Aufrufe: 0 Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 20.10.2026 Herkunft: Website
Hauptfunktionen von Transformatorkernen:
Praktische Transformatoren arbeiten immer unter Wechselstrombedingungen (AC). Leistungsverluste entstehen nicht nur im Widerstand der Spulen, sondern auch im Kern, da dieser durch den Wechselstrom magnetisiert wird. Ein Transformatorkern besteht aus zwei Hauptteilen: den Kernschenkeln und den Jochen. Die Spulen (Wicklungen) sind auf den Kernschenkeln montiert, während die Joche dazu dienen, den gesamten Magnetkreis zu schließen. Um Hysterese- und Wirbelstromverluste im Kern zu reduzieren, wird dieser typischerweise durch Stapeln von Siliziumstahllamellen nach bestimmten Regeln aufgebaut. Diese Lamellen enthalten etwa 5 % Silizium, haben eine Dicke von 0,35 bis 0,50 mm und sind beidseitig mit einer isolierenden Lackschicht von 0,01 bis 0,13 mm Dicke beschichtet.
Der Hystereseverlust ist eine Art Eisenverlust, der während des Magnetisierungsprozesses aufgrund des Hysteresephänomens entsteht. Die Größe dieses Verlusts ist direkt proportional zur Fläche, die von der Hystereseschleife des Materials umschlossen wird. Da Siliziumstahl eine schmale Hystereseschleife aufweist, führt seine Verwendung für Transformatorkerne zu geringeren Hystereseverlusten, was die Erwärmung des Kerns deutlich reduziert.
Laminierte Kerne tragen auch dazu bei, eine andere Art von Eisenverlust zu minimieren: Wirbelstromverluste. Im Transformatorbetrieb erzeugt der Wechselstrom in den Spulen einen magnetischen Wechselfluss. Dieser sich ändernde Fluss induziert Ströme im Kern. Diese induzierten Ströme zirkulieren in Ebenen senkrecht zur Richtung des magnetischen Flusses und werden daher als Wirbelströme bezeichnet. Wirbelstromverluste führen ebenfalls zu einer Erwärmung des Kerns. Um Wirbelstromverluste zu reduzieren, ist der Transformatorkern aus gegeneinander isolierten Siliziumstahlblechen aufgebaut. Dadurch werden die Wirbelströme gezwungen, durch schmale, längliche Schleifen mit kleineren Querschnittsflächen zu fließen, wodurch sich der elektrische Widerstand entlang der Wirbelstrompfade erhöht. Darüber hinaus erhöht das Silizium im Stahl den spezifischen elektrischen Widerstand des Materials, was zur weiteren Reduzierung von Wirbelströmen beiträgt.
