Funktionsweise eines Trockentransformators
Entdecken Sie das Prinzip der elektromagnetischen Induktion, die wichtigsten Komponenten sowie die Unterschiede im Vergleich zu ölgefüllten Transformatoren.
Wie funktioniert ein Trockentransformator?
Prinzip der elektromagnetischen Induktion
Ein Transformator ist ein stationäres Gerät, das elektrische Energie zwischen zwei oder mehreren Stromkreisen über das Prinzip der elektromagnetischen Induktion überträgt. Dabei werden Spannungs- und Stromwerte angepasst, während die Frequenz konstant bleibt.
Hauptkomponenten
Die Funktionsweise eines Transformators basiert auf dem Prinzip der elektromagnetischen Induktion. Wenn ein elektrischer Strom durch die Primärwicklung fließt, erzeugt er ein magnetisches Feld. Dieses Magnetfeld induziert eine elektrische Spannung in der Sekundärwicklung, die auf demselben magnetischen Kern angeordnet ist.
Das Verhältnis der Windungszahlen zwischen Primär- und Sekundärwicklung bestimmt die Spannungs- und Stromtransformation.
Hat die Primärwicklung mehr Windungen als die Sekundärwicklung, ist die Sekundärspannung niedriger, während der Strom höher ist. Umgekehrt führt eine höhere Windungszahl in der Sekundärwicklung zu einer höheren Ausgangsspannung und einem niedrigeren Strom.
Der Betriebsmechanismus lässt sich gemäß dem Faraday-Lenz-Gesetz in drei Hauptphasen unterteilen:
- Flusserzeugung: Ein Wechselstrom fließt durch die Primärwicklung und erzeugt einen veränderlichen magnetischen Fluss im ferromagnetischen Kern.
- Flussverkettung: Der Kern leitet die magnetischen Feldlinien zur Sekundärwicklung.
- Elektromagnetische Induktion: Die Veränderung des magnetischen Flusses in den Sekundärwindungen induziert eine elektromotorische Kraft (Spannung), die den Stromfluss zur angeschlossenen Last ermöglicht.
Unterschied zwischen Trockentransformatoren und ölgefüllten Transformatoren
Transformatoren können auch nach ihrem Isolations- und Kühlsystem klassifiziert werden. Die beiden wichtigsten Technologien sind Trockentransformatoren in Gießharztechnik und ölgefüllte Transformatoren, die sich hauptsächlich durch die verwendeten Isoliermaterialien und die Kühlmethode unterscheiden.
Trockentransformatoren
Bei Trockentransformatoren werden die Wicklungen mit festen Isoliermaterialien wie Epoxidharz oder im VPI-Verfahren (Vacuum Pressure Impregnation) isoliert. Die Kühlung erfolgt durch natürliche Luftzirkulation oder forcierte Belüftung – ohne den Einsatz von Isolierflüssigkeiten.
Dank des Verzichts auf Öl eignen sich Trockentransformatoren ideal für Inneninstallationen und Einsatzbereiche, in denen Sicherheit und Nachhaltigkeit im Vordergrund stehen, beispielsweise:
- Gewerbegebäude
- Rechenzentren
- Verkehrsinfrastruktur
- Industrieanlagen
- Anlagen für erneuerbare Energien
Das Fehlen brennbarer Flüssigkeiten reduziert zudem das Brandrisiko und vereinfacht Wartungsarbeiten.
