Трансформаторы напрямую от производителя

＜b＞Трансформаторы＜/b＞ — это электрические устройства, предназначенные для передачи электрической энергии между обмотками с индуктивной связью. ＜b＞Трансформатор＜/b＞ работает с изменяющимся во времени магнитным полем и поэтому требует переменного напряжения или импульсного напряжения.＜br＞\n＜br＞\nВ зависимости от конструкции трансформатор изменяет уровень напряжения, обеспечивает гальваническую развязку цепей или передаёт электрические сигналы. Термины ＜b＞«передатчик»＜/b＞ и ＜b＞«преобразователь напряжения»＜/b＞ иногда используются как синонимы, однако с технической точки зрения они не всегда описывают одну и ту же функцию. Передатчики часто служат для передачи сигналов. Термин «преобразователь напряжения» может также обозначать электронные схемы, не содержащие классического магнитного трансформатора.＜br＞

В первичной обмотке приложенное ＜b＞первичное напряжение＜/b＞ создает переменный магнитный поток в сердечнике. Этот магнитный поток пронизывает вторичную обмотку и индуцирует в ней ＜b＞вторичное напряжение＜/b＞.＜br＞\n＜br＞\nИдеальное ＜b＞передаточное отношение＜/b＞ соответствует соотношению числа витков. Если вторичная обмотка имеет меньшее число витков, чем первичная, напряжение снижается. При большем количестве витков напряжение возрастает. Передаваемая мощность ограничивается сечением сердечника, частотой, сечением провода, охлаждением и допустимым нагревом.＜br＞\n＜br＞\nВ реальных условиях эксплуатации возникают медные потери, потери в сердечнике и магнитные рассеянные потоки. Они вызывают падение напряжения и выделение тепла. ＜b＞Ток холостого хода＜/b＞ в основном состоит из ＜b＞тока намагничивания＜/b＞ и составляющих, необходимых для покрытия потерь в сердечнике.＜br＞

Тип конструкции зависит от функции защиты, уровня напряжения, мощности, частоты и условий монтажа.＜br＞\n＜ul＞＜li＞＜b＞Малые трансформаторы＜/b＞ питают компактные электронные устройства, системы управления и печатные платы. ＜/li＞＜li＞＜b＞Трансформаторы экономичного типа＜/b＞ регулируют напряжение с помощью общей обмотки. Они не обеспечивают гальваническую развязку. ＜/li＞＜li＞＜b＞Разделительные трансформаторы＜/b＞ обеспечивают электрическое разъединение двух цепей и используются для защиты, испытаний и обеспечения питания с минимальными помехами. ＜/li＞＜li＞＜b＞Трансформаторы безопасности＜/b＞ генерируют защитное низковольтное напряжение для применений с повышенными требованиями к безопасности персонала. ＜/li＞＜li＞＜b＞Кольцевые трансформаторы＜/b＞ отличаются компактной конструкцией и низким уровнем внешнего ＜b＞рассеянного поля＜/b＞, однако могут вызывать высокие пусковые токи. ＜/li＞＜li＞＜b＞Печатные трансформаторы＜/b＞ и ＜b＞трансформаторы для печатных плат＜/b＞ монтируются непосредственно на печатных платах. ＜/li＞＜li＞＜b＞Сетевые трансформаторы＜/b＞, как правило, работают на частоте сети и питают устройства или системы управления. ＜/li＞＜li＞＜b＞Планарные трансформаторы＜/b＞ используют плоские структуры обмоток и подходят для компактных силовых электронных сборок. ＜/li＞＜li＞＜b＞Импульсные трансформаторы＜/b＞ передают короткие электрические импульсы или управляющие сигналы при гальванической развязке. ＜/li＞＜li＞＜b＞Высокочастотные трансформаторы＜/b＞ и ＜b＞трансформаторы для импульсных источников питания＜/b＞ работают на повышенных частотах переключения и требуют для этого подходящих ферритовых материалов. ＜/li＞＜/ul＞Термин ＜b＞«силовые трансформаторы»＜/b＞ обычно используется для обозначения крупных трансформаторов, предназначенных для передачи энергии. Ассортимент, представленный на сайте ROTIMA, сосредоточен, напротив, на трансформаторах и обмоточных материалах для приборов, электроники и промышленных применений.＜br＞

Трансформатор в основном состоит из магнитного сердечника, обмоток, изоляции, выводов и, в некоторых случаях, корпуса или заливки. В конструкциях, работающих на частоте сети, часто используется слоистый электролистовой металл. При более высоких частотах обычно применяется ＜b＞ферритовый сердечник＜/b＞. ＜br＞\n＜br＞\nОбмотки обычно изготавливаются из изолированной медной проволоки. Диаметр проволоки и конструкция обмотки зависят от силы тока, частоты, нагрева и доступного пространства для обмотки. При высоких частотах высокочастотная многожильная проволока может снизить потери, вызванные вытеснением тока.＜br＞\n＜br＞\n ＜b＞Изоляция＜/b＞ обмотки должна соответствовать рабочему напряжению, испытательному напряжению и температурному классу. К ней относятся лакированные провода, изоляционные пленки, ленты, сердечники катушек и заливочные материалы. Компания ROTIMA AG указывает для индуктивностей, изготовленных по индивидуальному заказу, систему изоляции, внесенную в реестр UL под номером UL File E346192 и относящуюся к классу F. ＜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.

Испытания трансформатора зависят от его конструкции и стандарта. Типичные испытания включают определение коэффициента трансформации, напряжения холостого хода, ＜b＞тока холостого хода＜/b＞, сопротивления обмотки, сопротивления изоляции, диэлектрической прочности и электробезопасности.＜br＞＜br＞Под нагрузкой проверяются выходное напряжение, нагрев и потери. В зависимости от области применения к ним добавляются испытания на короткое замыкание, испытания на импульсное напряжение, измерение частичных разрядов или измерения магнитного рассеянного поля.＜br＞＜br＞Наша валидация может включать результаты электрических измерений, термические испытания и задокументированные протоколы испытаний. Компания ROTIMA AG также проводит рентгеновский анализ для контроля скрытых паяных соединений, структуры слоев и возможных дефектов заливки. Конкретная последовательность испытаний определяется на основе спецификации продукта и применимых стандартов.＜br＞