제조업체에서 직접 공급하는 변압기

＜b＞변압기는＜/b＞ 유도적으로 결합된 권선 간에 전기 에너지를 전달하는 전기 부품입니다. ＜b＞변압기는＜/b＞ 시간에 따라 변화하는 자기장을 이용하여 작동하므로, 교류 전압이나 스위칭 전압이 필요합니다.＜br＞\n＜br＞\n구조에 따라 변압기는 전압 레벨을 변경하거나, 회로를 전기적으로 절연하거나, 전기 신호를 전송합니다. ＜b＞‘변압기’와＜/b＞ ＜b＞‘전압 변환기’라는＜/b＞ 용어는 부분적으로 유사하게 사용되기도 하지만, 기술적으로는 항상 동일한 기능을 의미하지는 않습니다. 변압기는 주로 신호 전송에 사용됩니다. 전압 변환기는 기존의 자기 변압기가 없는 전자 회로를 지칭하기도 합니다.＜br＞

1차 권선에 인가된 ＜b＞1차 전압은＜/b＞ 코어 내에 변화하는 자속을 생성합니다. 이 자속은 2차 권선을 통과하며, 그곳에서 ＜b＞2차 전압을＜/b＞ 유도합니다.＜br＞\n＜br＞\n이상적인 ＜b＞변환비는＜/b＞ 권선 수의 비율에 따라 결정됩니다. 2차 권선의 권선 수가 1차 권선보다 적으면 전압이 낮아집니다. 반면 권수가 많을수록 전압은 상승합니다. 전달 가능한 전력은 철심 단면적, 주파수, 전선 단면적, 냉각 조건 및 허용 발열량에 의해 제한됩니다.＜br＞\n＜br＞\n실제 운전 시에는 구리 손실, 철심 손실 및 자기 누설 자속이 발생합니다. 이들은 전압 강하와 열을 유발합니다. ＜b＞무부하 전류는＜/b＞ 주로 ＜b＞자화 전류와＜/b＞ 철심 손실을 보전하기 위한 부분으로 구성됩니다.＜br＞

구조는 보호 기능, 전압 수준, 전력, 주파수 및 설치 환경에 따라 결정됩니다.＜br＞\n＜ul＞＜li＞＜b＞소형 변압기는＜/b＞ 소형 전자 기기, 제어 장치 및 인쇄 회로 기판에 전원을 공급합니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞절전 변압기는＜/b＞ 하나의 공통 권선을 통해 전압을 조정합니다. 이 변압기는 갈바닉 절연을 제공하지 않습니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞절연 변압기는＜/b＞ 두 회로를 전기적으로 분리하며, 보호, 시험 작업 및 간섭이 적은 전원 공급에 사용됩니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞안전 변압기는＜/b＞ 인체 보호에 대한 요구 사항이 높은 응용 분야를 위해 보호용 저전압을 생성합니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞링 코어 변압기는＜/b＞ 콤팩트한 구조와 낮은 외부 ＜b＞누설 자기장을＜/b＞ 제공하지만, 높은 시동 전류를 유발할 수 있습니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞인쇄＜/b＞ 변압기와 회로 기판 ＜b＞변압기는＜/b＞ 회로 기판에 직접 장착됩니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞주전원 변압기는＜/b＞ 일반적으로 주파수 대역에서 작동하며, 기기나 제어 장치에 전원을 공급합니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞평면 변압기는＜/b＞ 평평한 권선 구조를 사용하며, 소형 전력 전자 모듈에 적합합니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞펄스 변압기는＜/b＞ 갈바닉 절연 상태에서 짧은 전기 펄스나 제어 신호를 전송합니다. ＜/li＞＜li＞＜b＞고주파＜/b＞ 변압기와 ＜b＞스위칭 전원 변압기는＜/b＞ 높은 스위칭 주파수로 작동하며, 이를 위해 적합한 페라이트 소재가 필요합니다. ＜/li＞＜/ul＞＜b＞‘전력 변압기’라는＜/b＞ 용어는 주로 대규모 전력 전송용 변압기에 사용됩니다. 반면 ROTIMA 웹사이트에 소개된 제품군은 기기, 전자기기 및 산업용 애플리케이션을 위한 변압기와 권선 제품에 중점을 두고 있습니다.＜br＞

변압기는 기본적으로 자석 코어, 권선, 절연체, 단자 및 경우에 따라 외장이나 주입재로 구성됩니다. 전력 주파수용 구조의 경우, 주로 적층 전기강판이 사용됩니다. 더 높은 주파수의 경우에는 대개 ＜b＞페라이트 코어가＜/b＞ 사용됩니다. ＜br＞\n＜br＞\n권선은 일반적으로 절연 처리된 구리선으로 구성됩니다. 선경과 권선 구조는 전류, 주파수, 발열 및 사용 가능한 권선 공간에 따라 결정됩니다. 고주파의 경우, 고주파 연선을 사용하면 전류 밀집에 의해 발생하는 손실을 줄일 수 있습니다.＜br＞\n＜br＞\n ＜b＞권선 절연재는＜/b＞ 작동 전압, 시험 전압 및 온도 등급에 부합해야 합니다. 여기에는 왁스 코팅 선, 절연 필름, 테이프, 코일 본체 및 주입재가 포함됩니다. ROTIMA AG는 고객 맞춤형 인덕터에 대해 UL 파일 E346192 및 F급을 준수하는 UL 등재 절연 시스템을 지정합니다. ＜br＞

Die Auslegung beginnt mit Primärspannung, Sekundärspannung, Frequenz, Ausgangsstrom, Nennleistung und Betriebsart. Aus Spannung, Frequenz, Kernquerschnitt und zulässiger Flussdichte wird die erforderliche Windungszahl abgeleitet. Der Drahtquerschnitt folgt aus Strombelastung, zulässiger Stromdichte und thermischer Grenze.

Anschließend werden Kupferverluste und Kernverluste berechnet. Beide bestimmen den Wirkungsgrad und den erwarteten Temperaturanstieg. Zusätzlich müssen Spannungsregelung, Leerlaufstrom, Einschaltstrom, Kurzschlussverhalten und Isolation geprüft werden.

Für eine kundenspezifische Auslegung betrachtet unser Engineering außerdem Bauraum, Befestigung, Anschlusslage, Kühlung, Lastprofil und EMV Anforderungen. ROTIMA AG setzt nach eigenen Angaben 2D und 3D FEM Verfahren ein, um elektrische, thermische und mechanische Eigenschaften zu simulieren und vor der Serienfreigabe zu validieren.

Gebräuchliche Kernformen sind EI-Kern, UI-Kern, M-Kern, Toroidkern und planare Kerne. Die Kernform beeinflusst Wickelraum, Bauhöhe, Montage, Streufeld, Materialverbrauch und Fertigungsaufwand.

EI Kerne sind weit verbreitet und wirtschaftlich herstellbar. UI Kerne bieten konstruktive Freiheiten bei Wicklung und Montage. M Kerne ermöglichen kompakte Transformatoren und können als offene, vergossene oder streuarme Ausführung gefertigt werden. Ein Toroidkern bildet einen geschlossenen magnetischen Kreis und wird für Ringkerntransformatoren verwendet.

Planare Kerne werden mit flachen Wicklungen kombiniert. Sie eignen sich besonders für geringe Bauhöhen und höhere Frequenzen. Die Auswahl darf nicht nur anhand der Abmessungen erfolgen, da Kernmaterial, Luftspalt, Sättigungsgrenze und Verlustverhalten ebenfalls berücksichtigt werden müssen.

Transformatorgeräusche entstehen hauptsächlich durch periodische Formänderungen des magnetisierten Kernmaterials und durch mechanische Kräfte zwischen Wicklungen und Blechen. Bei Netzfrequenz tritt das hörbare Grundgeräusch häufig mit der doppelten Netzfrequenz auf.

Eine zu hohe Flussdichte, Gleichspannungsanteile im Netz, lockere Kernpakete oder mechanische Resonanzen können das Brummen verstärken. Auch Überlastung oder eine ungeeignete Befestigung übertragen Schwingungen auf das Gehäuse.

Eine fachgerechte Auslegung, ein stabil aufgebauter Kern, geeignete Befestigung und Vakuumimprägnierung können die mechanische Bewegung reduzieren. Vollständig geräuschlos sind magnetische Bauteile unter realen Betriebsbedingungen jedoch nicht grundsätzlich.

Die anzuwendende Norm hängt von Transformatorart, Spannung, Leistung, Einsatzgebiet und Absatzmarkt ab. Für Transformatoren kleiner und mittlerer Leistung ist die Normenreihe EN IEC 61558 häufig relevant. Sie enthält allgemeine Anforderungen und besondere Teile für unterschiedliche Schutzfunktionen und Anwendungen.

ROTIMA AG nennt für Entwicklung und Berechnung unter anderem EN 61558, UL 5085 und IEC 60076. Für Werkstoffe und Isolationssysteme werden außerdem UL 94, IEC 60216 und IEC 60085 angegeben.

IEC 60076 betrifft Leistungstransformatoren und deren Prüfung. UL 5085 behandelt Niederspannungstransformatoren für den nordamerikanischen Markt. Welche Norm verbindlich ist, muss im Projekt anhand des vorgesehenen Produkts und der späteren Zulassung festgelegt werden.

Der Wirkungsgrad von Trafos ist das Verhältnis der abgegebenen Wirkleistung zur aufgenommenen Wirkleistung. Er hängt stark von Leistung, Bauart, Frequenz, Kernmaterial und Belastung ab. Ein pauschaler Wert ist deshalb technisch nicht belastbar.

Bei geringer Belastung dominieren die weitgehend lastunabhängigen Kernverluste. Mit zunehmendem Strom steigen die Kupferverluste quadratisch an. Der höchste Wirkungsgrad liegt daher meist in einem bestimmten Bereich unterhalb oder nahe der Nennlast.

Für die Projektauslegung betrachtet ROTIMA AG nicht nur einen Spitzenwert. Unsere Ingenieure bewerten den realen Lastzyklus, die Leerlaufzeiten, die Umgebungstemperatur und die zulässige Erwärmung. So lässt sich vermeiden, dass ein überdimensionierter Transformator dauerhaft unnötige Leerlaufverluste verursacht oder ein zu kleiner Trafo thermisch überlastet wird.

Die IP Schutzart beschreibt den Schutz eines Gehäuses gegen Berührung, Fremdkörper und Wasser. Offene Transformatoren besitzen ohne zusätzliches Gehäuse keine mit einer gekapselten Baugruppe vergleichbare Schutzwirkung. Durch Gehäuse, Tränkung oder Verguss kann der Schutz erhöht werden.

ROTIMA AG nennt für kundenspezifische Wickelgüter Vakuumtränkung und vollvergossene Baugruppen bis zu erhöhten IP Anforderungen. Eine konkrete IP Schutzart darf erst nach konstruktiver Auslegung und entsprechender Validierung angegeben werden.

Temperaturklassen und Isolationsklassen legen fest, für welche thermische Beanspruchung ein Isolationssystem geeignet ist. Häufige Klassen sind A, E, B, F und H. Sie entsprechen unterschiedlichen zulässigen Grenztemperaturen. ROTIMA AG dokumentiert ein UL gelistetes Isolationssystem der Klasse F. Die tatsächlich zulässige Betriebstemperatur hängt zusätzlich von Umgebungstemperatur, Temperaturanstieg und vorgesehener Lebensdauer ab.

변압기의 시험은 구조와 규격에 따라 달라집니다. 일반적인 시험 항목으로는 변압비, 무부하 전압, ＜b＞무부하 전류＜/b＞, 권선 저항, 절연 저항, 내전압 및 전기적 안전성이 포함됩니다.＜br＞＜br＞부하 상태에서는 출력 전압, 발열 및 손실을 시험합니다. 용도에 따라 단락 시험, 서지 전압 시험, 부분 방전 측정 또는 자기 누설장 측정 등이 추가됩니다.＜br＞＜br＞당사의 검증에는 전기적 측정값, 열 시험 및 문서화된 시험 보고서가 포함될 수 있습니다. 또한 ROTIMA AG는 숨겨진 납땜 접합부, 층 구조 및 잠재적인 주입 결함을 확인하기 위한 X선 분석을 수행합니다. 구체적인 검사 순서는 제품 사양 및 적용 가능한 표준에 따라 결정됩니다.＜br＞