Mehrere Eingangsspannungen
Transformatoren können mittels Anzapfungen und / oder mehrerer Eingangswicklungen für mehrere Eingangsspannungen ausgelegt werden.
Es ist jedoch zu beachten, dass der dafür benötigte Wickelraum i.d.R. zu größeren Kerntypen führt, als bei einem Transformator vergleichbarer Leistung mit nur einer Eingangsspannung. Ausnahme: Wird die Eingangswicklung derart in zwei gleiche Teile geteilt, dass der Anwender diese beiden Wicklungen wahlweise in Reihe oder parallel schaltet, wird nur für die zusätzliche Isolation etwas Wickelraum benötigt.
Anmerkung:
Der zuweilen beobachtete Fehler durch Anwender, Transformatoren mit zwei Eingangswicklungen, diese gedacht für wahlweisen Reihen- oder Parallelanschluss, bei Anwendungen der kleineren Netzspannung nur mit einer Eingangswicklung zu kontaktieren, führt bei Bemessungsbelastung zur Überhitzung und Zerstörung der Primärwicklung. Dieser unzulässige Betrieb ist unbedingt zu vermeiden und betrifft auch die Absicherung. (Bei Teillast- oder Leerlaufbetrieb wird dieser Fehler u.U. nicht sofort bemerkt!)
Printtransformator
Kleintransformatoren, deren Wicklungsanschlüsse an Lötstifte für Leiterplatten (THT-Bestückung) geführt sind, werden auch als Printtransformatoren oder pcb-transformers bezeichnet. Sie werden vorwiegend für 1-phasige Baugruppen mit Leistungen bis ca. 30VA und in vergossener Ausführung hergestellt.
Sicherheitstransformatoren für Leiterplatten fertigen und vertreiben wir in unserer GERTH-Transformatorenbau GmbH als Standardprodukte und daraus abgeleiteten kundenspezifischen Varianten.
BREMER Transformatoren entwickelt und fertigt Leiterplattentrafos in Sonderausführungen, beispielsweise mit mehreren unterschiedlichen Sekundärwicklungen. Ebenso Ferritkern- Trafos für Leiterplatten.
Leerlauf-Ausgangsspannung
Die Leerlauf-Ausgangsspannung eines unbelasteten Transformators, der an die Bemessungseingangsspannung und Bemessungsfrequenz angeschlossen ist, ist immer höher als die Bemessungsausgangsspannung (Spannung unter Last). Bei sehr kleinen Transformatoren kann sie bis zu dem doppelten Wert der Bemessungsspannung betragen. Die zulässigen Höchstwerte sind in EN 61558 in deren diversen "Teilen 2-.." spezifiziert und dort angegeben in Prozent des Verhältnisses zwischen Leerlaufspannung und Ausgangsspannung unter Last. (Beispiele: Netz- und Sicherheitstransformatoren für 63 ... 250VA: +15%.)
Wichtig: Nennen Sie uns eine maximale Leerlauf-Ausgangsspannung immer dann, wenn Sie Bauteile verwenden, deren Spannungsverträglichkeit tangiert werden könnte. In solchen Fällen könnte es ratsam sein, einen etwas größeren Transformator-Typ zu wählen.
Anmerkung: Die Leerlaufspannung ist auch unbedingt zu beachten, wenn die Schutzkleinspannung (max. 50V im Leerlauf) oder andere Spannungsgrenzen (z.B. die 1100V- Grenze) erreicht werden könnten.
Hinweis: Die Bemessungswerte, auf die sich die Ausgangsspannungs-Toleranz und die Leerlaufabweichung beziehen, gelten für die Umgebungstemperatur ta, für die der Transformator spezifiziert ist.
Kurzschlussspannung
Die Kurzschlussspannung bezeichnet die notwendige Spannung, die an die Eingangswicklung eines Transformators angelegt werden muss, um den Bemessungs-Eingangsstrom zu erreichen, wenn die Ausgangswicklung kurzgeschlossen ist und die Wicklungen sich in Umgebungstemperatur befinden. Die Kurzschlussspannung wird üblicherweise in Prozent der Bemessungs-Eingangsspannung angegeben, Formelzeichen: uk.
Eine niedrige Kurzschlussspannung deutet darauf hin, dass der Transformator so ausgelegt ist, dass er bei Nennstrom geringe Kupferverluste aufweist. Zugleich verlangen jedoch bestimmte Stromrichter der Antriebstechnik eine Mindest-Kurzschlussspannung. Es empfiehlt sich dann u.U. dem Transformator eine Netzdrossel vorzuschalten.
Typenleistung
Die Typen- oder Kernleistung bezeichnet keine direkte elektrische Größe. Sie dient zur Orientierung, um den Raumbedarf und das Gewicht eines Transformators abzuschätzen und stellt ein verbreitetes Äquivalent zwischen einer Transformator-Kerntype und einer elektrischen Leistung unter vereinfachten Bedingungen (z.B. 50Hz, ta=40°C) dar.
Die tatsächliche Ausgangsleistung, die mit einem bestimmten Kerntyp erzielt werden kann, hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Umgebungstemperatur, maximal zugelassener Bauteiltemperatur, Kernmaterial, Betriebsart, Kühlsituation, Anzahl der Ausgangswicklungen, Anzahl der Primärspannungen, maximale Leerlaufspannungen, Isolationsbedarf (Art des Transformators) und weiteren.
Anmerkung:
Anwender seien darauf hingewiesen, dass der Wunsch nach mehreren Eingangsspannungen oft zu einer größeren Trafotype führt, im Vergleich zu einem Trafo identischer Ausgangsleistung, der nur für eine Eingangsspannung ausgelegt wurde. Ein "Universaltrafo" ist somit oft nicht wirtschaftlich. Ebenso führt die Auslegung des Transformators für eine höhere als der realistisch zu erwartenden Umgebungstemperatur zu vergrößerten Typen.
Siehe auch: Bemessungsleistung, Durchgangsleistung
Isolierstoffklasse
Isolierstoffe sind nach IEC 60085 und IEC 60216 in thermische Klassen eingeteilt. Die zugelassenen höchsten Temperaturen werden an Transformatoren (nach EN61558-1:2019-12) um den sog. Heißpunktwert reduziert.
Es ergeben sich folgende Temperaturklassen (Isolierstoffklassen):
Thermische Klasse A: 100°C
Thermische Klasse E: 115°C
Thermische Klasse B: 120°C
Thermische Klasse F: 140°C
Thermische Klasse H: 165°C
Gemäß der verwendeten Isolierstoffe dürfen die Transformatoren bei bestimmungsgemäßem Gebrauch die Temperaturwerte dieser Tabelle nicht überschreiten. Dabei ist die Umgebungstemperatur zu berücksichtigen.
Induktion
Die magnetische Induktion; Formelzeichen: B
Auch Magnetflussdichte oder Flussdichte genannt.
Die Induktion ist eine der elementaren internen Kenngrößen bei der Dimensionierung von magnetischen (induktiven) Bauteilen. Einheit: Tesla 1T = 1Vs/m2
Anmerkung: Nicht verwechseln mit Induktivität!
Flachtransformator
Für Leiterplattentransformatoren der Kerntypreihen UI30 und UI39 ist die Bezeichnung "Flachtransformator" verbreitet.
Leerlaufbetrieb
Die Leerlaufleistung ist die (Wirk-)Leistung, die der unbelastete Transformator bei Bemessungs-Eingangsspannung und Bemessungsfrequenz aufnimmt. Der Leerlauf(eingangs)strom ist der (Schein-)Eingangsstrom des unbelasteten Transformators bei Bemessungs-Eingangsspannung und Bemessungsfrequenz. Er kann, verursacht durch Kernblechtoleranzen, stark variieren.
Die Verluste eines Transformators setzen sich aus Eisenverlusten und Kupferverlusten zusammen. In erster Näherung sind Leerlaufstrom und Leerlaufleistung ein Maß für die Eisenverluste. Die Kupferverluste wiederum lassen sich durch einen Kurzschlussversuch abschätzen.
Wird ein Transformator voraussichtlich vorwiegend im Leerlauf- oder unter kleiner Teillast betrieben, so ist es möglich und sinnvoll, ihn bezüglich der Leerlaufverluste zu optimieren.
Anmerkung:
Die Normen für Kernmaterialien erlauben erhebliche Toleranzen. Die Qualität der Kernmaterialien und damit die Leerlaufströme können entsprechend variieren. Transformatorhersteller und Zulieferer haben leider nur begrenzten Einfluss darauf und begrenzte Alternativen auf dem globalen Markt.