Sie haben vielleicht schon einmal einen elektrischen Transformator gesehen – kennen Sie aber auch alle seine Bestandteile? Neben der Stromversorgung der meisten Geräte an Ihrem Arbeitsplatz oder in Ihrer Fabrik gibt es noch viel mehr über ihn zu lernen.

Vergleicht man Transformatoren beispielsweise mit Transformatoren für den Heimgebrauch, unterscheiden sie sich deutlich. Große Fabrikmaschinen benötigen deutlich mehr Energie, insbesondere eine hohe Spannung. Typischerweise benötigen sie etwa 10.000 bis 30.000 Volt.

Das ist jedoch noch nicht alles, was es über Transformatoren zu wissen gibt. In diesem Artikel erklären wir Ihnen alles, was Sie über sie wissen müssen.

Was ist das?

Grundsätzlich überträgt ein elektrischer Transformator Elektrizität von einem Punkt zum anderen, insbesondere von Hochspannung zu Niederspannung und umgekehrt.

In der heutigen Generation sind sie so konstruiert, dass sie Wechselstrom (AC) nutzen. Das bedeutet, dass eine Änderung der Versorgungsspannung durch eine Änderung des Stroms beeinflusst wird. Das bedeutet, dass eine Erhöhung des Stroms die Spannung erhöht.

Alles in allem können Transformatoren die Effizienz von Stromsystemen steigern und die Sicherheit verbessern, indem sie die Spannungen bei Bedarf erhöhen oder verringern.

Der Aufbau eines Transformators

Ein elektrischer Transformator besteht aus drei entscheidenden Teilen: Primärwicklung, Sekundärwicklung und Magnetkern.

Die Hauptwicklung ist an eine Stromquelle angeschlossen, von der aus zunächst ein magnetischer Fluss erzeugt wird. Beide Spulen und der Stahlkern sind voneinander isoliert. Im Transformator kann sich außerdem ein Behälter für die Kernmontage (auch Tank genannt) und die Wicklung befinden, sowie entsprechende Buchsen zum Entfernen der Anschlüsse, ein Ölausdehnungsgefäß zur Ölversorgung des Tanks zur Kühlung usw.

Bei jedem Transformatortyp besteht der Kern aus übereinander gestapelten laminierten Stahlblechen. Dabei wird darauf geachtet, dass zwischen den Blechen möglichst wenig Luftspalt besteht, sodass ein durchgängiger magnetischer Pfad entsteht.

Wie es funktioniert

Strom fließt von einer Seite durch mehrfach um den Transformator gewickelte Drähte ein und tritt auf der anderen Seite wieder aus. Der eintretende Strom erzeugt im Transformator ein Magnetfeld, das wiederum in anderen Drähten ein elektrisches Feld erzeugt und dem Transformator schließlich die Energie entzieht.

In der Welt der Physik funktioniert ein Transformator jedoch nach dem Faradayschen Gesetz, das besagt, dass die Anzahl der Windungen in den folgenden Spulen dem Spannungsverhältnis beider Spulen entspricht.

Wenn also an einem Transformator eine geringere Spannung benötigt wird, weist die andere (hintere) Spule weniger Windungen auf als die Hauptspule (ankommende).

So sollte ein Transformator immer funktionieren

Ein idealer Transformator sollte einen perfekt sinusförmigen Erregerstrom, eine perfekte Kopplung (keine Streuinduktivität), eine ausgezeichnete Spannungsregelung, keine Wirbelstromverluste oder Hysterese und einen dicken Draht haben, der stark genug ist, um jeder Stromstärke standzuhalten.

Ein solcher Transformator lässt sich allerdings nur realisieren, wenn er extrem schwer und groß ist. Daher müssen bei der Konstruktion des Transformators Kompromisse eingegangen werden.

Darüber hinaus kann bei hohen Spannungen die Isolierung der Wicklungsleiter ein Problem darstellen, wie sie häufig bei Abwärts- und Aufwärtstransformatoren zur Leistungsverteilung auftritt. Die Wicklungen müssen sowohl gut vom Eisenkern als auch ausreichend voneinander isoliert sein, um die elektrische Trennung zwischen den Wicklungen zu gewährleisten.

Wenn Sie feststellen, dass Ihr Transformator keines der oben genannten Kriterien erfüllt, sollten Sie einen Transformator-Neuwickelservice in Anspruch nehmen, um das Problem zu ermitteln und zu beheben. Schließlich ist dies notwendig, wenn Ihre Geräte jederzeit mit maximaler Effizienz arbeiten sollen.

Unabhängig davon, ob Sie in Singapur einen elektrischen Transformator oder einen Cummins-Generator installieren möchten, kommt es im Wesentlichen darauf an, die Ausrüstung vollständig zu verstehen.

In diesem Fall hilft Ihnen das Wissen, wie Ihr Transformator funktioniert und was er eigentlich ist, ihn besser kennenzulernen. So wissen Sie, wann der richtige Zeitpunkt für eine Wartung, ein Upgrade oder einen Austausch ist.