Welches Netzteil?

This area has not been translated yet. Please stand by. Thank you for your understanding!

Gerade bei Anfängern im Anodisierbereich gibt es öfter Unsicherheit bezüglich der Auswahl des geeigneten Netzgerätes.
In diesem Artikel geben wir Ihnen einige Informationen zur Auswahl des richtigen Netzteils für Ihre Anodisierungen und zur korrekten Einstellung von Strom und Spannung.

Inhalt

1. Arten von Netzteilen
2. Das passende Netzteil
3. Einstellung von Strom und Spannung

1. Arten von Netzteilen

Es gibt eine Vielzahl von Ausführungen der hier betrachteten Gleichspannungsnetzteile (Wechselspannungsnetzteile lassen wir außen vor, da wir für unsere Art der Anodisierung nur Gleichspannung verwenden). Je nach Anwendung unterscheiden diese sich ganz erheblich.

• Ungeregeltes Festspannungsnetzteil
  An dieser Bauart lassen sich weder Spannung noch Strom einstellen und es existiert auch keine Regelung. Für Eloxierungen ist diese Bauart nicht zu empfehlen.
• Geregeltes Festspannungsnetzteil
  Auch hier lassen sich keine Einstellungen vornehmen. Es wird eine geregelte feste Spannung geliefert. Meist existiert auch eine Strombegrenzung, gelegentlich eine Anzeige für den fließenden Strom. Für Eloxierungen ist dieser Typ ebenfalls nicht geeignet.
• Batterieladegerät
  Hier lassen sich üblicherweise keine Einstellungen der Spannung vornehmen. Allerdings verfügen zumindest die etwas höherwertigen Geräte über eine Stromregelung und eine Einstellmöglichkeit. Für Eloxierungen ist dieser Typ aber meist wenig geeignet. Insbesondere die niedrige Ausgangsspannung verhindert oft eine vernünftige Schichtbildung. Auch lässt die Feineinstellung des Stroms (sofern überhaupt vorhanden) oft zu wünschen übrig.
• Geregeltes Netzteil mit einstellbarer Spannung
  Dieser Netzteiltyp verfügt über entsprechende Möglichkeiten, die Ausgangsspannung über einen größeren Bereich (meist von 0V an) einzustellen. Eine entsprechende Spannungsanzeige - digital (in Ziffern) oder analog (Zeigerinstrument) ist praktisch immer vorhanden. Es existiert meist auch eine Strombegrenzung. Diese Netzteile sind bedingt für Eloxierungen geeignet: zwar hat man keine Stromregelung zur Verfügung; da sich aber die Werte im Bad nur sehr langsam ändern, kann man z.B. den jeweils fließenden Strom mit Hilfe eines Multimeters messen und die Spannung dann von Hand z.B. alle 1-2 Minuten passend nachregeln.
• In Spannung und Strom einstellbares und geregeltes Netzteil („Labornetzteil“)
  Hier lassen sich alle Parameter einstellen und ablesen. Für Eloxierungen sind diese Geräte am besten geeignet.

Ein weiteres Merkmal, in dem sich Gleichspannungsnetzteile unterscheiden ist die Art der Transformierung, also die Art der Energieübertragung von der Netzanschlussseite zu den Ausgangsklemmen. Man unterscheidet grob:

• Linear geregelte Gleichspannungsnetzteile
  Diese Netzteile verfügen über einen entsprechend großen (und schweren) Transformator, der die 230V/50Hz-Wechselspannung auf entsprechend kleine Spannungswerte heruntertransformiert, die dann gleichgerichtet und danach längsgeregelt wird.
  Bei größeren Strömen werden diese Geräte sehr schwer, da der Transformator entsprechend ausgelegt sein muss. Achten Sie insbesondere bei solchen Geräten auf die Dauervolllastfestigkeit, da lineare Regelungen gerade bei kleinen Spannungen und hohen Strömen sehr viel Abwärme entwickeln.
• Schaltnetzteile (im Englischen „switching power supply“)
  Hier wird fast immer die Netzspannung zuerst gleichgerichtet und dann in eine hochfrequente (z.B. 150 kHz) Wechselspannung umgewandelt. Dann erst gelangt diese auf den Transformator und wird auf die gewünschte Ausgangsspannung heruntertransformiert. Der große Vorteil dieser Art Netzteile ist, dass man aufgrund der hohen Schaltfrequenz einen wesentlich(!) kleineren, leichteren und damit auch preiswerteren Transformator einsetzen kann. Gleichzeitig lassen sich so Strom und Spannung regeln. Das führt dazu, dass heutzutage praktisch alle Netzteile höherer Leistung so aufgebaut sind. Auch unser weiter unten beschriebenes Netzteil von ELV ist von dieser Bauart.

2. Das passende Netzteil

Die Wahl des richtigen Netzteils zum Eloxieren ist nicht wirklich schwer. Folgende Punkte sollten erfüllt sein (bzw. von Ihnen vor dem Kauf geprüft werden):

• Art des Netzteils: Gleichspannungsnetzteil
  Achten Sie darauf, dass Sie nur solche Netzteile verwenden - keine Wechselspannungsnetzteile. Die Ausgangsklemmen sollten also in irgendeiner Art und Weise mit „Plus“- und „Minus“ bezeichnet sein.
• Einstellbarer Spannungsbereich („Wieviel Volt hat das Gerät?“):
• Grundsätzlich gilt: je höher die maximale Ausgangsspannung ist, desto besser ist es. Mit einem Netzteil, das von 0-50 Volt einstellbar ist, können Sie (natürlich nur bei sonst gleichen Daten) dieselben Eloxierungen durchführen wie bei einem Netzteil, das nur von 0-30 Volt einstellbar ist, haben aber noch Reserve z.B. für Harteloxalschichten.
• Der Richtwert für normaldicke, dekorative Schichten (also praktisch 90% aller Eloxierungen) ist:
  Spannungseinstellung mindestens von 0-25 Volt
• Wenn Sie auch Harteloxalschichten (> 25µm Schichtdicke) erzeugen möchten, kommen durchaus Netzteile mit Spannungsbereichen von 0-60, 0-90 oder sogar 0-120 Volt in Frage.
• Wahl des Strombereichs:
  Wir empfehlen 1,5A pro dm² zu eloxierender Oberfläche für dekorative Schichten. Wenn Sie sich beispielsweise ein Netzteil mit einem einstellbaren Bereich von 0-5 Ampere anschaffen, so können Sie dann Werkstücke mit maximaler Oberfläche von 5A/1,5A*dm² = 3,3 dm² anodisieren. Wichtig: oftmals verschätzen sich Anfänger bzgl. der Gesamtoberfläche eines Bauteils. Denken Sie daran, dass Sie wirklich alle Flächen wie Hohlräume, Rückseiten von Blechen usw. einrechnen. Weiterhin wachsen erfahrungsgemäß mit den Erfolgen auch die Anforderungen und Bauteilgrößen. Sie sollten also großzügige Reserven beim Maximalstrom einplanen!
  Auch hier gilt deshalb: je höher der Maximalstrom, desto besser (und leider auch desto teurer)
• Saubere Regelbarkeit über den gesamten Bereich
  Damit auch Kleinteile korrekt eloxiert werden können, sollte sich der Strom auch bei geringen Stromstärken sauber einstellen lassen. Viele preiswerte Netzteile besitzen nur eine grobe Einstellmöglichkeit oder lassen sich nur bis zu einem Mindestwert herunterregeln. Das kann bei kleinen Einzelstücken zu Problemen führen.
  Also: darauf achten, dass die Stromregelung auch sauber bis zu 0 Ampere herunter arbeitet.
• Dauervolllastfestigkeit
  Achten Sie auf eine ausreichende Dauervolllastfestigkeit. Oftmals werden die angegebenen Maximalwerte nur für eine begrenzte Zeit (z.B. 5 Minuten) erreicht - z.B. wenn Kühlkörper unterdimensioniert sind, das Gerät sich übermäßig erhitzt und dann abschaltet. Gute Geräte können ihre Maximalleistung ohne Zeitbeschränkung liefern.
• Kurzschlussfestigkeit
  Das Netzteil sollte dauerkurzschlussfest sein. Bei einem versehentlichen Kontakt von Anode und Kathode (z. B. beim Einhängen der Werkstücke) darf das Netzteil keinen Schaden nehmen.

3. Einstellung von Strom und Spannung

Am Beispiel eines einfachen Gerätes möchten wir Ihnen nun zeigen, wie Sie Ihr Netzteil korrekt einstellen und verwenden. Wir benutzen dabei das Netzteil SPS-9000 von ELV (ein älteres, aber durchaus brauchbares Gerät) mit folgenden Daten:

• Bauart: Primärgetaktetes Schaltnetzteil mit hohem Wirkungsgrad
• Ausgangsspannung: 0-30V, geregelt, Anzeigenauflösung 0,1 Volt
• Ausgangsstrom: 0-20A, geregelt, Anzeigenauflösung 0,01 Ampere
• Spannung und Strom sind grob und fein einstellbar
• Volllast- und kurzschlussfest

1. Alle Vorgabewerte auf 0 stellen
   Zuerst drehen Sie sowohl Spannung als auch Strom ganz zurück auf Null.
2. Kurzschließen
   Nun den Eingang kurzschließen, also Plus- und Minuspol verbinden
3. Die Spannung etwas aufdrehen, damit Strom fließen kann.
4. Den gewünschten Strom einstellen
5. Den Kurzschluss aufheben - die eingestellte Spannung wird angezeigt, der Strom geht auf 0 zurück
6. Die gewünschte Maximalspannung einstellen
7. Plus- und Minuspol mit Anode und Kathode verbinden