Fundstück der Woche: Der Doppelkerntrafo
Ein DDR-Doppelringkern-Stelltransformator – als Strom noch mit Kupfer und Ingenieurskunst geregelt wurde
Manchmal findet man Dinge, die man einfach nicht liegen lassen kann.
So ging es uns gestern auf unserer eigentlichen „Motor-Hol-Tour“. Eigentlich wollten wir nur einen historischen Motor abholen – offen aufgebaut, mit sichtbarem Kollektor und Kohlebürsten. Perfekt, um später im Laden Kindern die Grundlagen der Elektrotechnik zu erklären.
Doch wie so oft kam alles anders.
Zwischen allerlei Technikschätzen fiel uns ein schweres Bauteil mit einer beeindruckenden Menge Kupfer ins Auge. Ein kurzer Blick genügte und war klar: Das muss mit.
Heute stellen wir euch deshalb unser aktuelles Fundstück der Woche vor:
Einen DDR-Doppelringkern-Stelltransformator
Der erste Eindruck
Schon das Gewicht verrät, dass hier keine moderne Spartechnik am Werk war.
Vor uns liegt ein massiver Ringkerntransformator mit offen zugänglicher Wicklung, Schleifkontakt und Drehmechanik.
Was sofort auffällt:
riesige Mengen Kupferdraht
freiliegende Wicklungsoberfläche
massiver Schleifarm aus Messing
zentraler Drehmechanismus
keramische Isolierteile
originale Prüfkarte
Und genau diese Kombination verrät dem Fachmann bereits:
Hier handelt es sich nicht um einen gewöhnlichen Transformator, sondern um einen Stelltransformator, auch bekannt als Variac.
Was macht ein Stelltransformator?
Normale Transformatoren besitzen feste Wicklungsverhältnisse.
Beispiel:
230 Volt Eingang → 12 Volt Ausgang
Die Spannung steht fest.
Ein Stelltransformator funktioniert anders.
Hier wird über einen Schleifkontakt direkt auf verschiedene Windungen der Wicklung zugegriffen.
Der bewegliche Schleifer fährt dabei über die freiliegende Kupferwicklung.
Dadurch verändert sich die Anzahl der aktiven Windungen.
Das Ergebnis:
stufenlos regelbare Spannung
nahezu verlustfreie Regelung
keine Elektronik
keine Leistungstransistoren
keine Schaltnetzteile
Lediglich Magnetismus, Kupfer und ein Stück Ingenieurskunst.
Die Technik im Detail
Der große Messingarm auf unserem Fundstück ist der Schleifkontakt.
Dreht man die Achse, bewegt sich dieser Kontakt über die Wicklung.
Dabei greift er jeweils an einer anderen Stelle der Wicklung ab.
Je nachdem, an welcher Position sich der Schleifer befindet, verändert sich die Ausgangsspannung.
Das Prinzip basiert direkt auf dem Transformatorgesetz.
\frac{U_1}{U_2}=\frac{N_1}{N_2}
Dabei gilt:
U = Spannung
N = Windungszahl
Verändert man die Anzahl der wirksamen Windungen, verändert sich unmittelbar die Ausgangsspannung.
Genau das passiert in unserem Stelltransformator.
Warum Ringkern?
Die meisten älteren Transformatoren bestehen aus gestapelten E- und I-Blechen.
Unser Fundstück nutzt dagegen einen Ringkern.
Und das bringt einige Vorteile.
Geringere Verluste
Der magnetische Fluss kann im Kreis verlaufen.
Es gibt praktisch keine Luftspalte.
Dadurch sinken die Magnetisierungsverluste.
Weniger Brummen
Wer alte Netztransformatoren kennt, kennt auch das typische Trafobrummen.
Ringkerntransformatoren arbeiten deutlich leiser.
Der geschlossene Magnetkreis reduziert mechanische Schwingungen erheblich.
Höherer Wirkungsgrad
Da weniger Energie im Kern verloren geht, wird ein größerer Teil der elektrischen Energie tatsächlich übertragen.
Wirkungsgrade von über 95 % sind bei Ringkerntransformatoren keine Seltenheit.
Warum wir von einem Doppelringkern ausgehen
Beim genaueren Betrachten der Kernstruktur fiel uns etwas Interessantes auf.
Zwischen den Wicklungslagen ist deutlich eine Trennschicht erkennbar.
Es handelt sich offenbar nicht um einen einzelnen Ringkern, sondern um zwei übereinander angeordnete Ringkernpakete.
Man erkennt die beiden Kernhälften deutlich.
Diese Bauweise wurde eingesetzt, wenn:
höhere Leistungen benötigt wurden
größere magnetische Querschnitte erforderlich waren
die Erwärmung reduziert werden sollte
der Leerlaufstrom möglichst klein bleiben sollte
Für die damalige Zeit war das hochwertige Industrietechnik.
Trafoblech – der eigentliche Star
Viele sehen nur Kupfer.
Der eigentliche Zauber steckt jedoch im Kern.
Ringkerntransformatoren bestehen aus dünnen, elektrisch isolierten Trafoblechen.
Diese Bleche werden zu einem geschlossenen Ring aufgewickelt.
Warum nicht einfach ein massiver Eisenring?
Weil im Eisen sogenannte Wirbelströme entstehen würden.
Diese würden:
Wärme erzeugen
Energie vernichten
den Wirkungsgrad verschlechtern
Durch die dünnen, voneinander isolierten Blechlagen werden diese Verluste drastisch reduziert.
Deshalb sieht man an unserem Fundstück hunderte übereinanderliegende Lagen.
Jede einzelne erfüllt ihren Zweck.
Die originale Prüfkarte
Besonders gefreut hat uns die noch vorhandene Prüfkarte.
Dort findet sich unter anderem die Bezeichnung:
Ringkerntrafo 5-21200
sowie der Eintrag:
Leerlaufstrom I₀ = 40 mA
Das ist ein bemerkenswert guter Wert.
Der Leerlaufstrom beschreibt den Stromverbrauch des Transformators ohne angeschlossene Last.
Er dient ausschließlich dazu, den Kern zu magnetisieren.
Je kleiner dieser Wert ist, desto hochwertiger arbeitet der Transformator.
Die 40 mA zeigen deutlich, dass hier keine Billigkonstruktion vorliegt.
DDR-Technik zum Anfassen
Besonders faszinierend finden wir, dass dieses Gerät seine Funktion nicht versteckt.
Moderne Technik verschwindet meist in Kunststoffgehäusen und Mikrochips.
Dieser Stelltransformator zeigt dagegen offen:
die Wicklung
den Schleifkontakt
die Mechanik
den magnetischen Aufbau
Man kann die Funktionsweise buchstäblich sehen.
Für Technikinteressierte ist das fast schon ein Lehrmodell.
Was wir damit vorhaben
Der Stelltransformator wird zunächst gereinigt und technisch untersucht.
Danach soll er zusammen mit unserem historischen Elektromotor als Anschauungsobjekt dienen.
Denn genau solche Geräte zeigen eindrucksvoll, wie elegant Elektrotechnik sein kann.
Keine Software.
Keine Displays.
Keine Mikrocontroller.
Nur Kupfer, Eisen, Magnetfelder und ein durchdachtes Stück Ingenieurskunst.
Und genau deshalb durfte dieses außergewöhnliche Stück DDR-Technik mit nach Hause kommen.
Technische Daten unseres Fundstücks
| Merkmal | Beschreibung |
|---|---|
| Gerätetyp | Ringkern-Stelltransformator |
| Bauart | Doppelringkern-Ausführung |
| Hersteller | JUCO? |
| Herkunft | DDR |
| Typnummer | 5-21200 |
| Prüfvorschrift | 5-21221 Pv |
| Leerlaufstrom | 40 mA |
| Spannungsregelung | Stufenlos über Schleifkontakt |
| Bedienung | Drehmechanik mit Schleifarm |
| Kernmaterial | Trafoblechpaket aus Elektrobandstahl |
| Besonderheit | Offene Wicklung mit Schleifabgriff |
| Zustand | Originalzustand mit Prüfkarte |
| Einsatzgebiet | Spannungsregelung, Labor, Werkstatt, Prüftechnik |
| Fundort | Motor-Hol-Tour 2025 |
Hinweis: Einige technische Werte wie Nennleistung, Primär- und Sekundärspannung können erst nach genauer Vermessung und Prüfung sicher bestimmt werden.