制造商直供变压器

＜b＞变压器＜/b＞是一种用于在电感耦合的绕组之间传输电能的电气元件。＜b＞变压器＜/b＞依靠随时间变化的磁场工作，因此需要交流电压或开关电压。＜br＞\n＜br＞\n根据结构的不同，变压器可改变电压等级、实现电路的电气隔离，或传输电信号。＜b＞“变压器”＜/b＞ ＜b＞和“电压转换器”＜/b＞这两个术语有时被混用，但在技术上并不总是指同一功能。变压器通常用于信号传输。电压转换器也可以指不包含传统磁性变压器的电子电路。＜br＞

在初级绕组中，施加＜b＞的初级电压＜/b＞会在铁芯中产生交变磁通。该磁通穿过次级绕组，并在其中感应出＜b＞次级电压＜/b＞。＜br＞\n＜br＞\n理想的＜b＞传动比＜/b＞取决于匝数比。如果次级绕组的匝数少于初级绕组，电压就会降低。 匝数越多，电压则越高。可传输的功率受铁芯横截面积、频率、导线横截面积、冷却条件及允许升温的限制。＜br＞ \n＜br＞\n在实际运行中，会产生铜损、铁损和磁漏磁。它们会导致电压降和发热。＜b＞空载电流＜/b＞主要由＜b＞磁化电流＜/b＞以及用于补偿铁损的部分组成。＜br＞

其结构设计取决于保护功能、电压等级、功率、频率及安装环境。＜br＞ \n＜ul＞＜li＞＜b＞小型变压器＜/b＞为紧凑型电子设备、控制器和印刷电路板供电。 ＜/li＞＜li＞＜b＞稳压变压器＜/b＞通过共用绕组来调节电压，但不提供电隔离。 ＜/li＞＜li＞＜b＞隔离变压器＜/b＞在电气上将两个电路隔离，用于保护、测试以及低干扰供电。 ＜/li＞＜li＞＜b＞安全变压器＜/b＞为对人身安全要求较高的应用提供保护性低压。 ＜/li＞＜li＞＜b＞环形变压器＜/b＞结构紧凑，外部＜b＞散射磁场＜/b＞较小，但可能会产生较高的启动电流。 ＜/li＞＜li＞＜b＞印刷电路板＜/b＞变压器和＜b＞电路板变压器直接＜/b＞安装在电路板上。 ＜/li＞＜li＞＜b＞电源变压器＜/b＞通常以电网频率工作，为设备或控制系统供电。 ＜/li＞＜li＞＜b＞平面变压器＜/b＞采用扁平绕组结构，适用于紧凑型电力电子模块。 ＜/li＞＜li＞＜b＞脉冲变压器＜/b＞在电气隔离条件下传输短暂的电脉冲或控制信号。 ＜/li＞＜li＞＜b＞高频＜/b＞变压器和＜b＞开关＜/b＞电源变压器以较高的开关频率工作，因此需要使用合适的铁氧体材料。 ＜/li＞＜/ul＞＜b＞“电力变压器”＜/b＞一词通常用于指代用于能源传输的大型变压器。相比之下，ROTIMA网站上记载的产品范围则主要集中于适用于设备、电子产品和工业应用的变压器及绕组产品。＜br＞

变压器主要由磁芯、绕组、绝缘层、接线端子以及（如有）外壳或灌封材料组成。对于工频型变压器，通常采用层压电工钢板；而在较高频率下，则多采用＜b＞铁氧体磁芯＜/b＞。 ＜br＞\n＜br＞\n绕组通常由绝缘铜线构成。导线直径和绕组结构取决于电流、频率、发热情况以及可用的绕组空间。 在高频条件下，高频绞线可减少由电流排挤效应引起的损耗。＜br＞ \n＜br＞\n＜b＞绕组绝缘＜/b＞必须符合工作电压、试验电压和温度等级的要求。这包括漆包线、绝缘薄膜、绝缘带、线圈骨架和灌封材料。 ROTIMA AG 为定制电感器提供符合 UL 文件 E346192 且属于 F 级的 UL 认证绝缘系统。 ＜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.

变压器的测试应根据其结构类型和标准进行。典型的测试项目包括变比、空载电压、＜b＞空载电流＜/b＞、绕组电阻、绝缘电阻、耐压强度和电气安全性。＜br＞＜br＞在负载条件下，需测试输出电压、发热情况及损耗。 根据具体应用，还可能增加短路试验、冲击电压试验、局部放电测量或磁漏磁场测量。＜br＞＜br＞我们的验证工作可涵盖电气测量值、热测试及记录在案的测试报告。 此外，ROTIMA AG 还提到通过 X 射线分析来检查隐藏的焊接连接、层压结构以及可能存在的灌封缺陷。具体的测试流程将根据产品规格和适用的标准来确定。＜br＞