Transduktor (Elektrotechnik)

Ein Transduktor beziehungsweise Magnetverstärker ist ein elektrotechnisches bzw. elektronisches Bauteil zur Steuerung und Messung von Strömen, insbesondere Wechselstrom. Mit einem kleinen Gleichstrom im Steuerkreis wird ein großer Wechselstrom im Lastkreis kontrolliert.

Allgemeines

Schaltung eines Transduktors

Es handelt sich dabei im Prinzip um eine gekoppelte Drossel, in rechts dargestellter Schaltung mit T bezeichnet, deren Induktivität durch Veränderung der Vormagnetisierung eines Eisenkerns verändert wird. Hierzu besitzt der Transduktor eine zweite Wicklung, die vom Steuerstrom durchflossen wird. Der Eisen- (oder auch Ferrit-)Kern gerät durch einen Steuer-Gleichstrom, in nebenstehender Schaltskizze gebildet durch eine Batterie B und einem Potentiometer R, mehr oder weniger in den Bereich der Sättigung und der durch die Induktivität im Wechselstromkreis bestimmte Scheinwiderstand im Wechselstromkreis ändert sich. Dadurch kann in dem nebenstehenden Schaltbeispiel die Lampe L in ihrer Helligkeit gesteuert werden. Der Generator G dient als Wechselspannungsquelle.

Transduktoren werden oft in Dreischenkelbauweise mit zwei Steuerwicklungen hergestellt, damit sich die aus dem Wechselstrom-Lastkreis in die Steuerwicklung induzierten Spannungen gegenseitig aufheben. Ein Beispiel dafür war auch die sogenannte Poulsen-Drossel zur Modulation von Langwellensendern im Bereich von Maschinensendern.

Es ist auch möglich, die Steuerwicklung zweier gleichartiger Transduktoren verpolt in Reihe zu schalten, um den Laststrom von der Steuerung fernzuhalten. Somit können auch Ringkern-Transduktoren eingesetzt werden. Deren Lastwicklungen können je nach Erfordernis parallel oder in Reihe geschaltet werden. Für Drehstrom sind lediglich drei solcher Drosseln (1 pro Phase) erforderlich, da sich die induzierten Spannungen in den Steuerwicklungen aufheben.

Bis in die 1960er Jahre waren Transduktoren für die Steuerung der Drehzahl besonders von schweren Elektromotoren und der Regelung der Helligkeit von Gasentladungslampen und Saalbeleuchtungen weit verbreitet. Sie sind bei diesen Anwendungen heute durch die wesentlich leichteren und kleineren Thyristor- beziehungsweise Triac-Steller abgelöst worden, die jedoch ein breiteres Störspektrum besitzen.

Der Einsatz als Magnetverstärker (mag amp) gestattet nur eine im Vergleich zur Arbeitsfrequenz langsame Steuerung (Größenordnung 10fache Periodendauer).

Heute werden Transduktoren auch als Messwandler bzw. Stromsensor nach dem Kompensationsprinzip (Wandlung von Wechselströmen höherer Frequenz mit komplexen Kurvenformen und Gleichstromanteil) in der Leistungselektronik eingesetzt. Dazu bringt man auf den um den Strompfad liegenden Kern zusätzlich eine zweite Wicklung auf, die einen derart geregelten Strom erhält, dass sich die beiden Felder gegenseitig aufheben. Die Größe dieses Stromes ist dann proportional zum Messstrom. Diese Messmethode ist auch für höherfrequente Ströme geeignet, weil neben der geregelten Kompensation auch die magnetische Kopplung (Induktionsgesetz) auf das Nutzsignal einwirkt. D. h. für schnelle Signale wirkt das Gebilde als Transformator, für niederfrequente Ströme und Gleichstrom wirkt es durch die geregelte Kompensation.

Weitere Anwendungen sind heute unter anderem:

• Bildbreitenkorrektur in Fernsehempfängern mit Kathodenstrahlröhre
• unabhängige Regelung mehrerer Ausgangsspannungen bei Schaltnetzteilen