Ich betreibe privat ein kleines Labor für Elektrotechnik in meinem Keller. An Ausrüstung steht eine dreiphasige Einspeisung 32 A zur Verfügung; die Spannung ist zwischen 0 und 400 V stufenlos über Stelltransformatoren mit Motorantrieb regelbar. Ferner kann Hochspannung bis 20 kV (50 Hz) einphasig gefahren werden. Die Ausrüstung umfasst weiterhin Asynchronmaschinen, Gleichstrommaschinen, Stromrichtertransformatoren, mehrere leistungselektronische Einrichtungen wie Frequenzumrichter und Gleichrichter, einen Schleifringläufer, digitale Speicheroszilloskope, Meßrechner, Lötplatz, Strom- und Spannungskonstanter, Hochstrom-Transformatoren und einiges mehr. Ich unterhalte ferner eine Sammlung an Hochleistungs-Thyristoren bis 1.000 A und mehrere Hochstrom-Dioden. Über DC-Hochspannungskonstanter kann zudem eine DC-Spannung bis 8.000 Volt geregelt gefahren werden.

Im Folgenden habe ich ein paar Fotos aus meinem Labor zusammengetragen.

Ansicht meiner B6C-Gleichrichterschaltung mit Thyristoren. Im Vordergrund das Zündgerät für die Thyristoren, dahinter die Schaltung mit Kühlkörpern, RC-Schutzbeschaltung und den Thyristoren selbst. Links neben der Anlage ein digitales Speicheroszilloskop. Im Hintergrund ein einphasiger Stromrichtertransformator.

Detailansicht meines dreiphasigen Stromrichtertransformators in Dyn5-Schaltung. Stromrichtertransformatoren haben die Aufgabe, einerseits die Spannung auf das leistungselektronische Niveau anzupassen (dieser hier übersetzt aber 1:1), andererseits die für die Kommutierung der Thyristoren notwendige Kommutierungsinduktivität bereitzustellen. Der Transformator ist ein vollständiger Eigenbau, inklusive Wicklungen.

Analoge Voltmeter zur Messung der Eingangsspannung von 400 V, 50 Hz dreiphasig an der B6C-Gleichrichterbrücke. Im Vordergrund ein Optokoppler zur Darstellung von Netzspannungen mit Erdbezug auf dem digitalen Speicheroszilloskop bis 1.000 V.

Digitales Speicheroszilloskop aus dem Hause HAMEG. Mit dem Gerät können schnell veränderliche elektrische Spannungen zweikanalig dargestellt, aber auch gespeichert werden. Die Daten werden an einen PC übertragen, wo die Auswertung erfolgt. Es können auch erdbezogene Netzspannungen bis 1.000 V oszillographiert werden.

B6C-Gleichrichterschaltung für Ströme bis 500 A und Spannungen bis 850 V DC. Mittels steuerbarer Halbleiterelemente (Thyristoren) wird eine dreiphasige Spannung von 400 V in eine Gleichspannung umgewandelt. Durch entsprechende Meßtechnik können Anoden-Kathoden-Spannung der Thyristoren, Zündimpulse, Kommutierungsspannung und vieles mehr erfaßt werden.

Blick in den Stelltransformator-Schrank. Die ankommende Netzspannung von 400 V, 50 Hz wird hier in eine stufenlos regelbare Spannung 0-400 V umgesetzt. Über Motorantriebe erfolgt die Verstellung der Stromabnehmer am Stelltransformator. Überschaltwiderstände verhindern automatisch den Einschaltstoß. Stromwandler messen hochgenau den Ausgangsstrom, während die Meßwerte am Pult zur Anzeige gelangen. Die Steuerung erfolgt mittels AUF-AB-Taster am Pult. Bemessungsstrom: 32 A. Der gesamte Schrank ist ein kompletter Eigenbau.

Blick auf Stromwandler und Überschaltwiderstände des Stelltrafos. Die Überschaltwiderstände haben die Aufgabe, den Einschaltstromstoß des Transformators zu begrenzen. Hierzu werden sie beim Zuschalten über Schütze automatisch in Reihe zum Trafo geschaltet; diese Widerstände werden dann nach 5 Sekunden mittels Schütz gebrückt. Die Stromwandler messen den Ausgangsstrom hochgenau.

Die Stromabnehmer des Stelltrafos bestehen aus Graphitwalzen, die auf den plan geschliffenen Flächen der Wickeldrähte laufen. Damit es nicht zu Windungsschlüssen kommt, wechseln sich immer zwei an einem Ende unverbundene Drähte der Wicklung ab. Die Stromabnehmer werden elektrisch über Motorantrieb bewegt.

Am Pult des Stelltransformators kann die Spannung stufenlos mittels AUF-AB-Taster verstellt werden. Endschalter melden die Endstellung der Stromabnehmer mittels Leuchtfeldern "Endstellung MIN/MAX erreicht!". Ferner werden mittels Digitalmesstechnik Phasenströme, verkettete Spannungen und Sternspannungen angezeigt. Alle Wandlergrößen sind über Buchsen zugänglich.

Dieses Bild zeigt einen derzeitig unbenutzten dreiphasigen Trennschalter für 12 kV in Innenraumausführung.

Separate Einspeisung für EDV und Rechnernetz. Um während der Experimente vor Spannungsausfällen geschützt zu sein, erfolgt die gesamte Einspeisung für EDV und Rechnernetz im gesamten Haus über eine eigene Dreiphasen-Niederspannungs-Einspeisung. Das Bild zeigt den Einspeisungsabgang vor der Inbetriebnahme.