Transformatoreneigenschaften

Transformatoreneigenschaften umfassen die charakteristischen Merkmale von Transformatoren, die ihre elektrische Leistungsübertragung zwischen Primär- und Sekundärseite bestimmen. Der grundlegende Zweck eines Transformators ist die Änderung von Wechselspannungs- und Wechselstromwerten bei konstanter Frequenz durch magnetische Kopplung der Wicklungen.

Verhältnis und Kennwerte: Das Spannungsverhältnis ergibt sich aus der Wicklungszahl: V1/V2 = N1/N2. Der zugehörige Strom verhält sich umgekehrt: I1/I2 = −N2/N1. Diese Beziehungen gelten ideal; reale Transformatoren weisen Leckströme und parasitische Kopplung auf, die das Verhältnis geringfügig verändern.

Leistung und Nennwerte: Transformatoren sind für eine Nennleistung Sn, eine Nennspannung U1/U2 sowie eine Frequenz f ausgelegt. Betrieb außerhalb der Nennwerte beeinflusst Effizienz, Erwärmung und Lebensdauer.

Verluste und Wirkungsgrad: Kernverluste entstehen durch Wirbelströme und Hysterese im Eisenkern; Kupferverluste resultieren aus dem Widerstand der Wicklungen. Typische Wirkungsgrade liegen je nach Bauart und Kühlung im Bereich von 95–99 Prozent.

Thermische Eigenschaften: Der Wärmehaushalt wird durch Kühlungssysteme geregelt (z. B. ONAN, ONAF). Temperaturanstieg beeinflusst Isolationsalterung und Leistungsfähigkeit.

Impedanz, Regulation und Kurzschlussverhalten: Die speisenseitige Impedanz bestimmt, wie stark die Sekundärspannung unter Last abfällt. Die Spannungsregel beschreibt die prozentuale Änderung der Sekundärspannung von Leerlauf zu Vollast. Kurzschlüsse prüfen das Schutzverhalten.

Isolierung und Schutz: Transformatoren verwenden verschiedene Isolationsklassen und Kühlmittel; Schutzvorrichtungen gegen Überhitzung, Überströme und Feuchtigkeit sind üblich.

Anwendungen und Bauformen: Verteilungstransformatoren, Leistungstransformatoren, Eisenkern- und Luftkernbauarten erfüllen unterschiedliche Anforderungen an Ort, Kühlung und Effizienz.