Für Systemintegratoren, Schaltschrankbauer, OEMs und technische Einkäufer wirkt sich die Auswahl des Transformators sowohl auf die Funktion des Steuerungssystems als auch auf die Projektabwicklung aus. Ungeeignete Spannungskonfigurationen, eine unzureichende Dimensionierung für Einschaltströme, fehlende Dokumentation oder Lieferverzögerungen können zu Spannungseinbrüchen, Fehlauslösungen, Überhitzung, Verzögerungen bei der Inbetriebnahme und Nacharbeiten vor Ort führen.
Industrielle Steuertransformatoren sind auf die besonderen elektrischen Anforderungen von Steuerstromkreisen ausgelegt. Dazu gehören insbesondere die kurzzeitig hohen Einschaltströme von Schützen, Relais und Magnetventilen. Je nach Ausführung und Anwendung können sie zudem eine galvanische Trennung sowie die erforderliche Sekundärspannung für Steuerungskomponenten wie SPS, HMIs und Sicherheitsrelais bereitstellen.
Der Transformatoren-Vertriebsservice von TPS Elektronik, der über das globale Vertriebspartnernetzwerk angeboten wird, unterstützt die Beschaffung und Lieferung von Steuer-, Automatisierungs-, Trenn- und Maschinentransformatoren für industrielle Anwendungen. Die Auswahl erfolgt anhand der elektrischen Anforderungen, der Vorgaben des Zielmarktes, der benötigten Dokumentation sowie der Stückzahlen und Liefertermine des jeweiligen Projekts.
1. Warum industrielle Steuertransformatoren anwendungsspezifisch ausgewählt werden müssen
In einem industriellen Schaltschrank gelten für einen Steuertransformator andere Betriebsanforderungen als für einen Transformator, der hauptsächlich für stationäre Leistungslasten vorgesehen ist. Seine Aufgabe besteht typischerweise darin, eine geeignete Sekundärspannung für Steuerstromkreise bereitzustellen und – sofern es die Auslegung erfordert – eine galvanische Trennung zwischen Versorgung und angeschlossenen Betriebsmitteln herzustellen.
Zu den Verbrauchern in Steuerstromkreisen können Schütz- und Relaisspulen, Magnetventile, SPS, HMIs, Sicherheitsrelais und weitere Automatisierungskomponenten gehören. Abhängig von der Systemarchitektur kommen beispielsweise Sekundärspannungen von 24 V AC oder 230 V AC zum Einsatz.
Ein wesentliches Auswahlkriterium ist das Verhalten elektromagnetischer Verbraucher beim Schalten. Schütze, Relais und Magnetventile können beim Anziehen kurzzeitig einen deutlich höheren Strom aufnehmen als im stationären Betrieb. Der Transformator darf daher nicht ausschließlich anhand des kontinuierlichen VA-Bedarfs dimensioniert werden. Ebenso zu berücksichtigen ist der kurzzeitige Einschaltbedarf der angeschlossenen Lasten.
Ist der Transformator für diese Betriebsbedingungen nicht ausreichend dimensioniert, kann die Sekundärspannung während des Schaltvorgangs absinken. Abhängig von der Anwendung und den angeschlossenen Geräten können übermäßige Spannungseinbrüche unter anderem zu Schützflattern, Relaisabfall, Neustarts von Steuerungskomponenten oder einem instabilen Maschinenbetrieb beitragen.
Bei der Auswahl sind außerdem die für Maschine, Schaltschrank, Installation und Zielmarkt geltenden Normen und regulatorischen Anforderungen zu berücksichtigen. Dazu können beispielsweise UL 508A für industrielle Schaltschränke in Nordamerika sowie die Normenreihe IEC/EN 61558 für bestimmte Transformatoren- und Stromversorgungsanwendungen gehören.
TPS unterstützt die Transformatorenbeschaffung auf Grundlage dieser elektrischen und anwendungsspezifischen Anforderungen einschließlich der für das jeweilige Projekt geforderten Dokumentation und Zulassungen. Einen umfassenderen Überblick über die Vertriebs- und Beschaffungsleistungen bietet der Beitrag TPS als globaler Vertriebspartner für Elektronik.
2. TPS Transformatoren-Vertriebsservice: Beschaffung, Auswahl und Lieferung
TPS Elektronik ist bei der Transformatorenbeschaffung nicht auf einen einzelnen Hersteller beschränkt. Als globaler Vertriebspartner für elektronische und elektromechanische Komponenten kann TPS industrielle Transformatoren verschiedener Hersteller entsprechend den Anforderungen der jeweiligen Anwendung beschaffen.
Bei diesem herstellerunabhängigen Ansatz können mehrere Projektparameter gemeinsam berücksichtigt werden:
- Primär- und Sekundärspannung
- Frequenz
- kontinuierlicher VA-Bedarf
- Einschaltstromcharakteristik
- Transformatorentyp und Bauform
- erforderliche Zulassungen und Normen
- Einbau- und Umgebungsbedingungen
- Stückzahl und Produktionsvolumen
- Lieferzeit und Lieferplan
Der Transformatoren-Vertriebsservice kann Anforderungen von Prototypen- und Pilotmengen bis hin zum wiederkehrenden Serienbedarf unterstützen. Bei Bedarf kann TPS zudem bei der technischen Klärung im Rahmen des RFQ-Prozesses unterstützen und die erforderliche Produkt- und Konformitätsdokumentation koordinieren.
Ein Beispiel für den übergreifenden Ansatz von TPS bei Beschaffung und Zielmarktanforderungen bietet die Fallstudie zu globaler Vertriebspartnerschaft und Compliance.
2.1 Transformatorentypen für industrielle Anwendungen
Je nach Anwendung kann TPS unterschiedliche Kategorien industrieller Transformatoren beschaffen, darunter:
- Steuertransformatoren zur Versorgung von Schützen, Relais, Magnetventilen und weiteren Verbrauchern in Steuerstromkreisen
- Trenntransformatoren für Anwendungen, bei denen eine galvanische Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsstromkreis erforderlich ist
- Maschinentransformatoren für Steuer- und Hilfsstromkreise innerhalb industrieller Maschinen
- Drehstromtransformatoren für industrielle Anwendungen und Automatisierungssysteme mit höherem Leistungsbedarf
- Vergossene Transformatoren für Anwendungen, bei denen die Bauform besondere Umgebungs- oder mechanische Anforderungen berücksichtigen muss
Nennleistungen und Konfigurationen hängen vom jeweiligen Hersteller und der ausgewählten Produktserie ab. Der geeignete Transformator sollte daher anhand der tatsächlichen elektrischen, mechanischen, umgebungsbezogenen und regulatorischen Anforderungen bestimmt werden und nicht allein anhand der Transformatorenkategorie.
Die Bündelung der Transformatorenbeschaffung über einen zentralen Lieferpartner kann zudem den Einkauf vereinfachen, wenn für eine Maschine oder ein Produktionsprogramm mehrere Transformatorentypen oder -konfigurationen benötigt werden.
2.2 Wichtige Auswahlkriterien: Spannung, VA-Leistung und Einschaltstrom
Die korrekte Dimensionierung beginnt mit den Anforderungen an Ein- und Ausgang. Die Primärspannung muss zur verfügbaren Versorgung passen, während die Sekundärspannung den Anforderungen des angeschlossenen Steuerstromkreises entsprechen muss. Zusätzlich sollten Frequenz, Spannungstoleranzen, erforderliche Anzapfungen und die vorgesehene Trennung definiert werden.
Die kontinuierliche Belastung wird üblicherweise in Voltampere (VA) angegeben. Bei einem Steuertransformator ist die Summe der stationären Lasten jedoch nur ein Teil der Dimensionierung. Zusätzlich muss berücksichtigt werden, welche Verbraucher gleichzeitig eingeschaltet werden können und welchen Einschaltbedarf elektromagnetische Komponenten wie Schütze und Relais aufweisen.
Eine typische technische Bewertung berücksichtigt daher:
- den gesamten kontinuierlichen VA-Bedarf der angeschlossenen Verbraucher,
- den Einschaltbedarf in VA von Schützen, Relais, Magnetventilen und vergleichbaren Komponenten,
- die Verbraucher, die gleichzeitig eingeschaltet werden können,
- den zulässigen Abfall der Sekundärspannung während des Schaltvorgangs,
- gegebenenfalls eine für die Anwendung oder nach den zugrunde gelegten Konstruktionsrichtlinien erforderliche Auslegungsreserve.
Anstatt für jede Anwendung pauschal einen festen prozentualen Sicherheitsaufschlag anzusetzen, sollte die Dimensionierung anhand der tatsächlichen Lastcharakteristik und der Auswahldaten des Transformatorherstellers erfolgen.
Das Sales-Engineering-Team von TPS kann im Rahmen des RFQ-Prozesses die verfügbaren Anwendungsdaten prüfen und bei der Ermittlung geeigneter Transformatoroptionen unterstützen. Weitere Informationen zum Beschaffungs- und Logistikansatz von TPS finden Sie unter Supply-Chain-Optimierung für Elektronik.
3. Normen und Konformitätsanforderungen: UL 508A und IEC 61558
Normen und Zulassungen sind ein wesentlicher Bestandteil der Transformatorenauswahl, insbesondere bei Maschinen und Anlagen für internationale Zielmärkte.
Für industrielle Schaltschränke, die für den nordamerikanischen Markt vorgesehen sind, kann UL 508A für Aufbau und Zertifizierung des vollständigen Schaltschranks relevant sein. Die Auswahl des Transformators muss daher mit den Anforderungen der Schaltschrankkonstruktion, den anwendbaren Komponentennormen und dem vorgesehenen Zertifizierungs- beziehungsweise Listing-Verfahren abgestimmt werden.
Für den europäischen Markt können Transformatoren unter die einschlägigen EU-Rechtsvorschriften fallen, darunter – sofern deren Anwendungsbedingungen erfüllt sind – die Niederspannungsrichtlinie 2014/35/EU. Die Normenreihe IEC 61558 und die entsprechenden EN-Normen behandeln Sicherheitsanforderungen für verschiedene Transformatoren, Drosseln, Stromversorgungsgeräte und deren Kombinationen.
Welche Normen und Zulassungen im konkreten Fall erforderlich sind, hängt vom Transformatorentyp, der Anwendung, der Konstruktion des Endgeräts und dem Zielmarkt ab. CE-Kennzeichnung, UL- oder CSA-Zertifizierungen und andere Zulassungen sind daher nicht als austauschbare Anforderungen zu betrachten.
TPS kann Transformatoren entsprechend den im RFQ festgelegten Zulassungs- und Dokumentationsanforderungen beschaffen. Die benötigten Unterlagen sollten bereits während des Beschaffungsprozesses definiert und für das ausgewählte Produkt geprüft werden, bevor dieses in das Endgerät integriert wird.
Ein Beispiel für den Umgang von TPS mit dokumentierten Qualitätsprozessen bietet die Fallstudie zur Qualitätssicherung.
4. Anwendungen: Schaltschränke, Werkzeugmaschinen und Fabrikautomation
Industrielle Transformatoren kommen in zahlreichen Anwendungen der Automatisierungs- und Maschinenbautechnik zum Einsatz. Typische Einsatzbereiche sind:
- Schaltschränke für die Fabrikautomation: Ein Steuertransformator kann Schützspulen, Relais und weitere AC-Verbraucher des Steuerstromkreises versorgen. Eine korrekte Dimensionierung unter Berücksichtigung gleichzeitig anziehender Verbraucher kann dazu beitragen, die Sekundärspannung innerhalb des für die angeschlossenen Komponenten erforderlichen Betriebsbereichs zu halten.
- Galvanische Trennung in Werkzeugmaschinen: Ein Trenntransformator kann eine galvanische Trennung zwischen Netzversorgung und definierten Maschinenstromkreisen herstellen. Erforderliche Nennleistung, Isolationssystem, Schutzmaßnahmen und anzuwendende Normen hängen von der Maschinenkonstruktion und der elektrischen Architektur ab.
- Motorsteuerungen: Steuertransformatoren können Schütze, Motorstarter, Schutzeinrichtungen und Hilfsstromkreise versorgen. Können mehrere elektromagnetische Verbraucher gleichzeitig schalten, wird deren kombinierter Einschaltbedarf zu einem wichtigen Parameter für die Dimensionierung des Transformators.
- Industrielle Automatisierungssysteme: Transformatoren können eingesetzt werden, um bestimmte AC-Spannungen oder eine galvanische Trennung für Hilfsstromkreise in Produktionsmaschinen, Testsystemen und Automatisierungsanlagen bereitzustellen.
In allen diesen Anwendungen sollte die Transformatorenauswahl sowohl die kontinuierliche Belastung als auch dynamische Betriebszustände berücksichtigen. Einschaltverhalten, Spannungsregelung, Isolation, thermisches Verhalten, Einbaubedingungen und anzuwendende Normen sollten als Teil der gesamten elektrischen Auslegung bewertet werden.
5. RFQ-Checkliste für industrielle Steuertransformatoren
Vollständige Anwendungsdaten bereits in der RFQ-Phase können die technische Klärung vereinfachen und die Auswahl geeigneter Transformatoroptionen unterstützen.
- Primärspannung: Nenneingangsspannung sowie erforderliche Anzapfungen oder Spannungsbereiche
- Sekundärspannung: erforderliche Ausgangsspannung beziehungsweise mehrere benötigte Sekundärspannungen
- Frequenz: beispielsweise 50 Hz, 60 Hz oder 50/60 Hz, je nach Anforderung
- Kontinuierliche Last: gesamter VA-Bedarf unter normalen Betriebsbedingungen
- Einschaltlast: Einschaltbedarf in VA und Schaltcharakteristik gleichzeitig anziehender Schütze, Relais, Magnetventile oder anderer Verbraucher
- Transformatorentyp: Steuer-, Trenn-, Maschinen-, Drehstrom- oder vergossener Transformator beziehungsweise eine andere erforderliche Bauform
- Einbauanforderungen: Montageart, Abmessungen, Anschlusskonfiguration, Gehäuseanforderungen und verfügbarer Einbauraum
- Umgebungsbedingungen: relevante Temperatur-, Feuchtigkeits-, Staub- und Vibrationsbedingungen sowie weitere Betriebsbedingungen
- Normen und Zulassungen: erforderliche UL-, CSA-, CE-bezogene, IEC/EN- oder sonstige projektspezifische Anforderungen
- Dokumentation: erforderliche Erklärungen, Zertifikate, technische Daten, Zeichnungen oder Konformitätsunterlagen
- Stückzahl und Terminplan: Prototypen-, Pilot- und Serienmengen einschließlich der gewünschten Liefertermine
6. FAQ
Worin unterscheidet sich ein Steuertransformator von einem Standard-Leistungstransformator?
Ein Steuertransformator wird entsprechend den Betriebsbedingungen industrieller Steuerstromkreise ausgewählt. Besonders relevant sind dabei Verbraucher wie Schütze, Relais und Magnetventile, die kurzzeitig hohe Einschaltströme verursachen können. Neben dem kontinuierlichen VA-Bedarf muss der Transformator die erforderliche Sekundärspannung auch während dieser Schaltvorgänge ausreichend bereitstellen können. Transformatoren, die primär für stationäre Lasten ausgelegt sind, können andere Betriebseigenschaften aufweisen.
Wie dimensioniere ich einen Steuertransformator für meinen Schaltschrank?
Zunächst wird der gesamte kontinuierliche VA-Bedarf der angeschlossenen Verbraucher ermittelt. Zusätzlich ist der Einschaltbedarf der elektromagnetischen Komponenten zu bestimmen, die gleichzeitig eingeschaltet werden können. Anschließend sollte der Transformator anhand der Dimensionierungs- und Spannungsregeldaten des Herstellers ausgewählt werden. Dabei sind der zulässige Spannungsabfall, die Betriebsbedingungen und gegebenenfalls anwendungsspezifische Auslegungsreserven zu berücksichtigen. TPS kann bei der Auswahl unterstützen, wenn die relevanten Lastdaten vorliegen.
Kann TPS Transformatoren für nordamerikanische und europäische Anwendungen beschaffen?
TPS kann Transformatoren für Projekte mit unterschiedlichen Zielmärkten beschaffen. Erforderliche Ein- und Ausgangsspannungen, Frequenz, Normen, Zulassungen und Dokumentationsanforderungen sollten im RFQ angegeben werden, damit geeignete Transformatoroptionen bewertet werden können.
Welche Zertifizierungen oder Normen sollte ich angeben?
Das hängt vom Transformatorentyp, der Anwendung, dem Endgerät und dem Zielmarkt ab. UL-, CSA- und CE-bezogene Anforderungen sowie IEC/EN-Normen sind nicht untereinander austauschbar. Die anzuwendenden Anforderungen sollten im Rahmen der Konformitätsstrategie des Endgeräts festgelegt und bei der Transformatorenbeschaffung angegeben werden.
Wo finde ich weitere Informationen zu den Vertriebs- und Beschaffungsleistungen von TPS?
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite TPS Global Sales Partner Service sowie im Beitrag über globale Vertriebspartnerschaften für 2026.
