Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 20.10.2026 Herkunft: Website
1. Hochfrequenztyp: Ferritkerne
Ferritkerne werden in Hochfrequenztransformatoren eingesetzt. Es handelt sich um Keramikmagnete mit einer Spinell-Kristallstruktur, die aus Eisenoxid und anderen zweiwertigen Metallverbindungen wie kFe₂O₄ (wobei „k“ für andere Metalle steht) bestehen. Zu den derzeit gebräuchlichen Metallen gehören Mangan (Mn), Zink (Zn), Nickel (Ni), Magnesium (Mg) und Kupfer (Cu).
Zu den gängigen Kombinationen gehören die Mangan-Zink-Reihe (MnZn), die Nickel-Zink-Reihe (NiZn) und die Magnesium-Zink-Reihe (MgZn). Diese Materialien verfügen über hohe magnetische Permeabilitäts- und Impedanzeigenschaften mit einem Betriebsfrequenzbereich von 1 kHz bis über 200 kHz.
2. Niederfrequenztyp: Siliziumstahllaminierungen
Siliziumstahlbleche werden in Niederfrequenztransformatoren verwendet. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, die im Wesentlichen in zwei Kategorien eingeteilt werden können:
Nach Herstellungsverfahren: A: Geglüht (schwarze Bleche) und N: Nicht geglüht (weiße Bleche).
Nach Form: EI-Typ, UI-Typ, C-Typ und quadratische (Mund-Typ) Kerne.
In Hochleistungstransformatoren (typischerweise über 500–1000 W) werden häufig quadratische Siliziumstahlbleche verwendet. Sie bieten eine hervorragende Isolierung, einfache Wärmeableitung und einen kurzen Magnetweg. Ein Satz aus zwei C-Typ-Siliziumstahlblechen wird als CD-Typ-Kern bezeichnet. Bei Leistungstransformatoren mit CD-Kernen gleicher Querschnittsfläche ermöglicht ein höheres Fenster eine höhere Nennleistung. Da die Spulen separat auf beiden Seiten des Kerns angebracht werden können, kann die Gesamtwindung auf zwei Spulenkörper verteilt werden. Dies verringert die durchschnittliche Windungslänge pro Spule und verringert die Kupferverluste. Darüber hinaus wird durch das Wickeln zweier symmetrischer Spulen auf separate Spulen eine perfekte Symmetrie erreicht.
Ein Satz bestehend aus vier C-Typ-Siliziumstahlblechen wird als ED-Typ-Kern bezeichnet. Transformatoren mit Kernen vom Typ ED haben im Vergleich zu Transformatoren vom Typ CD mit derselben Nennleistung ein kürzeres und breiteres Profil. Da die Spulen in der Mitte des Kerns mit einem externen Magnetpfad montiert sind, weisen ED-Transformatoren einen geringen magnetischen Streufluss und minimale Störungen auf. Da jedoch alle Spulen auf einem einzigen, dickeren Spulenkörper gewickelt sind, ist die durchschnittliche Windungslänge länger, was zu höheren Kupferverlusten führt.
C-Typ-Kerne bieten eine hervorragende Leistung und machen die resultierenden Transformatoren kompakt, leicht und hocheffizient. Aus Montagesicht erfordern C-Typ-Kerne nur sehr wenige Komponenten und bieten eine hohe Vielseitigkeit, was zu einer hohen Produktionseffizienz führt. Allerdings ist der Herstellungsprozess für C-Typ-Siliziumstahlbleche komplex und erfordert spezielle Ausrüstung, was ihre aktuellen Produktionskosten relativ hoch macht.
Siliziumstahlbleche vom E-Typ, auch als Schalenkerne bekannt, haben den Hauptvorteil, dass sowohl Primär- als auch Sekundärspulen auf demselben Spulenkörper platziert sind, was zu einem hohen Fensterraumfaktor führt (Raumfaktor Km: das Verhältnis der Nettoquerschnittsfläche des Kupferdrahts zur Fensterfläche). Die Siliziumstahlbleche bilden eine schützende Hülle um die Wicklungen und verhindern so mechanische Beschädigungen. Sie bieten außerdem eine größere Wärmeableitungsfläche und reduzieren die Magnetfeldstrahlung. Dieses Design führt jedoch zu einer höheren Primär-zu-Sekundär-Streuinduktivität und einer größeren Anfälligkeit für externe Magnetfeldinterferenzen. Darüber hinaus benötigen EI-Transformatoren aufgrund des größeren durchschnittlichen Wicklungsumfangs mehr Kupferdraht für die gleiche Windungszahl und Kernquerschnittsfläche.
Die gängigsten Dicken für Siliziumstahlbleche sind 0,35 mm und 0,5 mm.
Es gibt zwei Montagemethoden für Siliziumstahlbleche: Ineinanderstecken und Stoßen. Bei der Interleaving-Methode wechseln sich die Öffnungen der Blätter auf beiden Seiten ab. Obwohl diese Methode umständlich ist, minimiert sie die Lücken und den magnetischen Widerstand zwischen den Blechen, was zur Erhöhung des Magnetflusses beiträgt. Daher wird es häufig in Leistungstransformatoren verwendet. Die Stoßmethode wird üblicherweise bei Anwendungen mit Gleichstrom (DC) verwendet. Um eine durch Gleichstrom verursachte Sättigung zu verhindern, muss zwischen den Blechen ein Spalt gelassen werden. Bei dieser Methode werden die E-Stücke und I-Stücke auf gegenüberliegenden Seiten platziert und der Abstand zwischen ihnen kann mithilfe von Unterlegscheiben aus Papier angepasst werden.
3. Spulentypen
Spulenkerne werden in drei Hauptkategorien unterteilt:
A. Ringkern: Hergestellt durch Stapeln von O-förmigen Lamellen oder Wickeln von Siliziumstahlstreifen. Das Wickeln dieser Kerne ist eine ziemliche Herausforderung.
B. Stabkern: Stabförmige Magnetkerne.
C. Trommelkern: Trommelförmige Magnetkerne.
