Transformator

Innerhalb eines Netzteils (PSU) ist der Transformator eine kritische Komponente, die für die Umwandlung der Eingangs-Wechselspannung (z. B. 120 V oder 230 V) in eine andere, typischerweise niedrigere Wechselspannung verantwortlich ist, die für die interne Schaltung des Netzteils geeignet ist. Er bietet eine elektrische Trennung zwischen dem Primärkreis (Eingang) und dem Sekundärkreis (Ausgang), was die Sicherheit erhöht und die Spannungsumwandlung ermöglicht. Der Transformator arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Ein Wechselstrom in der Primärwicklung erzeugt einen veränderlichen magnetischen Fluss im Kern. Dieser veränderliche Fluss induziert eine Spannung in der Sekundärwicklung. Das Verhältnis der Windungszahlen der Primär- und Sekundärwicklung bestimmt das Übersetzungsverhältnis (V_Sekundär / V_Primär ≈ N_Sekundär / N_Primär).

Typische Parameter für Verteiltransformatoren umfassen: Bemessungsleistung 50–2500 kVA, Primärspannung 6–35 kV, Sekundärspannung 0,4–10 kV, Kurzschlussspannung 4–10 %, Leerlaufverluste 0,2–3,5 kW, Lastverluste 1–15 kW, Wirkungsgrad 96–99 %, Isolationsklasse B–H, Temperaturerhöhung 60–100 K, Kühlarten ONAN–OFAF, Schutzart IP20–IP55, Umgebungstemperatur -25 °C bis 40 °C und Gewicht 500–15000 kg. Diese Werte sind Referenzbereiche gemäß IEC 60076 und IEC 60529; die tatsächlichen Werte müssen mit dem Hersteller für das spezifische Modell bestätigt werden.

Typische Materialien umfassen Siliziumstahl für den Kern, Kupfer für die Wicklungen und Isoliermaterialien wie Lack, Papier und Kunststoff. Der Transformator wird gemäß Normen wie IEC 60076 und IEC 60085 entworfen und getestet. Bei der Auswahl eines Transformators sind die erforderliche Spannungsumwandlung, Leistungsbewertung, Effizienz und Kühlmethode zu überprüfen. Wartungssignale umfassen ungewöhnliche Geräusche, Überhitzung oder Öllecks (falls ölgefüllt). Fehlergrenzen umfassen Isolationsdurchschlag, Wicklungskurzschlüsse und Kernsättigung. Konsultieren Sie immer den rechtlichen Hersteller oder Lieferanten, um modellspezifische Werte und Normkonformität zu bestätigen.

Der Transformator arbeitet nach dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Ein Wechselstrom in der Primärwicklung erzeugt einen veränderlichen magnetischen Fluss im Kern. Dieser Fluss koppelt mit der Sekundärwicklung und induziert eine Spannung. Das Spannungsverhältnis entspricht dem Windungsverhältnis. Der Kern besteht typischerweise aus Siliziumstahl, um Verluste zu reduzieren, und die Wicklungen sind aus Kupfer. Isoliermaterialien trennen Wicklungen und Kern. Der Transformator bietet elektrische Trennung und Spannungsumwandlung.