Endstufenproblem Trafo

Hallo Forenfreunde,

ein Musikliebhaber hatte seine Stereo-Endstufe in der Werkstatt, weil beim Enschalten die Sicherung flog (10 A !). Er hatte sich an mich gewandt, weil er hoffte, ich könnte noch was retten. Obwohl oder weil die Wekstatt ihm gesagt hatte "Trafo kaputt", was ja doch sehr selten ist.

Verprügelt mich nicht, es ist ein Japaner! Eine Yamaha M-85, 2 Ohm-fähig, Ausgangsleistung 2 x 340 W Sinus an 4 Ohm. 23 kg schwer in der internationalen Ausführung mit umschaltbarer Netzspannung (auf 240V gestellt).

Wenn ich die Endstufe ans Netz hänge und einschalte, bestätigt sich, dass die 10A Primärsicherung fliegt und manchmal auch sogar die 16A Sicherung, mit der die 220V Haussteckdose abgesichert ist. Wenn ich einen Stelltrafo vorschalte und ihn auf 220 einstelle, dann die Endstufe einschalte, fliegt die 6A Primärsicherung des Stelltrafos, voher sehe ich an dessen Amperemeter, dass der Einschaltstrom auf 11-12A hochgeht und dort hängenbleibt bis die Sicherung nach 1-2 Sekunden durchgeht.

Wenn ich die (eingeschaltete) Endstufe von 0V am Stelltrafo langsam hochfahre, geht der Einschaltstrom nur kurzzeitig auf bis ca. 2 A und kommt dann bei weiterem Hochfahren auf <0,3A herunter. Bei ca. 170V schalten die LS-Relais frei. Bei 220V habe ich Gesamtleistungsaufnahme von ca. 44W. Dann Ruheströme einwandfrei (nach Service-Manual 15 mV Spannungsabfall über 0,22 Ohm Emitterwiderstand). LS Ausgänge sind Gleichspannungsfrei (DC < 8 mV, beide Kanäle). So am Stelltrafo langsam hochgefahren, also einwandfreies Verhalten. Bei normalem Einschalten aber Schluss mit Stromaufnahme von 11-12A am Netz, und dieser Strom bleibt, ist also nicht nur ein Impuls.

Die Werkstatt hatte diagnostiziert: Windungs-Schluss in einem Trafo (die M-85 hat zwei Trafos die primärseitig in Serie geschaltet sind), der nur beim Einschalten auftritt. Duch den anfänglichen starken Ladestrom (plötzlicher Aufbau des Magnetfeldes und Elko-Ladestrom - es sind 2 x 45000 µF + 2 x 33000 µF verbaut) würden durch die Lorentz-Kraft Windungen verformt und Windungen, die sich dabei berühren, erzeugten dann durch Windungsschluss und Isoloationsfehler den hohen Strom bis zum Ausfall der Sicherung.

Meine Beobachtung am Stelltrafo würde diese Diagnose bestätigen. Im Netzteil hinter den Trafos habe ich keinen Defekt finden können, weder in den vier grossen Brückengleichrichtern, noch bei den Siebelkos oder den übrigen Bauteilen. Im ausgeschalteten Zustand messe ich sekundärseitig bei den vier Sekundärwicklungen Ohmsche Widerstände von 2 x 1.2 Ohm für die 88V Ausgänge und 2 x 0,5 Ohm für die 40V Ausgänge. Primär messe ich am Netzstecker am stromlosen Gerät (Einschalter auf "ein") R= 2 Ohm und L = 0,37H.

Alle Messwerte sehen mir auf den ersten Blick unverdächtig aus. Was im Moment des Einschaltens passiert, kann ich ja nicht direkt verfolgen, sehe nur den hohen Strom, der den dauerhaften Schluss anzeigt, der bei langsamem Hochfahren am Stelltrafo aber eben nicht erfolgt.

Ich neige deshalb zur Bestätigung der vorherigen Wekstattdiagnose des Yamaha-Vertrags-Service.

Habe ich etwas übersehen?
Sind die beiden Trafos noch zu retten?

Ich habe Neubeschaffungskosten (wenn überhaupt möglich) noch nicht angefragt, erwarte aber dass diese horrend hoch sind.

Also Totalschaden durch Trafodefekt?


Gruss,
Reinhard

Hallo Achim,

die Frage nach dem Verhalten bei abgehängtem Netzteil hatte ich mir auch zunächst gestellt (sekundär offen) und wollte das probieren. Ich habe mich dann aber darauf beschränkt, das Netzteil dahingehend zu überprüfen, dass dort kein Bauteil einen Schluss macht.

Gleicher Fehler bei offenen Sekundärwicklungen würde ja bedeuten, dass der Windungsschluss von der Primärwicklung in einem der beiden seriell geschalteten Trafos ausgehen muss.

Mittlerweile habe ich aber wieder zusammengebaut. Kann also jetzt nicht auf die Schnelle Deine beiden Frage nach dem Verhalten bei offenen Sekundärwicklungen beantworten.

Ich frage mich auch, was das für ein Windungsschluss sein kann, bei dem 11-12A bei 220V primär fliessen und zwar, auch nach ca. 2 Sekunden, wenn die Trafos schon magnetisiert sind und ich schätze, dass nach dieser Zeit auch die Siebelkos bereits geladen sind. Das könnte also dem Zustand "keine Last sekundär" nahekommen, aber erst nachdem Anfangs ja doch erhebliche Last (Elkoladestrom) vorhanden war.

Was das für Trafos sind, kann ich Dir nicht sagen, da bin ich kein Kenner. Sie sehen aber für die Leistung des Verstärkers von 2x 340W an 4 Ohm recht mickrig aus. Jeder vielleicht von der Grösse eines Trafos im Grundig V 2000, der ja 2x 50W Sinus an 4 Ohm liefert.


Nicht mein Bild (dem web entliehen: http://hk.auctions.buystation.com/auctiondetails.html?id=251198):




Unter der aufgeklebten Gummimatte links die beiden kastenförmigen, fast quadratischen Trafos. Offenbar keine Schnittband-Typen, dafür sind sie nicht gross genug und zu "würfelförmig".

Der Yamaha MX-1000 ist der M-85 Endstufe nicht ganz unähnlich. Da sieht man den Trafotyp besser (Bild: http://www.diybuy.net/thread-548341-1-1.html). Im M-85 sind die Trafos nur kleiner.




Gruss,
Reinhard

Hallo Freunde,

Danke, dass Ihr Euch so einbringt! Wie ich sehe, sehen wir alle noch nicht so richtig klar.

Lasst mich nochmals zusammenfassen und auch noch Beobachtungen ergänzen:

1. Beim "weichen" Hochfahren mit Stelltrafo trat nur manchmal kurz ein erhöhter Strom bis 2A auf. In den meisten Fällen (das trage ich hier und jetzt nach), gab es da gar keinen erhöhten Strom, sondern mit der Spannung stieg der Strom proportional zur Spannung von Nullkommanichts auf den Maximalwert von ca. 0,2A (höchstens 0,3A) bei 220V =44W. Vielleicht war es so: Wenn ich schnell am Stelltrafo die Spannung hochgedreht habe, gab es einen erhöhten Strom, der dann bei höherer Spannung wieder zusammenfiel. So die Erinnerung, das aber unter Vorbehalt, müsste ich nochmal systematisch ansehen.

2. Beim harten Einschalten geht der Strom auf 11-12A und hängt auf dem Wert fest, bis nach 1-2 Sekunden entweder die Sicherung des Stelltrafos (6A träge) auslöst, wenn am Stelltrafo oder der Endstufe (10A träge) auslöst, wenn direkt an der 220V Haussteckdose. Einmal ist auch dazu der 16A Sicherungsautomat der Netzsteckdose geflogen (die NUR diese Steckdose sichert - ist die Steckdose, an der sonst der Wäschetrockner läuft, daher die exklusive Sicherung).

3. Der Netzschalter an der Endstufe ist ein einphasiger Schalter. Er schaltet nur die Spannung auf die beiden bei Spannungswähler auf 220V oder 240V) in Serie liegenden Primärwicklungen der beiden Trafos. Er schaltet die Trafos nicht zwischen seriell und parallel um, die Primärwicklungen sind bei Spannungswahl 220V und 240V dauernd seriell, bei Spannungswahl 100V und 120V dauernd parallel. Das Schaltbild hat Achim korrekt gezeigt, bei mir ist es das des R-Modells.

4. Wenn ich den Spannungswahlschalter an der Endstufe auf 100V oder 220V (statt 240V) stelle und am Stelltrafo diese Spannung jeweils vorwähle, dann die Endstufe an dieser Spannung hart einschalte, bleibt das Verhalten genau gleich: Strom geht sofort auf 11-12A und bleibt da bis die 6A Sicherung am Stelltrafo nach 1-2 Sekunden quittiert. Dabei, wie Achim richtig gesehen hat: Bei Spannungswähler auf 100V und 120V sind die Primärwicklungen der Trafos parallel geschaltet, bei 220V und 240V seriell. Parallel oder seriell macht also auch keinen Unterschied! Also ist das Verhalten des mglw. "schlechten Trafos" (angenommen, er wäre die Ursache) unabhängig vom anderen. Also spielt die Rolle des anderen Trafos als Vorwiderstand keine Rolle.

4. Die beiden Trafos werden nicht unterschiedlich warm. Die 11-12A Hochstromphase bei hartem Einschalten tolerieren die Sicherungen ja nur 1-2 Sekunden, zu kurz um aussen eine merklich unterschiedliche Erwärmung zu bewirken. Bei weichem Einschalten ist sowieso alles i.O. Dann gibt es ja gar keinen Schluss, also auch keinen grund warum die Trafos unterschiedlich warm werden sollten - werden sie auch nicht.


Nun meine Fragen:

a) An Dieter: Elkoprüfung
Dieter sagte: "Denkbar wäre ein Schluß eines Kondensators bei Stoßstrombehandlung, welcher nicht auftritt beim "sanften" Hochfahren, da die interne mechanische Belastung eine andere ist. Dies wäre mein Ansatz, den es noch zu prüfen gäbe."

Das Einfachste wäre, ich trenne erstmal sekundär alles ab (sekundär offen), dann kann ich zumindest alle Lasteffekte und Elkos ausschliessen. Ich fürchte aber, ohne sekundäre Last auch kein primärer Strombedarf und dann allles gut. Aber das sagt dann doch nichts aus....! Dann bin ich nicht klüger, oder? Es sei denn, dann gäbe es den Fehler dennoch - das wäre dann ein Hinweis auf einen Windungsschluss primär.

Dieter, wie denkst Du, sollte ich so eine Stromstoss-Elko-Prüfung hier praktisch machen? Die beiden 47mF Elkos hängen über Brückengleichrichter an den Sekundärseiten beider Trafos gemeinsam, ebenso die beiden 33mF Elkos. Ich kann keinen Elko der Sekundärseite nur eines Trafos zuordnen.

b) An Hans:
Gibt es eine Möglichkeit, Schalterprellen zu diagnostizieren?
Im Schaltbild "R-Model", das hier zutrifft, gibt es über dem Schalter einen sog. Knallfrosch (Entstörkondensator). Die M-85 ist nicht von Yamaha gelistet als Typ, bei dem dieser Kondensator ersetzt werden sollte, aber könnte er im Einschaltmoment versagen und einen Prelleffekt verursachen? Sollte ich ihn mal testweise einseitig ablöten oder gleich ersetzen?

c) An Achim:
Auch wenn ich auf 120V oder 100V schalte und am Stelltrafo (diese Spannung jeweils dort voreingestellt) hart einschalte habe ich den hohen Strom. Hier sind dann aber beide Trafos (fast) parallel. ich schreibe "fast", weil ein kleines Stück Wicklungsende des zweiten Trafos mitbenutzt wird, um den Ersten darauf zu schalten, denn am Ende dieser Wicklung im zweiten Trafo liegt ja noch die (Thermo?)-Sicherung, über die auch im Parallelbetrieb der Strom noch muss. Dieses Ende ist dann doch im Parallelbetrieb mit doppeltem Strom belastet! Wenn dort kein dickerer Wicklungsquerschnitt verwendet worden ist?...., hoffentlich wurde das!

Das ist auch noch die Crux, beide Trafos sind verschieden. Nur im zweiten die Sicherung und verschieden liegende Abgriffe.


d) An Andreas, Alle:

So sähe dann mein Testprogramm aus:

I. Zunächst: Knallfrosch am Schalter ersetzen, testen.

II. Sekundär alles offen an beiden Trafos. Nur indikativ, wenn dann der Fehler bleibt! (--> eine Primärwicklung mit Schluss?)


Wenn bei II. Fehler bleibt, weiter mit sekundär offenen Trafos.
Wenn bei II. Fehler verschwindet, sekundär wieder beide Trafos anschliessen.

III. Wenn ich am Spannungswähler 120V wähle, habe ich beide Primärwicklungen parallel. Wenn ich dann am 2. Trafo primär die Zuführung "OR" (orange) von Kontakt "3" des Spannungswählers ablöte und eine Verbindung von Kontakt "6" des Spannungswählers (Leitung "WH") direkt zum Anschluss des Netzsteckers, bzw. direkte Verbindung zwischen den Leitung "WH" und "VI" herstelle, habe ich den zweiten Trafo primär komplett "abgehängt". Stelltrafo auf 120V vorgewählt: Bleibt der Fehler, habe ich entweder Wicklungsschluss am 1. Trafo oder einer der grossen Sieb-Elkos reagiert mit Schluss.

IVa. Wenn ich aber am Spannungswähler 100V wähle und vom 1. Trafo die Leitung "BE" von Kontakt "4" des Spannungswählers trenne, und eine Verbindung zwischen den Leitungen "GY" und "VI" herstelle (bzw. direkte Verbindung von "GY" mit Netzstecker), dann habe ich den ersten Trafo primär komplett abgehängt. Bleibt der Fehler, habe ich entweder Wicklungsschluss am 2. Trafo oder einer der grossen Siebelkos reagiert mit Schluss.

IVb. Ist der Fehler im Fall IIa weg, sollte ich noch die Verbindung zwischen "GY" und "VI" wieder entfernen, die ja die interne Sicherung im 2. Trafo überbrückt. Tritt dann der Fehler wieder auf, liegt er im Bereich der Trafosicherung (am Anschluss der Leitung "VI" oder der letzten Wicklungen davor.

V. Wenn der Fehler in den drei Tests III und IVa / IVb bleibt, kann er nicht durch einen der beiden Trafos verursacht sein (Negativ-Ausschluss), vorausgesetzt, dass nicht beide Trafos den gleichen Fehler haben.

Tritt der Fehler sowohl unter III, IVa und IVb als auch unter II auf, bei "sekundär alles offen", bin ich erstmal ratlos.

Tritt der Fehler unter III, IVa und IVb, aber nicht unter II auf, ist ein Elko-Fehler möglich. Wie ich dann den faulen Elko aus den vier Monster-Elkos herausfinden kann, wohl nur durch probeweises Stück-für Stück Ersetzen durch testweise Elkos kleinerer Kapazität. Diese Monster-Elkos der passenden Geometrie liegen ja nicht auf der Strasse und kosten ein kleines Vermögen. Die kann ich keinesfalls -mal ebenso alle ersetzen - wie man das sonst vielleicht machen würde.

Seid Ihr mit meinem Testplan einverstanden?


Hier die Schaltung bei Spannungswähler auf 240V. Bei VI ganz unten am Trafo kann man unter der roten Linie die "~" als Zeichen für die interne Trafosicherung gerade noch erkennen. Der andere Trafo hat keine Sicherung!





Zwei Trafos, da denkt man eigentlich an "Doppel-Mono". Was man hier sieht: "Denkste! Von wegen, nicht bei 220 und 240V - nur bei 100V und 120V!

Gruss,
Reinhard