Transformatoren Kurzbezeichnung

Wegen der Typeinteilungen bei Zulassungen z.B. VDE wurde bei uns Kurzbezeichnungen eingeführt, die Sie hier als PDF-downloaden können.

Definition  von Kleintransformatoren

Ein Transformator  mit einer Leistung kleiner 3 kVA, einer Primärspannung  bis 1000 Volt und einer Sekundärspannung kleiner als 100000  Volt wird als Kleintransformator bezeichnet.

Konventionelle  Transformatoren

Bei den  konventionellen Transformatoren werden die gestanzten Trafobleche  in die vorher gewickelten Spulen eingeschoben. Je nach Verfahren  erfolgt dies wechselseitig oder gleichseitig. Man bezeichnet  die Transformatoren auch als Spulenkörper- oder Manteltransformatoren.

Ringkerntransformatoren

Der ringförmig,  isolierte Eisenkern wird mit Spezialmaschinen direkt mit Kupferdraht  bewickelt.

Primärwicklung

ist die  zum Anschluß an das Netz bestimmte Wicklung und wird mit  PRI auf dem Etikett angegeben.

Sekundärwicklung

ist die  zum Anschluß einer Installation, Apparates oder Elektronik  bestimmte Wicklung und wird mit SEC auf dem Etikett angegeben.

Abschirmung  oder Schirmwicklung

Eine metallische  Einlage zwischen zwei Wicklungen vermindert die Übertragung  von Störungen. Es ist zu unterscheiden zwischen einer statischen  und einer magnetischen Abschirmung.

Schutzschirm

Trennung von gefährlichen aktiven Teilen mit Hilfe einer dazwischen befindlichen leitenden Abschirmung, die mit dem Anschluss für einen äußeren Schutzleiter verbunden ist.

Statischer Schirm:

Der Schirm als statische Abschirmung dient der Dämpfung von Netzstörungen und Spannungsspitzen im hochfrequenten Bereich (EMV - Trafo). Der statische Schirm hat einen grün/gelben Anschluss. Zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit kann der Schirm auch mit einem Anschluss am Anfang und einen Anschluss am Ende versehen werden. Ein Anschluss wird nach der Prüfung abgeschnitten.
Eine größere Dämpfung wird durch den Einbau von zwei statischen Schirmen erreicht. Der eine Schirm wird mit dem Schutzleiteranschluss verbunden und hat einen grün/gelben Anschluss. Der zweite Schirm hat sekundär Potential und die Anschlussfarbe ist schwarz.
Als Material wird meist Kupferfolie verwendet. Für EMV - Zwecke eignet sich aber hochpermeable Folie besser, da bei höherer Frequenz hier die Dämpfung größer ist. Mit hochpermeabler Folie werden im Vergleich zu Cu - Folie Dämpfungserhöhungen bis zu 20 dB schon bei relativ niedriger Frequenz erreicht. Der Anschluss wird auch mit dem Kern verbunden.

Magnetische Abschirmung:

Die magnetische Abschirmung verringert das äußere magnetische Streufeld des Trafos. Die Schirmung wird realisiert durch eine Umhüllung mit hochpermeablen Material. Dieser Werkstoff wie z.B. Mumetall kann als Gehäuse um den Trafos gebaut werden oder als Blechstreifen angebracht werden. Die magnetische Abschirmung hat normalerweise keinen Anschluss.

Beide Abschirmarten vergrößern die Abmessungen des Trafos oder verringern bei gleicher Baugröße die Leistung.

Akustische Anforderungen

Die induktiven Bauteile sind so ausgelegt, dass diese möglichst wenig Lärm verursachen.
Gewisse Geräusche sind aber nicht zu vermeiden. Durch die Magnetostriktion (Längen-Breiten Änderung) des Materials entsteht ein Brummgeräusch. Durch Befestigung auf Chassisblech, die wie ein Lautsprecher Membran wirken, können akustische Geräusche verstärkt werden.
Bei nicht sinusförmiger Spannung oder steilem dU/dt ergeben sich hohe Induktionshübe, die Sättigungseffekte im Material verursachen, und dies ist hörbar. Hier helfen Drosseln, die sinusförmige Spannung erzeugen.
Man kann den Trafo sehr Brummarm auslegen, was aber den Wirkungsgrad verschlechtert.
Alternativ können auch Schwingmetalldämpfer eingesetzt werden, die – ähnlich wie die Federung im Auto – die Schwingungen dämpfen und so Gehäuseteile nicht zur Geräuschverstärkung anregen.
Um das magnetische Einstreuen von Störungen zu vermeiden, kann man die Trafos abschirmen (siehe Schirm).

Transformator  mit getrennter Wicklung

Dieser Transformator  weist zwischen Primär- und Sekundärwicklung eine galvanische  Trennung auf, welche einer einfachen Isolationsprüfung  genügen muss.

Spartransformator (Autotrafo)

ist ein  Transformator, bei dem die Primär- und Sekundärwicklung  miteinander verbunden sind.

Hochspannungstransformatoren

sind Transformatoren  mit Sekundärspannungen von 1000 Volt bis 100000 Volt.

Sicherheitstransformatoren

Ein Sicherheitstransformator  hat am Ausgang im Leerlauf maximal 50 Volt und muß zwischen  Primär und Sekundär eine erste Isolationsprüfung  bestehen.

Trenntransformatoren

Der Trenntransformator  hat am Ausgang eine Spannung im Bereich 51 Volt bis 10000 Volt  und muß zwischen Primär und Sekundär eine erste  Isolationsprüfung bestehen.

PFC

Leistungsfaktorkorrektur
Eine aktive oder passive Leistungsfaktorkorrektur (englisch Power Factor Correction oder Power Factor Compensation, abgekürzt LFK beziehungsweise PFC) ist ein spezieller Filter, der vor allem bei Netzteilen ab bestimmter Leistung, wie beispielsweise bei Computernetzteilen, eingesetzt wird, um den Anteil an störenden Oberschwingungen zu minimieren und den Leistungsfaktor möglichst nahe 1 zu bringen

Schutzklasse  I

Transformatoren  dieser Schutzklasse sind mit einem Schutzleiteranschluß  versehen.

Schutzklasse  II

Transformatoren  dieser Schutzklasse sind verstärkt isoliert und umschlossen  und brauchen deshalb keinen Schutzleiter.

Offener  Transformator

ist für  den Einbau bestimmt.

Umschlossener  Transformator

ist ein  Transformator im Gehäuse.

Unbedingt  kurzschlußsicher

ist ein  Transformator, bei dem der Ausgang dauernd kurzgeschlossen werden  darf.

Bedingt  kurzschlußsicher

ist ein  Transformator mit eingebautem Überlastschutz.

Nicht  kurzschlußsicher

hier muß  der Anwender den Überlastschutz vorsehen.

Nennleistung

ist die  Leistung, die dem Transformator dauernd entnommen werden kann.

Leerlaufspannung

ist die  Sekundärspannung eines unbelasteten Transformators bei  Primär-Nenn-Spannung.

Kleinspannungen

sind Spannungen  unter 50 Volt.

Niederspannungen

sind Spannungen  von 51 bis 1000 Volt.

Hochspannungen

sind Spannungen  größer als 1000 Volt.

Überstromauslöser

ist ein  Schalter, der bei zu hohem Strom öffnet.

Temperaturwächter

ist ein  temperaturempfindlicher Schalter, der bei Übertemperatur  den Transformator abschaltet.

Betriebstemperatur

ist die  maximale Temperatur, die der Transformator bei Vollast erreicht.  (Umgebungstemperatur + Temperaturerhöhung = Betriebstemperatur)

PTC

reagiert  auf zu hohen Strom und zu hoher Temperatur und schaltet den  Transformator dann ab.

Europäische  Normen

EN  61558-1: Sicherheit  von Transformatoren (VDE  0570 Teil 1). Allgemeine  Anforderungen und Prüfungen

EN  61558-2-4: Besondere Anforderungen an Trenntransformatoren  (VDE 0570 Teil 2-4)  für allgemeine Anwendungen

EN  61558-2-6: Besondere Anforderungen an Sicherheitstransformatoren  (VDE 0570 Teil 2-6) für allgemeine Anwendungen

EN  61558-2-17: Besondere Anforderungen an Transformatoren  (VDE 0570 Teil 2-17) für Schaltnetzteile

CE

ist das  europäische Konformitätszeichen

CB

Prüfung  auf der Basis von IEC-Normen

CTI

CTI ist die Abkürzung für Comparative Tracking Index – Vergleichszahl der Kriechwegbildung. Transformatoren können ausfallen, wenn Kriechwege für den Strom durch Verschmutzung oder Feuchtigkeit auf Isolationsmaterialien entstehen. CTI ist die maximale Spannung (in Volt), bei der 50 Tropfen eines kontaminierten Wassers keine Kriechwegbildung auf dem Isolationsmaterial hervorrufen. Die Prüfung ist in IEC 112 festgelegt.

Grenzflächen in elektrischen Isoliersystemen

  

“Grenzflächen bilden häufig die Schwachstellen elektrischer Isolierungen, können aber andererseits auch gezielt zur Beeinflussung der Eigenschaften von Werkstoffen und Isoliersystemen herangezogen werden. Sie bestimmen somit wesentlich das Betriebs und Alterungsverhalten elektrischer Isolierungen. Konstruktions- und funktionsbedingt sind in elektrischen Isolierungen eine Vielzahl von Grenzflächen zu finden. Neben den sichtbaren äußeren Grenzflächen bei Freiluftisolierungen treten auch im Inneren von Isolierungen Grenzflächen auf.”
Prof. Kindersberger, TU München

Internationale Zusammenstellung von Netzspannungen und Frequenzen

Die internationalen, länderspezifischen Netzspannungen teilen wir Ihnen auf Anfrage gerne mit. In der Broschüre "Electric Current Abroad" des U.S. Department of Commerce sind nicht nur Spannungen, sondern auch gängige Steckertypen aufgeführt. In Deutschland kann man diese Broschüre beim ZVEI, Frankfurt erhalten. Hier finden Sie die Broschüre auch als Download:
www.ita.doc.gov/media/Publications/pdf/current2002FINAL.pdf

Für weitere Grundlagen Informationen empfehlen wir das Lernprogramm der TU Ilmenau "Transformator"

http://getsoft.net/trafo/index2.html

Ausgehend von den elektromagnetischen Grundgesetzen (Durchflutungs- und Induktionsgesetz) und den elektrischen Netzwerkgleichungen der Primär- und Sekundärseite wird für einen Einphasenkerntransformator das elektrische Ersatzschaltbildung schrittweise hergeleitet. Leerlauf- und Kurzschlussversuch demonstrieren, wie man messtechnisch und rechnerisch alle Elemente dieses T-Ersatzschaltbildes bestimmen kann. Reale technische Transformatoren zeigen stromideales Verhalten. Welche Kennwerte, Zeigerdiagramme und Gleichungen zur Beschreibung des Verhaltens stromidealer Transformatoren relevant sind, wird angegeben bzw. hergeleitet. Breiten Raum nimmt das Leerlaufverhalten des Transformators bei Berücksichtigung der nichtlinearen Kennlinie des Kernmaterials ein.

Im Kapitel "Aufgaben" werden quantifizierbare Kennwerte von technischen Transformatoren angegeben. An einer Beispiellösung wird aus diesen Kennwerten die Berechnung der Elemente des vollständigen Ersatzschaltbildes demonstriert. Eigene Aufgabenstellungen sind anhand von umfangreichen Datensammlungen möglich.