen der Seriennummer auf dem Typenschild). Leider habe ich keinen Kaufbeleg um festzustellen, ob die Garantiezeit noch nicht abgelaufen ist...

... dafür aber noch eine Menge Ersatzteile ;-)
Tja, das ist nun Gerätedefekt Nr. 14 im Jahr 2014. 


[Edit vom 9.2.2015]
Von gafu erhielt ich den Hinweis, dass es sich bei der gemessenen Leistung um Scheinleistung handeln könnte. Vielen Dank für diesen Hinweis.

Dieser Annahme folgend, müsste sich bei einer Scheinleistung von 7 VA und einer angenommenen Wirkleistung von 0,26 W ein cos φ = 0,037 ergeben.

Mein Messgerät zeigte als Leistungsfaktor 1 an - also Scheinleistung = Wirkleistung. 
Aber es gilt nach wie vor: wer misst, misst Mist. 
Sobald ich einen Trenntrafo auftreiben kann, werde ich das Oszi anklemmen, um einer evtl. Phasenverschiebung auf die Spur zu kommen.  

Dezember - Zeit der Jahresrückblicke

Lasse ich das Jahr Revue passieren, so habe ich den Eindruck, dass es mehr von Reparaturen und Gerätedefekten geprägt war, als von Eigenentwicklungen. Sei es aus Unachtsamkeit, geplanter oder natürlich Obsoleszenz, Blitzschlag oder schlicht Neugier - in 2014 haben mich einige Geräte mehr beschäftigt, als ich es erwartet habe.

Das "leider" habe ich an dieser Stelle weggelassen. Auch wenn Reparaturen nicht meine Lieblingsbeschäftigung sind, boten sie doch viele Möglichkeiten für neue Einblicke, Lösungen und Verbesserungen. 
Nebenbei hat sich noch mein Ersatzteillager gefüllt und ebenso die Liste möglicher Blog-Beiträge, sofern die "Defekt-Welle im kommenden Jahr abebbt. 

Innenansichten: Mikrowelle Inotec MD 10940

Das Jahr hatte es "gerätedefektmäßig" in sich (und ist noch nicht vorbei). Unter anderen haben binnen kurzer Zeit zwei Mikrowellen ihr Ableben in Anspruch genommen.
Eine davon wird repariert, die andere - ein wirtschaftlicher Totalschaden - kommt hier unter's Messer bzw. vor den Schraubendreher.

Inotec MD 10940

von Medion

BJ: 2006

Bedienungsanleitung

Öffnen:  
1. GERÄT VON DER NETZSPANNUNG TRENNEN!
2. Vier Schrauben an der Rückseite entfernen
3. Eine Schraube an der rechten Seite entfernen (von vorne betrachtet)

Auf der Innenseite der Gehäuseabdeckung befindet sich der Schaltplan des Gerätes:

Die Steuerung ist jedoch quasi als Blackbox dargestellt.

Was steckt unter der Haube?

Klar getrennte Komponenten:

Den Innenraum dominierend: das Magnetron - Quelle jener hochfrequenten Strahlung, deren Sinn es ist, uns die Mahlzeiten schneller zu erhitzen, als wir sie verzehren können (umgekehrt ist ungesund).
Damit die Strahlung entstehen kann, benötigt das Magnetron eine Hochspannung von ca. 4000V. Diese wird durch den Hochspannungstransformator in Verbindung mit einer Kaskade aus Hochspannungskondensator und Dioden erzeugt.

Rechterhand ist die Platine der Steuerung zu sehen und die Verkabelung, die zu mehreren Sicherungselementen, wie Türschalter und Temperatursicherungen (105 °C) führt.

Der Hochspannungsteil des Gerätes, dazu zählen auch die beiden Heizstäbe des Grills, wird mit 230V Netzspannung betrieben.

Ein Netzfilter unterdrückt das Einspeisen störender Schwingungen ins Stromnetz.

Zur Niederspannungsversorgung der Steuerung ist ein Transformator auf der Steuerplatine vorhanden.

Das Herzstück der Steuerung ist ein 4-bit SH69P25K Microcontroller, angetrieben von einem 4,1943 MHz Quarz.

Drumherum befinden sich nur noch die Anschlüsse für die externen Komponenten, ein Signalgeber, die Diplaybeschaltung, sowie 3 Relais: 

• Hauptrelais (Main Relay): schaltet die Netzspannung zu (nur die Steuerung wird ständig mit Spannung versorgt)
• "Grill-Relais" (Grill Relay)
• "Hochspannungsrelais" (Power Relay)

Auf der Vorderseite befinden sich das Display, 6 Taster und ein Encoder zur Bedienung des Gerätes.

Last but not least: Auf der Unterseite des Gerätes befindet sich ein Synchronmotor, der den Drehteller antreibt.

Wie eingangs erwähnt erlitt das Gerät einen wirtschaftlichen Totalschaden: das Magnetron funktioniert nicht mehr.

Leider ist es als Ersatzteil kaum oder nur zu Preisen zu finden, die einen Ersatz ausschließen. Schade.