Transformatoriai tiesiogiai iš gamintojo

＜b＞Transformatoriai＜/b＞ yra elektriniai komponentai, skirti elektros energijai perduoti tarp indukciniu ryšiu sujungtų apvijų. ＜b＞Transformatorius＜/b＞ veikia naudojant laiko atžvilgiu kintantį magnetinį lauką, todėl jam reikalinga kintamoji įtampa arba perjungiamoji įtampa.＜br＞\n＜br＞\nPriklausomai nuo konstrukcijos, transformatorius keičia įtampos lygį, galvaniniu būdu atskiria elektros grandines arba perduoda elektrinius signalus. Terminai ＜b＞„perdavimo įrenginys“＜/b＞ ir ＜b＞„įtampos keitiklis“＜/b＞ kartais vartojami panašiai, tačiau techniškai jie ne visada apibūdina tą pačią funkciją. Perdavimo įrenginiai dažnai naudojami signalams perduoti. Įtampos keitikliai taip pat gali apibūdinti elektronines grandines be klasikinio magnetinio transformatoriaus.＜br＞

Pirminėje apvijoje prijungta ＜b＞pirminė įtampa＜/b＞ sukuria kintamą magnetinį srautą šerdyje. Šis magnetinis srautas prasiskverbia per antrinę apviją ir joje indukuoja ＜b＞antrinę įtampą＜/b＞.＜br＞\n＜br＞\nIdealus ＜b＞perdavimo santykis＜/b＞ atitinka apvijų skaičių santykį. Jei antrinė apvija turi mažiau apvijų nei pirminė, įtampa sumažėja. Jei apvijų skaičius didesnis, įtampa didėja. Perduodamą galią riboja šerdies skerspjūvis, dažnis, laido skerspjūvis, aušinimas ir leistinas įkaistimas.＜br＞\n＜br＞\nRealioje eksploatacijoje atsiranda vario nuostoliai, šerdies nuostoliai ir magnetiniai sklaidos srautai. Jie sukelia įtampos kritimą ir šilumos susidarymą. ＜b＞Tuščiosios eigos srovė＜/b＞ daugiausia susideda iš ＜b＞magnetizavimo srovės＜/b＞ ir dalių, skirtų šerdies nuostoliams padengti.＜br＞

Konstrukcija priklauso nuo apsaugos funkcijos, įtampos lygio, galios, dažnio ir montavimo sąlygų.＜br＞\n＜ul＞＜li＞＜b＞Maži transformatoriai＜/b＞ maitina kompaktiškus elektroninius prietaisus, valdymo sistemas ir spausdintines plokštes. ＜/li＞＜li＞＜b＞Taupymo transformatoriai＜/b＞ suderina įtampas naudodami bendrą apviją. Jie neužtikrina galvaninės izoliacijos. ＜/li＞＜li＞＜b＞Atskyrimo transformatoriai＜/b＞ elektriškai atskiria du grandinius ir naudojami apsaugai, bandymams bei mažai trikdžių turinčiam maitinimui užtikrinti. ＜/li＞＜li＞＜b＞Saugos transformatoriai＜/b＞ generuoja apsauginę mažą įtampą, skirtą taikymams, kuriems keliami padidinti asmens saugos reikalavimai. ＜/li＞＜li＞＜b＞Žiediniai transformatoriai＜/b＞ pasižymi kompaktiška konstrukcija ir mažu išoriniu ＜b＞sklaidos lauku＜/b＞, tačiau gali sukelti dideles įjungimo sroves. ＜/li＞＜li＞＜b＞Spausdintiniai transformatoriai＜/b＞ ir ＜b＞spausdintinių plokščių transformatoriai＜/b＞ montuojami tiesiai ant spausdintinių plokščių. ＜/li＞＜li＞＜b＞Tinklo transformatoriai＜/b＞ paprastai veikia tinklo dažniu ir maitina įrenginius arba valdymo sistemas. ＜/li＞＜li＞＜b＞Plokštieji transformatoriai＜/b＞ naudoja plokščias apvijų struktūras ir tinka kompaktiškiems galios elektronikos mazgams. ＜/li＞＜li＞＜b＞Impulsiniai transformatoriai＜/b＞ perduoda trumpus elektrinius impulsus arba valdymo signalus, užtikrindami galvaninę izoliaciją. ＜/li＞＜li＞＜b＞Aukšto dažnio transformatoriai＜/b＞ ir ＜b＞impulsinių maitinimo šaltinių transformatoriai＜/b＞ veikia padidintu perjungimo dažniu ir tam reikalauja tinkamų ferito medžiagų. ＜/li＞＜/ul＞Terminas ＜b＞„galios transformatoriai“＜/b＞ dažniausiai vartojamas didesniems energijos perdavimo transformatoriams apibūdinti. Tuo tarpu „ROTIMA“ svetainėje pateiktas asortimentas daugiausia apima transformatorius ir apvijų gaminius, skirtus prietaisams, elektronikai ir pramoniniams taikymams.＜br＞

Transformatorius iš esmės susideda iš magnetinio šerdies, apvijų, izoliacijos, jungčių ir, prireikus, korpuso arba užpildo. Tinklo dažnio modeliams dažnai naudojamas sluoksniuotas elektrotechninis plienas. Esant aukštesniems dažniams, dažniausiai naudojama ＜b＞ferito šerdis＜/b＞. ＜br＞\n＜br＞\nApvijos paprastai sudarytos iš izoliuotos varinės vielos. Vielos skersmuo ir apvijos struktūra priklauso nuo srovės stiprumo, dažnio, šilumos susidarymo ir turimos apvijos erdvės. Esant aukštoms dažnėms, aukšto dažnio vielos pluoštas gali sumažinti nuostolius, kuriuos sukelia srovės išstūmimas.＜br＞\n＜br＞\n ＜b＞Apvijų izoliacija＜/b＞ turi atitikti darbinę įtampą, bandymo įtampą ir temperatūros klasę. Tai apima lakinius laidus, izoliacines plėveles, juostas, ritės korpusus ir užpildymo medžiagas. „ROTIMA AG“ klientų užsakymu pagamintiems induktyvumams nurodo UL sąraše įtrauktą izoliacijos sistemą su UL failu E346192 ir F klase. ＜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.

Transformatoriaus bandymai priklauso nuo jo konstrukcijos ir taikomos normos. Paprastai atliekami šie bandymai: perdavimo santykis, tuščiosios eigos įtampa, ＜b＞tuščiosios eigos srovė＜/b＞, apvijų varža, izoliacijos varža, įtampos atsparumas ir elektrinis saugumas.＜br＞＜br＞Esant apkrovai tikrinama išėjimo įtampa, įkaistimas ir nuostoliai. Priklausomai nuo paskirties, taip pat atliekami trumpojo jungimo bandymai, smūginės įtampos bandymai, dalinio iškrovimo matavimai arba magnetinio sklaidos lauko matavimai.＜br＞＜br＞Mūsų patvirtinimas gali apimti elektrinius matavimo duomenis, terminius bandymus ir dokumentuotus bandymų protokolus. Be to, „ROTIMA AG“ nurodo rentgeno analizes, skirtas paslėptų litavimo jungčių, sluoksnių struktūros ir galimų užpildymo defektų kontrolei. Konkreti bandymų seka nustatoma remiantis produkto specifikacija ir taikomais standartais.＜br＞