Transformator - Versionsgeschichte

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‎Ringkerne

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‎Ringkerne

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‎Kennwerte

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‎Kennwerte

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Besserwessi: /* Anzapfungen */

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‎Anzapfungen

Besserwessi: /* Kennwerte */

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‎Kennwerte

Besserwessi: /* Material */

2009-10-29T20:15:17Z

‎Material

Besserwessi: /* Stelltransformatoren */

2009-10-29T20:03:33Z

‎Stelltransformatoren

Besserwessi: /* Kennwerte */

2009-10-29T18:16:46Z

‎Kennwerte

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 === Ringkerne ===
-Mit einem Ringkern sind Transformatoren mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad und kleiner Baugröße möglich. Dafür ist die Herstellung (insbesondere das Wickeln der Spule) aufwändiger. Die Kernverluste sind wesentlich geringer als die von Transformatoren mit gestapelten Kernen.Allerdings haben Ringkerntrafos oft hohe Einschaltströme die besonders bei großen Leistungen aufwendig abgefangen werden müssen/sollten.
+Mit einem Ringkern sind Transformatoren mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad und kleiner Baugröße möglich. Dafür ist die Herstellung (insbesondere das Wickeln der Spule) aufwändiger. Die Kernverluste sind wesentlich geringer als die von Transformatoren mit gestapelten Kernen. Allerdings haben Ringkerntrafos oft hohe Einschaltströme die besonders bei großen Leistungen (ab etwa 50 VA) aufwendig abgefangen werden müssen/sollten.
 === Gestapelte Blechkerne ===

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 === Ringkerne ===
-Mit einem Ringkern sind Transformatoren mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad und kleiner Baugröße möglich. Dafür ist die Herstellung (insbesondere das Wickeln der Spule) aufwändiger. Die Kernverluste sind wesentlich geringer als die von Transformatoren mit gestapelten Kernen.
+Mit einem Ringkern sind Transformatoren mit vergleichsweise hohem Wirkungsgrad und kleiner Baugröße möglich. Dafür ist die Herstellung (insbesondere das Wickeln der Spule) aufwändiger. Die Kernverluste sind wesentlich geringer als die von Transformatoren mit gestapelten Kernen.Allerdings haben Ringkerntrafos oft hohe Einschaltströme die besonders bei großen Leistungen aufwendig abgefangen werden müssen/sollten.
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 === Gestapelte Blechkerne ===

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 * Der '''Wirkungsgrad''' ist das tatsächliche Verhältnis der primär- und sekundärseitigen elektrischen Leistung eines realen Transformators. Wegen der Verluste liegt er unter 1 (100 %). Transformatoren mit einer hohen Nennleistung (z.B. 1000 kVA) haben oft Wirkungsgrade von über 99 %, während er bei Kleintransformatoren oft unter 80 % liegt. Prinzipbedingt sind dabei kleinere Transformatoren schlechter. Der Wirkungsgrad ist keine feste Größe, sondern von der benutzten Leistung abhängig.
-* Als kurzschlußfest werden Transformatoren bezeichnet, die im Kurzschlußfall nicht zerstört werden.
+* Als kurzschlußfest werden Transformatoren bezeichnet, die im Kurzschlußfall nicht zerstört werden. Dies sind viele sehr kleine Transformatoren und spezielle Transformatoren mit großem Streufluss (z.B. Schweisstrafos).
 == Aufbau und Bauformen ==

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 === Kennwerte ===
-*Der '''Kurzschlußstrom''' fließt bei primärseitiger Nennspannung und sekundärseitigem Kurzschluß. Er ist um so höher, je kleiner die Kurzschlußspannung ist. Er ist viel höher als der Nennstrom und kann einen Transformator in kurzer Zeit zerstören. Für Transformatoren mit kleiner Kurschlußspannung sind Kurzschlüsse gefährlich. Als kurzschlußfest werden Transformatoren bezeichnet, die im Kurzschlußfall nicht zerstört werden.
+* Die '''Nennleistung''' wird in VA angegeben um zu zeigen, dass nicht die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung entscheidend ist. Begrenzend wirken die Verluste im Kupfer, die vom Effektivwert des Stromes abhängen. Kurzzeitig kann auch wesentlich mehr als der Nennstrom entnommen werden.
-*Bei einem Kurzschluß auf der Sekundärseite wird primärseitig auf den Strom bei Nennlast geregelt. Dazu muß die Primärspannung reduziert werden; die so eingestellte Primärspannung heißt '''Kurzschlußspannung'''. Sie hängt hauptsächlich von der Konstruktion des Kerns ab. Sie wird nicht absolut, sondern als prozentuales Verhältnis zur Nennspannung angegeben. Bei Transformatoren mit hoher Nennleistung liegt sie bei <10 %, bei Kleintransformatoren etwa bei 15...40 % und bei Schweißtransformatoren bei fast 100 %.
+* Die '''Leerlaufspannung''' liegt um einen gewissen Faktor (z.B. 1.1) höher als die Nennspannung. Erst bei Nennlast sinkt die Spannung auf den nominellen Wert. Entsprechend dem schlechten Wirkungsgrad ist der Unterschied bei kleineren Transformatoren größer.
-* Der '''Wirkungsgrad''' ist das tatsächliche Verhältnis der primär- und sekundärseitigen elektrischen Leistung eines realen Transformators. Wegen der Verluste liegt er unter 1 (100 %). Transformatoren mit einer hohen Nennleistung (z.B. 1000 kVA) haben oft Wirkungsgrade von über 99 %, während er bei Kleintransformatoren oft unter 80 % liegt. Prinzipbedingt sind dabei kleinere Transformatoren schlechter.
+* Die '''Leerlaufverluste''' ist die benötigte Leistung im Leerlauf. Das sind zum einen der Eisenverluste und vor allem bei kleinen Transformatoren auch die Kupferverluste für den Leerlaufstrom.
-* Die '''Leerlaufspannung''' liegt um einen gewissen Faktor (z.B. 1.1) höher als die Nennspannung. Erst bei Nennlast sinkt die Spannung auf den nominellen Wert. Entsprechend dem schlechten Wirkungsgrad ist der Unterschied bei kleineren Transformatoren größer.
+* Der '''Wirkungsgrad''' ist das tatsächliche Verhältnis der primär- und sekundärseitigen elektrischen Leistung eines realen Transformators. Wegen der Verluste liegt er unter 1 (100 %). Transformatoren mit einer hohen Nennleistung (z.B. 1000 kVA) haben oft Wirkungsgrade von über 99 %, während er bei Kleintransformatoren oft unter 80 % liegt. Prinzipbedingt sind dabei kleinere Transformatoren schlechter. Der Wirkungsgrad ist keine feste Größe, sondern von der benutzten Leistung abhängig.
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-* Die '''Nennleistung''' wird in VA angegeben um zu zeigen, dass nicht die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung entscheidend ist. Begrenzend wirken die Verluste im Kupfer, die vom Effektivwert des Stromes abhängen. Kurzzeitig kann auch wesentlich mehr als der Nennstrom entnommen werden.
 == Aufbau und Bauformen ==

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 * Die '''Nennleistung''' wird in VA angegeben um zu zeigen, dass nicht die Wirkleistung, sondern die Scheinleistung entscheidend ist. Begrenzend wirken die Verluste im Kupfer, die vom Effektivwert des Stromes abhängen. Kurzzeitig kann auch wesentlich mehr als der Nennstrom entnommen werden.
 == Aufbau und Bauformen ==
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 Ziel dieser Konstruktionen ist es, den Trafo so klein wie möglich zu bauen; also möglichst viel Kupfer im durch den Kern vorgegebenen Wickelquerschnitt unterzubringen.
-Der Kern eines Transformators besteht üblicherweise aus Eisen oder aus Ferriten. Der Querschnitt des Kerns wird dabei so gewählt, daß die Flußdichte nahe an die magnetische Sättigung herankommt. Wird die Feldstärke sehr hoch gewählt, steigt der Leerlaufstrom, das Brummen durch Magnetstricktion nimmt zu, und der Einschaltstrom wird höher.
+Der Kern eines Transformators besteht üblicherweise aus Eisen oder aus Ferriten. Der Querschnitt des Kerns wird dabei so gewählt, daß die Flußdichte nahe an die magnetische Sättigung herankommt. Wird die Feldstärke sehr hoch gewählt, steigt der Leerlaufstrom, das Brummen durch Magnetostriktion nimmt zu, und der Einschaltstrom wird höher.
 Für Netzfrequenz-Transformatoren verwendet man überwiegend sogenanntes Dynamoblech aus einer Eisen-Silizium-Legierung, bei Signalübertragern werden auch Eisen-Nickel-Legierungen eingesetz.
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 Transformatoren ohne magnetischen Kern bezeichnet man als Lufttransformatoren.
 === Luftspalt ===
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 === Anzapfungen ===
 Die Primärwicklung kann mehrere Anzapfungen aufweisen. Ein solcher Transformator ist dann für unterschiedliche Primärspannungen ausgelegt, wobei aber immer die gleiche Ausgangsspannungen erreicht werden soll.
 Ein Transformator z.B., der für den amerikanischen als auch den europäischen Markt gedacht ist, kann mit einer Anzapfung der Primärwicklung sowie einem Umschalter versehen sein. Oft werden hierzu jedoch zwei Wicklungen aufgebracht, die entweder parallel oder in Reihe geschaltet werden.
-Die Sekundärwicklung besitzt Anzapfungen, um aus einer Eingangs- mehrere Ausgangsspannungen zu erzeugen. Wird die Sekundärseite nach der Hälfte der Windungen angezapft, so wird dies als Mitten- oder Mittelanzapfung bezeichnet. Dieser Fall erlaubt besondere [[Gleichrichter]]schaltungen.
+Die Sekundärwicklung besitzt Anzapfungen, wenn aus einer Eingangs- mehrere Ausgangsspannungen erzeugt werden sollen. Wird die Sekundärseite nach der Hälfte der Windungen angezapft, so wird dies als Mitten- oder Mittelanzapfung bezeichnet. Dieser Fall erlaubt besondere [[Gleichrichter]]schaltungen.
 === Ringkerne ===
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 === Stelltransformatoren ===
 Stelltransformatoren besitzen einen beweglicher Gleitkontakt, über den jede einzelne Windung der Ausgangswicklung kontaktiert werden kann. Dadurch ist eine fast stufenlose Einstellung der Ausgangsspannung möglich.
 === Sonderformen ===
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 {{Ausbauwunsch|Kapitel "Aufbau und Bauformen", ein paar echte Verwendungsbeispiele/Schaltungen sowie Bilder...}}
 ==Weblinks==

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 Ziel dieser Konstruktionen ist es, den Trafo so klein wie möglich zu bauen; also möglichst viel Kupfer im durch den Kern vorgegebenen Wickelquerschnitt unterzubringen.
-Der Kern eines Transformators besteht üblicherweise aus Eisen oder aus Ferriten. Der Querschnitt des Kerns wird dabei so gewählt, daß die Flußdichte möglichst nahe an die magnetische Sättigung herankommt.
+Für Netzfrequenz-Transformatoren verwendet man überwiegend sogenanntes Dynamoblech aus einer Eisen-Silizium-Legierung, bei Signalübertragern werden auch Eisen-Nickel-Legierungen eingesetz.
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-Die wirtschaftlich größte Bedeutung haben Eisenlegierungen und ferromagnetische Stähle. Für Netzfrequenz-Transformatoren verwendet man überwiegend sogenanntes Dynamoblech aus einer Eisen-Silizium-Legierung, bei Signalübertragern werden auch Eisen-Nickel-Legierungen eingesetzt.
 Der Kern wird aus einzelnen Blechen aufgebaut. Je höher die Frequenz, desto dünner müssen die Bleche sein. Diese Bleche liegen senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses, dadurch werden Wirbelstromverluste reduziert. Zwischen den Blechschichten liegen isolierende Zwischenschichten, eine Beschädigung dieser Isolierung kann bei großen Transformatoren zu einer erheblichen lokalen Erwärmung führen.
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 Zur Herstellung von Ferritkernen wird das pulverförmige Ausgangsmaterial in eine Form gegeben und gesintert (unter Wärmezufuhr gepreßt). Dabei ergeben sich auch andere Gestaltungsmöglichkeiten für den Spulenkörper.
-Transformatoren ohne Kern bezeichnet man als Lufttransformatoren.
+Transformatoren ohne magnetischen Kern bezeichnet man als Lufttransformatoren.
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 === Luftspalt ===