Käuferleitfaden · 2026-11-08 · ELEHPD

Steuertransformator auslegen: Spulen & VA

So dimensionieren Sie einen Steuertransformator für Schützspulen, Relais und Hilfslasten: Einschaltstrom, VA, Derating und Verdrahtung.

Warum ein Schaltschrank einen eigenen Steuertransformator braucht

Der Steuertransformator ist die kleine Stromquelle für den Steuerstromkreis des Schranks: Spulen von Schützen und Relais, Anzeigelampen, Zeitschalter, SPS-E/A und kleine Hilfsgeräte. Er trennt die 24-V-, 110-V- oder 220-V-Steuerseite von der Hauptverteilung mit 400/480 V und hält die Spannung der Spulen stabil, wenn der Leistungsteil stark belastet ist oder einen Motor startet. Ohne richtig ausgelegten Steuertransformator fallen Spulen beim Einschaltstrom ab, die SPS resettet, und eine Phasenunsymmetrie kann die ganze Maschine stoppen.

VA-Leistung: Dauerlast gegen Einschaltstrom

Entscheidend sind Voltampere (VA), nicht Watt. Ein Steuertransformator hat zwei VA-Werte, die Sie beachten müssen:

Dauer-VA (Betriebszustand) — die Summe aller dauernd erregten Geräte: Selbsthaltekontakte, Meldelampen, Magnetventile, SPS-Netzteil.
Einschalt-VA (blockierter Läufer) — der kurze Stoß, wenn eine Wechselstromspule zuerst anzieht. Eine 220-V-Schützspule kann im Betrieb 50 VA ziehen, aber in den ersten Halbwellen 300–600 VA.

Legen Sie den Trafo so aus, dass seine Dauer-VA die summierte Betriebslast mit etwa 25% Reserve übersteigen, und seine Einschalt-VA den größten gleichzeitigen Spulenanzug abdecken. Wenn mehrere Schütze gleichzeitig schließen, addieren Sie deren Einschaltströme, nicht nur einen.

Gerät	Typ. Dauer-VA	Typ. Einschalt-VA
Schützspule (klein, 220 V)	40–70 VA	300–600 VA
Schützspule (groß, 220 V)	100–200 VA	800–1500 VA
Hilfsrelais-Spule	3–8 VA	10–20 VA
Anzeigelampe (LED)	1–3 VA	vernachlässigbar
Kleines SPS-/Sensor-Netzteil	20–60 VA	vernachlässigbar

Einfache schrittweise Auslegung

Listen Sie jedes Steuergerät und seine Dauer-VA aus dem Datenblatt auf.
Addieren Sie die Dauer-VA und multiplizieren Sie mit 1,25 als Reserve.
Bestimmen Sie den ungünstigsten Einschallfall (größte Spule oder gleichzeitige Anzüge) und prüfen Sie, dass die Einschalt-VA ihn abdeckt.
Wählen Sie die nächste Standard-VA-Klasse: 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630, 1000 VA.
Passen Sie den Primärwicklung an Ihr Netz und die Sekundärwicklung an die Spulenspannung an (meist 24 V, 110 V, 220 V).
Prüfen Sie, dass die Sicherung oder der Automat der Primärseite den Wicklung schützt, aber beim Einschaltstrom nicht ungewollt auslöst.

Einphasige gegen dreiphasige Primärwicklung

Die meisten Schränke nutzen eine einphasige Primärwicklung von zwei Leitern des 400-V-Netzes (oder 230 V L-N). Eine dreiphasige Primärwicklung wird bei großer Steuerlast oder geforderter Phasenausfall-Festigkeit gewählt: fällt eine Phase aus, liefert ein Drehstromtrafo weiter eine verringerte, aber nutzbare Sekundärspannung, während der einphasige komplett ausfällt. Für typische Schränke bis einige hundert VA ist der einphasige Steuertransformator günstiger und einfacher. Über etwa 1 kVA oder bei hoher Verfügbarkeit wählen Sie dreiphasig.

Einphasig 230 V — L-N, einfachste Verdrahtung.
Einphasig 400 V — L-L, üblich in 3×400-V-Anlagen.
Dreiphasig 400 V — phasenausfallfest, teurer.

Wahl der Sekundärspannung: 24 V gegen 110 V

Die Sekundärspannung bestimmt, wie empfindlich der Steuerstromkreis gegen Störungen und Spannungsabfall ist. 24 V Wechsel- oder Gleichspannung ist der weltweite Standard aus Sicherheits- und SPS-Gründen, zieht aber bei gleicher Leistung mehr Strom, sodass Leiterquerschnitt und Spannungsabfall auf langen Strecken stärker ins Gewicht fallen. 110 V (oder 120 V) Steuerung senkt den Strom und ist in nordamerikanischen und manchen Industrieanlagen üblich; sie verträgt längere Kabel mit weniger Abfall, erfordert aber bessere Trennung vom Netz. 220 V Sekundär wird für Steuerungen kaum genutzt, taucht aber in älteren Maschinen auf. Stimmen Sie den Sekundär mit der Spulenspannung jedes im Auslegungsschritt gelisteten Geräts ab — 24 V und 110 V an einem Trafo zu mischen erfordert einen Doppelsekundär.

Derating für Umgebung und Gehäuse

Ein Transformator in einem dichten, sonnenbeschienenen oder vollgepackten Gehäuse wird heiß. Etwa je 10 °C über der Nennumgebung halbiert sich die Isolationslebensdauer, und Dauerüberlast altert den Wicklung unbemerkt. Wenn Ihr Schrank regelmäßig über 40 °C liegt, reduzieren Sie 10–20% oder wählen Sie eine höhere VA-Klasse. Auch Vibration und Feuchte zählen: in staubigen oder küstennahen Umgebungen wählen Sie vakuumgetränkt oder harzgegossen.

Aufbau: EI-Bleche, Ringkern und vergossen

Die meisten Steuertransformatoren verwenden gestapelte EI-Bleche: günstig, robust, leicht auf der Hutschiene zu montieren und tolerant gegenüber kurzzeitigen Überlasten. Ringkerntypen sind kompakter und leiser mit geringerem Streufeld, kosten aber mehr und erfordern Sorgfalt beim Absichern. Für harte Umgebungen — hohe Feuchte, Vibration, Staub oder korrosive Atmosphäre — wählen Sie harzvergossen oder vakuumgetränkt, damit der Wicklung keine Feuchte aufnimmt und sich nicht lockert. Verguss verbessert auch die Kurzschlussfestigkeit und reduziert das Brummen, was in Leitwarten wichtig ist.

Verdrahtung und Schutz

Primärsicherung als Zeitverzögerungs-Sicherung (gG) mit 1,5–2× Primärstrom; eine Schnellsicherung schmilzt beim Einschaltstrom durch.
Erden Sie das Gehäuse und binden Sie den Sekundärkreis an Erde (oder lassen ihn floatend laut Projekt) — im Schrank einheitlich halten.
Halten Sie die Steuerleitung von den Leistungsleitern fern, um Störungen auf der 24-V-Seite zu vermeiden.
Verwenden Sie das richtige Anzugsmoment; lose Klemmen sind die häufigste Ursache für intermittierende Störungen.

Häufige Auslegungsfehler

Nur Dauer-VA rechnen und Einschaltstrom ignorieren — Spulen flattern beim Motorstart.
Annehem, alle Spulen seien 24 V, obwohl der Schrank 24 V und 110 V mischt — nutzen Sie Doppelsekundär oder zwei Trafos.
Vergessen, dass ein 110-V-Sekundär im Leerlauf etwa 120 V zeigt; Lampen und Relais für den oberen Wert dimensionieren.
Nur nach Preis kaufen: ein schlecht geregelter oder unterdimensionierter Trafo verursacht viel mehr Stillstände, als er spart.

Häufige Fragen

Wie rechne ich VA in Ampere für die Primärsicherung um?

Teilen Sie VA durch die Primärspannung. Bei einem 100-VA-Trafo an 230 V ist der Primärstrom etwa 0,43 A; wählen Sie eine Zeitverzögerungssicherung von rund 1,5–2×, also 1 A gG.

Kann ein Steuertransformator sowohl 24 V als auch 110 V speisen?

Ja, wenn er eine Doppel- oder Anzapfsekundärwicklung hat (z. B. 24 V und 110 V). Sonst nutzen Sie zwei Trafos oder ein 24-V-Netzteil mit 110-V-Relais an einer separaten Wicklung.

Was passiert, wenn der Transformator zu klein ist?

Beim Einschaltstrom bricht die Sekundärspannung ein, Wechselstromspulen ziehen möglicherweise nicht an oder flattern, und der Wicklung überhitzt. Chronische Unterdimensionierung verkürzt die Lebensdauer und verursacht zufällige Resets.

Brauche ich eine dreiphasige Primärwicklung für einen kleinen Schrank?

Meist nein. Eine einphasige Primärwicklung von L-N (230 V) oder L-L (400 V) ist bis einige hundert VA Standard. Dreiphasig wählen Sie nur bei großen Lasten oder wenn Phasenausfall-Festigkeit kritisch ist.

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