Center Tap Transformer: Was, warum, funktioniert, Anwendungen, detaillierte Fakten


Dieser Artikel beschreibt den Mittelanzapfungstransformator, seine Komponenten, Funktionsweise und andere wichtige Details. Ein Mittelabgriff ist eine Verdrahtung, die aus der Mitte eines Transformators, eines Widerstands, einer Induktivität oder eines Potentiometers gezogen wird.

Ein Center-Tap-Transformator funktioniert fast genauso wie ein gewöhnlicher Transformator. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der in der Sekundärwicklung des Mittelanzapfungstransformators vorhandene Abgriff den Transformator in zwei Teile teilt. Daher können wir zwei einzelne Spannungen an den beiden Leitungsenden des Transformators erhalten.

Was ist ein Mittelanzapfungstransformator?

Ein Mittelanzapfungstransformator ist ein Gerät, das einen Abgriff durch die Mitte seiner Sekundärwicklung hat. Auf diese Weise können wir die Hälfte der in der Sekundärwicklung induzierten Spannung vom Mittelabgriff zu einem der Abgriffsenden erhalten.

Ein Transformator mit Mittelanzapfung wird auch als „Zweiphasen-Dreileiter“-Transformator bezeichnet. Diese Transformatoren funktionieren am besten in Gleichrichterschaltungen und Step-down-Aktionen, da sie zwei Ausgangszyklen für einen einzigen Eingangszyklus liefern. Beispielsweise misst ein V-Volt-Transformator jeweils V/2 Volt über seine beiden Halbwicklungen, die durch Mittelanzapfung hergestellt werden. 

Warum wird ein Transformator mittig angezapft?

Mittelanzapfungstransformatoren spielen eine entscheidende Rolle für eine unterbrechungsfreie und gleichmäßige Spannung. Das Abgreifen hilft bei der Spannungsregelung, indem das Windungsverhältnis der Spule geändert wird. Es kann die Spannung erhöhen oder verringern, um den Anstieg/Verlust auszugleichen. 

Ein Transformator mit Mittelanzapfung ist unerlässlich, da er den gesamten AC-Eingang in einen DC-Ausgang umwandelt. Mittelanzapfung in der Sekundärwicklung des Transformators erzeugt sowohl in der ersten als auch in der zweiten Halbwelle des AC-Eingangs einen geschlossenen Stromkreis. Daher ist der Mittelabgriff auf der Sekundärseite wichtig, um den positiven Halbzyklus der Last zu erhalten. 

Transformator mit Mittelanzapfung funktioniert

Das Arbeitsprinzip des Mittelanzapfungstransformators ist das gleiche wie bei jedem anderen Transformator. Wenn Wechselstrom durch die Primärspule des Mittelanzapfungstransformators fließt, erzeugt er einen magnetischen Fluss in seinem Kern.

Wenn sich die Sekundärwicklung der Primärwicklung nähert, wird in der Sekundärwicklung ein magnetischer Fluss induziert. Dies geschieht, weil der Fluss durch den Eisenkern fließt und die Richtung mit jedem Wechselstromzyklus ändert. Somit durchläuft der Wechselstrom auch die beiden in der Sekundärwicklung gebildeten Hälften und fließt zum gesamten Stromkreis.

Transformatoranwendungen mit Mittelanzapfung

Vollwellengleichrichter sind die bedeutendste Anwendung von Mittelanzapfungstransformatoren. Ein Vollwellengleichrichter benötigt den gesamten DC-Ausgang des AC-Signals. Der Mittelanzapfungstransformator tut dies, indem er Strom in beiden Zyklen zulässt.

Andere DC-Gleichrichterschaltungen verwenden Mittelanzapfungstransformatoren, um volle AC-Wellen in DC umzuwandeln. Ein normaler Transformator erzeugt die Ausgabe nur in einer Richtung, während das Abgreifen durch die Mitte des Transformators eine Ausgabe in beide Richtungen liefert. Außerdem wird die Mittelanzapfung in allgemeinen Abwärtstransformatoren für die AC-AC-Wandlung gesehen.

Transformatordiagramm mit Mittelanzapfung

Transformator mit Mittelanzapfung
Transformatordiagramm mit Mittelabgriff

In einem Mittelanzapfungstransformator wird zusammen mit den üblichen Spulen ein zusätzlicher Draht vom Mittelpunkt der Sekundärseite angeschlossen. Dieser Punkt fungiert als Sternpunkt und teilt die Sekundärspannung in zwei gleiche Hälften.

Ein Mittelabgriffstransformator ist so ausgelegt, dass er mit dem gleichen Anschluss zwei Sekundärspannungen erzeugen kann. Zwei Spannungen VS1 und VS2 vom Mittelabgriff erhalten, sind in Abbildung 1 dargestellt. Diese Spannungen sind proportional zur Primärspannung VP und die Werte sind gleich. Die Leistung in jeder Spule ist also gleich.

Transformator mit Mittelanzapfung – FAQs

Transformatorwicklung mit Mittelanzapfung

Bei einem Mittelanzapfungstransformator ist die Sekundärwicklung in der gleichen Richtung wie die Primärwicklung gewickelt, sodass sich die Spannungen der beiden Sekundärhalbwicklungen addieren können. Die äquivalente Struktur ist in Abbildung 2 dargestellt.

Hier sind die Endpunkte der Primärwicklung P1 und P2. Der Mittelpunkt der Sekundärwicklung zwischen den Enden S1 und S2 ist S', der mittig angezapfte Punkt . Wenn wir eine Wechselspannung zwischen P1 und P2 , Spannung wird zwischen S induziert1 und S2. Jede halbe Wicklungsspannung summiert sich zur vollen Wicklungsspannung.

Transformatorwicklung mit Mittelanzapfung

Delta-Mittelanzapfungs-Transformator

Delta-Mittelanzapfungstransformator oder ein Delta-Transformator mit hohem Bein ist eine Komponente, bei der die Sekundärwicklung in Dreieckskonfiguration geschaltet und mittig angezapft ist. Das Ersatzschaltbild ist im Bild unten dargestellt.

Delta Center Tap Transformator
High-Leg-Delta-Transformator; Bildnachweis: Wikipedia

Wir können sehen, dass eine Spule in der Dreieckschaltung mittig angezapft ist. Die Spannungen der Dreieckspulen sind gleich. Daher beträgt die Spannungsdifferenz von einem Ende der Wicklung mit Mittelanzapfung und von zwei beliebigen anderen Endpunkten zum Abgriffspunkt jeweils die Hälfte und √3/2 der Spannungsdifferenz zwischen zwei Enden.

Kaushikee Banerjee

Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Mein Interesse liegt in der Erforschung der neuesten Technologien. Ich bin ein begeisterter Lerner und bastle an Open-Source-Elektronik herum. LinkedIn-ID – https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

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