Fachbegriffe
A
Absicherung
Bei der Absicherung auf der Primärseite bereitet der Einschaltstrom, der je nach Größe und Bauart des Transformafors bis zum 30-fachen Wert des Nenneingangsstromes ansteigen kann, einige Schwierigkeiten.
Aus diesem Grund wird die Eingangsseite meist nur gegen Kurzschluss und mit träger Charakteristik abgesichert. Auf der Sekundärseite ist die Auswahl der richtigen Sicherung wesentlich einfacher, da durch die dämpfende Wirkung der Primärwicklung keine Stromspitzen möglich sind.
Mögliche Schutzeinrichtungen für sekundärseitige Absicherung:
- Feinsicherung nach EN 60127
- Sicherungsautomat Char. B/C
Anzapfungen
Transformatoren können sowohl primär- als auch sekundärseitig mit Anzapfungen gefertigt werden.
Auf der Primärseite dienen die Anzapfungen zur Anpassung an verschiedene Netzwechselspannungen. Wenn die Anzapfungen im Bereich von +5% bleiben, dann muss die Baugröße nicht geändert werden. Anzapfungenn außerhalb dieses Bereiches erfordern die nächstgrößere Type.
Eine Ausnahme hiervon bildet das Halbieren einer Wicklung in zwei gleiche Teile. Hier benötigt man keinen zusätzlichen Wickelraum und kann dennoch den Transformator für zwei Eingangsspannungen auslegen.
Bei mehreren Sekundärspannungen werden die Anzapfungen der Sekundärseite, wenn nicht anders gewünscht, für die Stromstärke der höchsten Spannung ausgeführt. Dadurch kann an den Anzapfungen nicht die volle Nennleistung entnommen werden. Soll jedoch bei jeder Spannungsstufe die volle Leistung zur Verfügung stehen, wird mehr Wickelraum benötigt, d.h. es muß unter Umständen ein größerer Typ gewählt werden. Eine Ausnahme bildet wieder das Halbieren der Wicklung mit nachfolgender Reihen- oder Parallelschaltung.
B
Betriebsart
Die im Katalog angegebenen Nennleistungen und Nennströme gelten für Dauerbetrieb.
D
Drosseln
Drosseln sind elektromagnetische Bauelemente, die hinsichtlich ihrer in weiten Grenzen veränderbaren technischen Parameter für sehr viele Anwendungen im Gleich- und Wechselstrombereich geeignet sind.
Sie dienen sowohl als Energiespeicher, Strombegrenzer, zur Verbesserung der Netzqualität als auch zur Unterdrückung energiereicher Oberwellenanteile und deren Rückwirkungen auf das Versorgungsnetz. Hochwertige Kernmaterialien gewährleisten einen verlustarmen Betrieb und eine lange Lebensdauer der gefertigten Drosseln. Vakuumimprägnierung in hochwertigem, tropentauglichen Tränkharz gehört zum Standard und vermindert die durch extrem kurze Ummagnetisierungsvorgänge entstehenden Geräusche erheblich. Auch über unser Standardprogramm hinausgehende anwenderspezifische Produktanforderungen werden mittels moderner Rechenprogramme kurzfristig in die entsprechenden Fertigungsdokumente umgesetzt und in hoher Qualität gefertigt. Die Drosseln sind üblicherweise kurzzeitig gemäß Tabelle hoch überlastbar, benötigen dann jedoch anschließend je nach Aufstellungsort eine entsprechende Abkühlphase.
E
Einschaltdauer ED
Bei einem Transformator ist die Einschaltdauer das Verhältnis der Belastungszeit zur Spieldauer.
Die Spieldauer, falls nicht anders angegeben, wird auf 10 min festgesetzt.
Der Reduzierfaktor f gibt eine mögliche Verkleinerung der Baugröße gegenüber Dauerbetrieb an.
F
Filterkreisdrosseln
Filterkreisdrosseln werden in Kompensationsanlagen in Verbindung mit Kondensatoren zur Blindleistungskompensation eingesetzt.
Blindleistung durch induktive Verbraucher wie Motoren, Leuchtstofflampen usw. belasten die Versorgungsnetze mit Blindstrom der ohne Nutzen zwischen Verbraucher und Energieversorger pendelt und zusätzliche Leitungsverluste mit allen negativen Folgen verursacht. Eine Kompensation dieser Stromanteile vor Ort erweist sich als kostensparend und verbessert zusätzlich – durch die richtige Wahl der Verdrosselung – die Netzqualität durch ein Ableiten unerwünschter Stromoberwellen. Filterkreisdrosseln werden mit Kompensationsleistungen von 2,5 kVAr bis 75 kVAr in unterschiedlicher Verdrosselung angeboten.
G
Gleichstromdrosseln
Gleichstromdrosseln werden in Gleichstromkreisen von Stromrichtern zur Verringerung der Stromwelligkeit eingesetzt.
In der Anwendung als Lückdrossel werden Stromlücken durch die in der Drossel gespeicherte magnetische Energie gewissermaßen aufgefüllt. Angeschlossene motorische Antriebe laufen dadurch verlustärmer und mit weniger Geräuschentwicklung.
I
Isolationsaufbau
Basis-Isolierung, doppelte oder verstärkte Isolierung und Isolierung zwischen Ein- und Ausgang.
Folgende Konstruktionen sind möglich:
- Transformatoren mit Basis-Isolierung (z.B Netztransformatoren für allg. Anwendung, Steuertransformatoren)
- Transformatoren mit doppelter oder verstärkter Isolierung ( z.B. Sicherheits- oder Trenntransformatoren)
- Transformatoren ohne Isolierung zwischen Eingang und Ausgang ( sog. Spar- oder Autotransformatoren
Isolierstoffklassen
Die Vorschriften der DIN EN 6085 beschreiben die thermische Beständigkeit von Isolierstoffen.
Im Normalfall legen wir die Transformatoren nach Klasse B aus, obwohl die meisten Materialien eine wesentliche höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen ( z.B. Kupferdrähte und Tränkharz mindestens KLasse F).
Isolierstoffklasse | Höchstzulässige Temperatur bei Nennbetrieb |
|---|
A | 105 °C |
E | 120 °C |
B | 130 °C |
F | 155 °C |
H | 180 °C |
K
Kommutierungsdrosseln
Kommutierungsdrosseln werden in ein- und dreiphasiger Ausführung hergestellt.
Unter Kommutierung versteht man einen extrem sprunghaften Stromuübergang zwischen den einzelnen Stromventilen von Stromrichtern. Für die kurze Zeit der Überlappung würde dabei praktisch ein Kurzschluss entstehen. Eine vorgeschaltete Kommutierungsdrossel verringert infolge ihrer Induktivität die Stromanstiegsgeschwindigkeit und verhindert somit diese kurzzeitigen Netzeinbrüche. Nach VDE 0160 soll die eingangsseitige Kurzschlussspannung mindestens 4% betragen, woraus abgeleitet für die Standardspannungen eine Baureihe mit uk=4% angeboten wird. Sollte noch ein vorgeschalteter Spartrafo mit üblicherweise uk=4% vorgeschaltet sein, wird als Ergänzung eine Baureihe mit uk=2% gefertigt.
Kurzschlussfestigkeit
Unbedingt kurzschlussfeste Transformatoren, Bedingt kurzschlussfeste Transformatoren, Nicht kurzschlussfeste Transformatoren.
Es wird folgende Unterscheidung getroffen:
Unbedingt kurzschlussfeste Transformatoren
sind so dimensioniert, dass die Temperatur bei Überlast oder Kurzschluss die zulässigen Grenzwerte nicht überschreitet. Hierzu muss die Baugröße mindestens verdoppelt werden und die Leerlaufspannung liegt weit über der Nennspannung.
Bedingt kurzschlussfeste Transformatoren
besitzen eine eingebaute Schutzeinrichtung, die den Eingangs- oder Ausgangsstromkreis öffnet, wenn Trafo überlastet oder kurzgeschlossen wird ( z. B. Sicherungen,Temperatursicherungen, Kaltleiter, Thermoschalter).
Nicht kurzschlussfeste Transformatoren
müssen durch eine Schutzeinrichtung, die nicht im Transformator eingebaut ist, gegen Überlast und Kurzschluss geschützt werden. Diese Maßnahme ist vom Anwender vorzusehen.
Leistung
Als Nennleistung bezeichnet man das Produkt aus Nennausgangsspannung und Nennausgangsstrom (bei Dreiphasentransformatoren das 1,73-fache des Produkts). Bei mehreren Ausgangsspannungen ist die Nennleistung die Summe der Produkte aus Nennausgangsspannung und Nennausgangsstrom aller gleichzeitig belasteten Stromkreise.
Als Bauleistung gilt die einer Baugröße zugeordneten Leistung, die durch Konstruktions-Eigenschaften festgelegt ist.
N
Netzdrosseln
Netzdrosseln in ein- und dreiphasiger Ausführung werden überwiegend im Wechselstrombereich eingesetzt.
Bei einer Anwendung als Vorschaltdrossel kann relativ verlustarm eine definierte Spitzenstrombegrenzung erreicht werden. Bei der Verwendung als Motordrossel werden Netzrückwirkungen vermindert sowie Kommutierungseinbrüche und Oberschwingungsanteile erheblich gedämpft. Die Induktivität einer Netzdrossel muss üblicherweise auf den speziellen Verwendungszweck abgestimmt werden um eine optimale Gesamtfunktion zu gewährleisten. Sonderformen der Netzdrosseln sind u.a. Entladedrosseln zur schnellen Ableitung der Spannung an Kompensationskondensatoren sowie Sternpunktdrosseln für den Einsatz in separaten TN-Netzen.
R
Reduzierfaktor (f)
Der Reduzierfaktor f gibt eine mögliche Verkleinerung der Baugröße gegenüber Dauerbetrieb an.
Einschaltdauer in % | 100 | 80 | 70 | 60 | 50 | 40 | 30 | 20 | 15 | 10 |
|---|
f | 1,00 | 0,89 | 0,84 | 0,77 | 0,71 | 0,63 | 0,55 | 0,45 | 0,39 | 0,35 |
S
Schaltgruppen
Die Verschaltung der einzelnen Wicklungen wird durch die Schaltgruppe gekennzeichnet.
Diese besteht aus einem großen und einem kleinen Buchstaben und einer Zahl, welche die Phasenlage kennzeichnet. Der große Buchstabe steht für die Primärwicklung und der kleine für die Sekundärwicklung. Wenn kein besonderer Kundenwunsch vorliegt, werden Drehstromtransformatoren normalerweise in Sterm-Stern-Schaltung ausgeführt. 
Belastbarkeit des Sternpunktes bei Stern-Stern-Schaltung (Yy0, Yy6, ya0)
Wenn der Sternpunktleiter des speisenden Netzes mit dem eingangsseitigen Transformator-Sternpunkt starr verbunden ist, darf der Sternpunkt mit dem vollen Nennstrom belastet werden, ansonsten nur mit ca. 10 % des Außenleiterstromes.
Mit den folgenden Schaltarten erreicht man ohne besonderen Aufwand eine 100%-ige Belastbarkeit des Sternpunktes.
- Dreieck-Stern-Schaltung mit sekundär herausgeführtem Sternpunkt (Dyn5)
- Stern-Zick-Zack-Schaltung mit sekundär herausgeführtem Sternpunkt (Yzn5)
Falls aus drei Einphasentransformatoren ein Drehstromsatz gebildet wird, so ist die Belastung des Sternpunktes zu vermeiden.
Schutzarten
Die Kennzeichnung der Schutzarten erfolgt durch ein Kurzzeichen, das aus zwei gleichbleibenden Kennbuchtaben "IP" und zwei Kennziffern besteht, z. B. IP 23.
Erste Kennziffer | Schutzumfang
|
|---|
| Benennung | Erklärung |
0 | Kein Schutz | Kein besonderer Schutz von Personen gegen direktes Berühren aktiver Teile. Kein Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern. |
2 | Schutz gegen mittelgroße Fremdkörper | Schutz gegen Berühren mit den Fingern aktiver Teile. Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 12 mm. |
4 | Schutz gegen kornförmige Fremdkörper | Schutz gegen Berühren mit den Fingern aktiver Teile mit Werkzeugen, Drähten oder ähnlichen von einer Dicke größer als 1 mm. Schutz gegen Eindringen von festen Fremdkörpern mit einem Durchmesser größer als 1 mm. |
5 | Schutz gegen Staubablagerungen | Vollständiger Schutz gegen Berühren aktiver Teile. Schutz gegen schädliche Staubablagerungen. Das Eindringen von Staub ist nicht vollständig verhindert, aber der Staub darf die Arbeitsweise nicht beeinträchtigen. |
6 | Schutz gegen Staubeintritt | Vollständiger Schutz gegen Berühren aktiver Teile. Schutz gegen Eindringen von Staub. |
Zweite Kennziffer | Schutzumfang
|
|---|
| Benennung | Erklärung |
0 | Kein Schutz | Kein besonderer Schutz. |
1 | Schutz gegen senkrecht fallendes Tropfwasser | Wassertropfen, die senkrecht auffallen, dürfen keine schädliche Wirkung haben. |
3 | Schutz gegen Sprühwasser | Wasser, das in einem beliebigen Winkel bis 60° zur Senkrechten fällt, darf keine schädliche Wirkung haben. |
4 | Schutz gegen Spritzwasser | Wasser, das aus allen Richtungen spritzt, darf keine schädliche Wirkung haben. |
5 | Schutz gegen Strahlwasser | Ein Wasserstrahl aus einer Düse, der aus allen Richtungen gegen den Transformator gerichtet wird, darf keine schädliche Wirkung haben. |
6 | Schutz bei Überflutungen | Wasser darf bei vorübergehender Überflutung nicht in schädlichen Mengen in den Transformator eindringen. |
7 | Schutz beim Eintauchen | Wasser darf nicht in schädlichen Mengen eindringen, wenn der Transformator unter den festgelegten Druck- und Zeitbedingungen in Wasser eingetaucht wird. |
Schutzklasse
Die Schutzklasse ist ein Konstruktionsmerkmal eines Gerätes für die Sicherheit gegen gefährliche Körperströme.
Schutzklasse I: Gerät mit Schutzleiteranschluss und Basisisolierung
Schutzklasse II: Gerät ohne Schutzleiteranschluss und doppelter oder verstärkter Isolierung.
U
Umgebungstemperatur
Werden bei der Bestellung vom Kunden keine besonderen Anforderungen an die Umgebungstemperatur gestellt, so wird der Transformator für ta=40°C ausgelegt.
Wird diese Temperatur jedoch überschritten, so muss die Nennleistung nach folgender Abbildung verringert werden.
W
Wicklungen
Getrennte Wicklungen und Sparwicklungen.
Getrennte Wicklungen
Bei diesen Transformatoren dürfen die einzelnen Wicklungen keine leitende Verbindung miteinander besitzen, d.h. es handelt sich um galvanisch voneinander getrennte Wicklungen. Die Leistung wird hier rein induktiv übertragen.
Sparwicklungen
Bei Transformatoren mit Sparwicklung besteht zwischen Primär- und Sekundärwicklung eine leitende Verbindung. Dies ermöglicht eine kleinere Baugröße als bei Transformatoren mit getrennten Wicklungen. Je kleiner die Differenz zwischen Primär- und Sekundärspannung ist, desto kleiner wird die Baugröße ausfallen.
Z
Zwischenkreisdrosseln
Zwischenkreisdrosseln werden allgemein im Gleichstromkreis von Frequenzumrichtern zur Unterdrückung von Kommutierungseinbrüchen eingesetzt.
Eine Zwischenkreisdrossel besteht aus zwei gleichen Wicklungen auf einem gemeinsamen Kern mit magnetischer Kopplung. Die Parameter wie Induktivität, Linearität sowie Betriebstrom sind sehr auf die jeweiligen Anwendungsfälle bezogen. Die Anschlüsse der Zwischenkreisdrosseln werden üblicherweise aufgrund der großen Ströme mit gekennzeichneten festen Kupferausleitern ausgeführt.
