Einphasentransformator made in Germany – höchste Qualität zum fairen Preis

Einphasentransformator: Aufbau und Funktionsweise

Ein einphasiger Transformator besteht aus einem magnetischen Kern, auf dem sich eine Primär- und eine Sekundärspule befinden. Diese zumeist aus isoliertem Kupferdraht gewickelten Bauteile sind nicht elektrisch leitend verbunden.

Die gebräuchlichsten Bauformen des Einphasentransformators sind der Kerntransformator und der Manteltransformator. Der von der Wicklung umschlossene Teil des Kerns wird in beiden Fällen als Schenkel bezeichnet, der freiliegende als Joch. Beim Kerntrafo befindet sich auf jedem Schenkel die halbe Windungszahl. Der Kernquerschnitt ist überall gleich. Der Manteltrafo trägt die gesamte Wicklung auf einem innerhalb des Kerns befindlichen Mittelschenkel. Dessen Querschnitt kann von dem der Außenschenkel abweichen.

Aufgrund der einfacheren Ausführung wird in den meisten Anwendungsgebieten der Kerntransformator bevorzugt. Der Manteltransformator ist komplexer und damit teurer, bietet aber den Vorteil geringerer Kernverluste, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad erhöht.

Der Einphasentransformator arbeitet nach dem Grundprinzip der gegenseitigen Induktivität. Liegt an der Primärspule eine Wechselspannung an, wird in ihr ein Wechselstrom erzeugt. Dieser verursacht sowohl im Eisenkern als auch in der Sekundärspule ein sich ständig änderndes Magnetfeld. Dieses wiederum generiert eine Wechselspannung in der Sekundärspule, deren Frequenz der Wechselspannung in der Primärspule entspricht.

Einphasentransformatoren kommen in unterschiedlichsten Anwendungsszenarien zum Einsatz. In erster Linie dienen sie dazu, Wechselspannungen zu erhöhen oder zu verringern. Zudem ermöglichen sie mit Ausnahme der sogenannten Spartransformatoren die galvanische Trennung verschiedener Stromkreise.

Der Netztrafo kommt in Bereichen zur Anwendung, in denen die Netzspannung nicht mit der benötigten Verbraucherspannung übereinstimmt und deshalb an diese angepasst werden muss.

Der Steuertrafo dient dazu, konstante Ströme oder Spannungen mit möglichst geringen Abweichungen zu erzeugen. Unter anderem werden damit elektronische Schalter, Relais sowie Magnetspulen versorgt und gesteuert. Diese Transformatoren müssen beim Einschalten eines elektrischen Geräts kurzfristig bis zu zehn Mal so viel Strom liefern wie im Dauerbetrieb. Zudem dürfen sie nur minimale Verluste generieren.

Da die Primär- und Sekundärwicklungen beim Steuertrafo getrennt sind, bietet dieser einen grundlegenden Schutz vor elektrischen Schlägen. Im Fehlerfall begrenzt er den Kurzschlussstrom. Dadurch kann er auftretende Spannungsspitzen dämpfen und ermöglicht den ungeerdeten Betrieb von Hilfsstromkreisen. Eine wichtige Aufgabe von Steuertransformatoren besteht darin, Maschinen und Anlagen über die weltweit unterschiedlichen Netzarten und -spannungen zu betreiben.

Der auch als Schutztransformator bezeichnete Sicherheitstrafo verfügt über eine zusätzliche Isolierschicht zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung. Durch diese spezielle Bauweise ist er kurzschlussfest. Überdies bietet er eine Schutzkleinspannung, die für den Menschen beim Berühren keine Lebensgefahr darstellt. Sicherheitstransformatoren finden sich beispielsweise in Spielzeugen und in der Medizintechnik.

Beim Trenntrafo sind die Eingangs- und Ausgangsspannung gleich. Er ermöglicht jedoch eine galvanische Schutztrennung beider Stromkreise. Damit bietet der Trenntransformator zusätzliche Sicherheit in Bereichen mit begrenzter Bewegungsfreiheit, an Stromerzeugen und bei schwierigen Umgebungsbedingungen wie Nässe und Staub.

Im Gegensatz zu anderen Transformatoren besteht der Spartrafo aus nur einer Spule. Diese verfügt über eine oder mehrere Anzapfungen, über die sich unterschiedlich hohe Ausgangsspannungen gewinnen lassen. Eine galvanische Trennung gibt es bei dieser Bauform nicht. Die Vorteile liegen in der Einsparung von Material und Masse, die auch Kosteneinsparungen mit sich bringt, sowie im geringeren Platzbedarf.

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