Elektrische Energiesysteme - Power Electronics Systems Laboratory ...

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Transformatoren
In diesem Kapitel werden wir ein Modell für Transformatoren erarbeiten.
Wir beginnen mit dem Prinzip gekoppelter Wicklungen, dann folgt eine idealisierte
Darstellung eines einphasigen Transformators. Diese werden wir
schrittweise zu einem für die Energieübertragung brauchbaren Modell ausbauen.
Abschliessend behandeln wir Transformatoren für dreiphasige Systeme.
3.1 Einphasiger Transformator
3.1.1 Gekoppelte Wicklungen
Eine stromdurchflossene Spule erzeugt ein magnetisches Feld. Zwei Spulen,
die sich in einem gemeinsamen magnetischen Feld befinden, beeinflussen sich
gegenseitig. Durch die magnetische Kopplung tritt eine Wechselwirkung ein:
Jede Änderung eines Spulenstromes hat eine Änderung des Stromes in der
anderen Spule zur Folge.
Bringt man zwei Spulen auf einen gemeinsamen, magnetisch gut leitenden
Eisenkern (magnetic core) auf, so erreicht man, dass beide Spulen fast
vom gleichen magnetischen Fluss durchdrungen werden. Die Kopplung fällt
damit relativ stark aus. Abbildung 3.1 zeigt eine solche Anordnung. Dies ist
der grundsätzliche Aufbau eines einphasigen Transformators.
Primärseite
Φ h
Sekundärseite
i 1
i ′ 2
u 1 u 2
Φ σ1
Φ σ2
N 1 N 2
Abbildung 3.1. Prinzipieller Aufbau eines einphasigen Transformators.
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