Mechatronik Modul 2 - ADAM - Leonardo da Vinci Projects and ...

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Minos
3.4.2 Realer Transformator
Elektrische Antriebe und Steuerungen
Ein realer Transformator befindet sich im Leerlauf, wenn sich an der
Ausgangswicklung kein Lastwiderstand befindet. Somit verhält sich ein
Transformator im Leerlauf wie eine Spule mit einer großen Induktivität.
Wird die Eingangsseite des Transformators an eine zu große Spannung
angeschlossen, so steigt in der Folge auch der Magnetisierungsstrom
stark an. Dies kann zum Verbrennen der Wicklung und somit zur Zerstörung
des Transformators führen.
Durch Luftspalte im Eisenkern des Transformators steigen die Leerlaufströme
an. Dadurch sinkt der Leistungsfaktor des Transformators. Um
dies zu Vermeiden, werden die Bleche des Eisenkernes so übereinander
geschichtet, dass sich die Stoßstellen abwechselnd auf verschiedenen
Seiten des Eisenkerns befinden.
Der Einschaltstrom kann bei Transformatoren sehr hohe Werte bis zu
mehr als dem Zehnfachen des Bemessungsstromes betragen. Diese
starken Ströme können auch dann auftreten, wenn der Transformator
nicht belastet ist. Die Sicherungen an der Eingangsseite des Transformators
müssen aus diesem Grund etwa für den doppelten Bemessungsstrom
ausgelegt werden.
Bei Transformatoren unter Last verläuft ein Teil der Feldlinien des Magnetfeldes
auch außerhalb des Eisenkernes und somit durch die Luft.
Dieser magnetische Fluss wird als Streufluss bezeichnet und erfordert
bei vielen Transformatoren eine Abschirmung. Dies gilt besonders bei
der Nachrichtentechnik.
Zum Ermitteln der Kurzschlussspannung des Transformators werden die
beiden Anschlüsse der Ausgangsseite miteinander verbunden, also kurzgeschlossen.
Die Kurzschlussspannung ist nun die Spannung an der
Eingangsseite, bei der der Transformator seinen Bemessungsstrom aufnimmt.
Eine niedrige Kurzschlussspannung bedeutet einen kleinen Innenwiderstand
des Transformators. Bei diesen Transformatoren sinkt die
Ausgangsspannung bei Belastung nur wenig ab. Allerdings treten bei
kleinen Innenwiderständen hohe Kurzschlussströme auf. Diese können
zur Zerstörung der Wicklung und somit des gesamten Transformators
führen.
Transformatoren, die einen kleinen Innenwiderstand haben, werden als
spannungssteif bezeichnet, Transformatoren mit einem hohen Innenwiderstand
dagegen als spannungsweich.
Bei Drehstrom- und Netzanschlußtransformatoren liegt die
Kurzschlussspannung bei unter 10 % der Bemessungsspannung, bei
Klingeltransformatoren dagegen bei etwa 40 %.