Wie Transformatoren im Lichtsystem funktionieren
Wie funktionieren Transformatoren in der Lichttechnik und für was sind sie gut?

Transformatoren begegnen einem relativ häufig. Irgendwann kommt einem eine Leuchte unter, die mit einem Trafo bzw. Schaltgerät arbeitet. In der Vergangenheit, und da sprechen wir von Zeiten vor dem Glühlampenverbot, waren Leuchten mit Trafos meist Niedervoltsysteme, also Leuchten, die über einen Trafo in der Spannung gedrosselt wurden (12V), damit die Niedervolt-Halogenleuchtmittel darauf ansprachen.


Konventionelle Transformatoren

Ein Transformator ist ein Bauelement der Elektrotechnik (aus dem Lateinischen: transformare = umformen/ umwandeln), dass zur Verringerung (oder Erhöhung) der Stromspannung genutzt wird.
Christine HillerLichtexpertin auf Houzz & HQ Designs

Es gibt kurz gesagt zwei Arten von Transformatoren. Zum einen die konventionellen „Trafos“, welche aus einem Eisenkern bestehen, um den zwei elektrisch voneinander getrennte Spulen- in der Regel aus Kupferdraht- gewickelt sind. Die eine Spule hat dann mehr Windungen, die andere weniger. Dabei entspricht das Verhältnis der Spannungen dem Verhältnis der Windungszahlen.

Dieses Prinzip funktioniert allerdings nur mit Wechselstrom. Um eine Spannung von 12 V zu erreichen, muss also die Spule, die 12 V Spannung haben soll, rechnerisch ca. 10 Mal weniger Windungen haben, als die Spule, an der die Eingangsspannung von 230/240V anliegt. Will man dagegen eine niedrige Spannung in eine höhere transformieren, funktioniert das Prinzip genau umgekehrt. In der Lichttechnik ist die Umwandlung in eine kleinere Spannung üblich. Dabei bleibt ein Faktor immer gleich: und das ist die elektrische Leistung.

Aufbau und Funktionsprinzip eines Transformators

Zum Beispiel: Eine Tischleuchte auf Niedervoltbasis bekommt aus der Steckdose 230/240V Eingangsspannung. Die Leuchte benötigt zum Betrieb jedoch nur 12V. Das bedeutet, der Transformator wandelt die Spannung um, so dass das eingesetzte Leuchtmittel nur 12V Spannung bekommt und z. B. 20W verbraucht.


Unter den konventionellen Trafos, gibt es 2 Bauarten: zum einen die Blockkerntransformatoren und Ringkerntransformatoren. Beiden gleich ist die schwere relativ große Dimension.

Beispiele typischer Transformator-Typen

Ein wichtiger Vorteil ist jedoch die größere Leitungslänge, die mit konventionellen Trafos realisiert werden kann (der Kabelquerschnitt spielt hierbei allerdings auch eine Rolle). Ein konventioneller Trafo besitzt eine externe Sicherung im Gehäuse, die vor Überspannung des Trafos schützt und getauscht werden kann. Gängige konventionelle Trafos in der Lichttechnik waren 60VA bis 300VA Trafos. Die konventionellen Trafos sind jedoch seit Jahren auf dem Rückzug.

Elektronische Transformatoren

Die korrekte Bezeichnung für die elektronischen Varianten der Trafos wäre „primär getaktetes Schaltnetzteil“, aber in der Beleuchtungsindustrie wird häufig der Begriff „elektronischer Trafo“ verwendet. Also bleiben wir auch dabei. Im Gegensatz zu konventionellen Netzteilen arbeitet der elektronische Trafo mit einer höheren Frequenz und kann das Umspannen dadurch effizienter umsetzen. Das liegt daran, dass Transformatoren bei höheren Frequenzen für die gleiche Leistung weniger Magnetkernvolumen brauchen. Hierzu muss die Netzspannung gleichgerichtet und „gesiebt“ werden, dann in eine höher frequente Spannung zerhackt und nach der Transformation in Hochfrequenzbasis auf die gewünschte Wechsel-Spannung 11,5 -12V erneut gleichgerichtet werden. Dies geschieht in Bruchteilen von Sekunden und immer wieder.

Die elektronischen Schaltgeräte, die kleiner, leichter, günstiger und vielseitiger sind, sind sehr beliebt. Gerade für Einbauleuchten, sind sie unverzichtbar, da sie durch die kleine flache Bauweise durch einen Lochausschnitt hindurch passen und nicht irgendwo separat in der Decke versteckt werden müssen. Auch für Tischleuchten sind elektronische Schaltnetzteile beliebt, dann in der Regel als Steckertrafo.


Weitere Vorteile der elektronischen Trafos sind der integrierte Überspannschutz, was bedeutet, dass der Trafo sich abschaltet, wenn sich zu viel Spannung im Stromnetz aufbaut. Die Leitungslänge sollte ca. 2m nicht überschreiten, um sich Probleme mit Spannungsverlust und der EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) zu ersparen. Elektronische Trafos gibt es meist mit max. 250 VA, da für größere Varianten ein sehr viel höherer Funkschutzaufwand betrieben werden müsste.

Auch sehr viele LED basierte Leuchten (über einen LED-Treiber) arbeiten mit einem Transformator, bzw. Schaltgerät, um Spannungen der Stromleitung zu reduzieren.

Vorteile von Lichtsystemen mit Transformatoren

  • Die Flexibilität, mit der z. B. flache Einbaumöglichkeiten von Downlights geschaffen werden können. Oder auch bei filigranen, feinen Seil- und Schienensystemen, die eine einfache Verteilung vieler Lichtquellen in einem großen Raum mit nur einem Stromanschluss ermöglichen.
  • Niedervolthalogentechnik bietet zudem 2-5 Mal längere Lebensdauern der Leuchtmittel und ein brillantes Licht mit sehr guten Farbwiedergabeeigenschaften. Trafos, egal ob konventionell oder elektronisch können bei Verwendung von 230V Halogen oder 12V Halogen problemlos gedimmt werden.
  • Schienen von Niedervoltsystemen, sowie Seile von Niedervoltseilsystemen können problemlos angefasst werden. Beim Seil entsteht der Stromfluss durch das Durchstechen der Seileinzelleuchte in das isolierte Kabel. Bei Schienensystemen fließt der Strom im Inneren.
  • Ein konventioneller Trafo sollte bis zu 80 % ausgelastet sein, um die Leuchtmittel nicht dauerhaft zu schädigen. Also: möglichst zeitnah defekte Leuchtmittel tauschen! Bei elektronischen Schaltgeräten ist das anders gelagert. Sie halten die Höhe der Ausgangsspannung immer bis zur maximalen Belastung konstant. Fällt der Verbrauch unter die Minimallast, schaltet der Transformator ab.
  • Da Trafos immer eine Eigenwärme produzieren, ist es ratsam sie nicht irgendwo „einzupacken“, z. B. in eine Deckenisolation o. ä. Es sollte genügend Platz sein, damit die Wärme vom Trafo weg entweichen kann. Das erhöht auch die Lebensdauer von Transformatoren.

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