Ratgeber
Eine Netzdrossel ist vergleichbar mit der Dunstabzugshaube in der Küche. Letztere drosselt die beim Kochen unweigerlich entstehenden Dämpfe und Gerüche, bevor sie sich in der Wohnung oder im Haus ausbreiten. Netzdrosseln machen dies mit hochfrequenten Störströmen. Hier erfahren Sie, wie Netzdrosseln funktionieren, welche Einsatzgebiete vorherrschen und worauf bei der Beschaffung zu achten ist.
In der Elektronik ist unter Drossel eine Induktionsspule zu verstehen, die Wechselströme höherer Frequenzen blockiert und gleichzeitig Gleichstrom und Wechselstrom niedrigerer Frequenzen durchlässt. Sie besteht in der Regel aus einer Spule aus isoliertem Draht auf einem Magnet-, Eisen- oder Ferritkern.
Die Impedanz – also der Wechselstromwiderstand – der Drossel steigt mit zunehmender Frequenz. Bei Netzdrosseln werden Ströme in der üblichen Netzfrequenz von 50 Hertz mit nur geringem Leistungsverlust durchgeleitet, zugleich begrenzt ihr Blindwiderstand die Menge des durchgelassenen Wechselstroms.
Die elektromagnetische Verträglichkeit, kurz EMV, ist die Fähigkeit elektrischer Geräte und Systeme, die unbeabsichtigte Erzeugung, Ausbreitung und den Empfang elektromagnetischer Energie einzuschränken. Ansonsten kann es zu elektromagnetischen Interferenzen oder sogar physischen Schäden in betriebsbereiten Geräten kommen. Ziel der EMV ist der korrekte Betrieb verschiedener Geräte in einer gemeinsamen elektromagnetischen Umgebung ohne Verlust der jeweiligen Leistung.
Durch den Einsatz von Netzdrosseln als EMV-Filter lässt sich die elektromagnetische Verträglichkeit mit relativ einfachen Mitteln erfüllen. Zumindest hinsichtlich hochfrequenter Oberschwingungen wie sie in Netzteilen vorkommen können. Netzdrosseln finden sich denn auch häufig in Gleichrichterstromversorgungen zum Beispiel für Vakuumröhrengeräte wie Radioempfänger oder Verstärker.
Ebenso wichtig sind sie in Motorsteuerungen zur Erzeugung von Gleichstrom, wo sie in Verbindung mit großen Elektrolytkondensatoren zur Beseitigung der Spannungswelligkeit am Gleichstrom-Ausgang verwendet werden.
Kleinere Drosseln sind in der Regel auch in Schaltnetzteilen installiert. Hier entfernen sie die höherfrequenten Schalttransienten aus dem Ausgang und manchmal auch aus dem Netzeingang. Sie besitzen oft Ringkerne aus Ferrit.
Sollten man auch bei Frequenzumrichtern Netzdrosseln verwenden?
Unbedingt, da sie die Oberschwingungen des Stroms wirksam bekämpfen. Außerdem reduziert eine Dreiphasen-Netzdrossel beim Betrieb eines Drehstrom-Asynchronmotors den Anlaufstrom um bis zu 30 Prozent, was der Lebensdauer des Motors, des Frequenzumrichters und der Kondensatoren zugute kommt. Die Leistung des Umrichters wird somit um einiges erhöht.
Was ist unter einer stromkompensierten Netzdrossel zu verstehen?
Die stromkompensierte oder Gleichtaktdrossel enthält zwei Spulen auf einen einzigen Kern. Sie eignet sich sehr gut zur Unterdrückung elektromagnetischen Störungen und Hochfrequenzstörungen in Stromversorgungsleitungen. Außerdem reduziert sie Fehlfunktionen von Leistungselektronikgeräten.
Die Gleichtaktdrossel lässt Differenzströme durch, während sie Gleichtaktströme blockiert. Der von den Differenzströmen im Kern erzeugte magnetische Fluss hebt sich in der Regel gegenseitig auf, da die Wicklungen gegensinnig gekoppelt sind. Daher weist die Drossel nur eine geringe Induktivität oder Impedanz für Gegentaktströme auf. Normalerweise bedeutet dies auch, dass der Kern bei großen Gegentaktströmen nicht in die Sättigung geht und der maximale Nennstrom stattdessen durch die Erwärmung des induktiven Widerstands bestimmt wird. Die Gleichtaktströme weisen jedoch aufgrund der kombinierten Induktivität der positiv gekoppelten Wicklungen eine hohe Impedanz auf.
Bis zu welcher Stromstärke sind Netzdrosseln erhältlich?
Großkalibrige Drosseln für Drehstromschaltungen akzeptierten Ströme bis zu 710 Ampere bei einer Bemessungsinduktivität von gerade mal 0,039 Millihenry. Die Nennströme kleiner Drosseln liegen in der Regel bei weniger als 1 Ampere bei Induktivitäten von 1 Millihenry oder weniger.
Welche Rolle spielt die Induktivität bei einer Gleichtaktdrossel?
Die Entstörwirkung und damit die Leistung der Drossel hängt nicht nur von der Induktivität ab. Denn je größer die Induktivität, desto eher geht die Drossel durch Störungen in die Sättigung. Der Filter wird dann unwirksam, vor allem bei impulsförmigen Störungen. So kann eine Gleichtaktdrossel mit 1 Millihenry eine bessere Entstörwirkung erzielen als eine Drossel mit 10 Millihenry.