Im Kern eines Transformators wird, um Wirbelstrom- und Hystereseverluste zu minimieren, der Kern in der Regel aus mehreren dünnen Lagen von gelaminierter Siliziumstahlblechen hergestellt. Diese Siliziumstahlbleche sind durch ein isolierendes Material getrennt. Das Ziel ist, den Wirbelstromeffekt innerhalb des Kerns so weit wie möglich zu reduzieren, wodurch Wärmeverluste verringert und die Effizienz des Transformators verbessert werden.
Isoliermaterial
Das zwischen den Siliziumstahlblechen im Kern verwendete Isoliermaterial besteht in der Regel aus dünnem Papier oder Film. Diese Materialien haben gute dielektrische Eigenschaften und bieten elektrische Isolation, ohne den magnetischen Fluss signifikant zu beeinflussen. Häufig verwendete Isoliermaterialien sind:
Spezielles Papier: Wie z.B. Kraftpapier oder speziell behandertes Isolierungspapier, diese Papiere wurden verarbeitet, um eine hohe dielektrische Festigkeit und mechanische Stabilität zu erreichen.
Harzgetränktes Papier: In manchen Fällen wird, um die Isolationsleistung zu verbessern, das Papier mit Harz imprägniert, um seine thermische Beständigkeit und mechanische Stabilität zu erhöhen.
Polyesterfolie (Polyethylenterephthalat-Folie): Wie z.B. PET-Folie, dies ist ein häufig verwendetes Isolierfolienmaterial mit guten dielektrischen Eigenschaften und mechanischer Festigkeit.
Polyimidfolie: Obwohl weniger gebräuchlich, wird Polyimidfolie aufgrund ihrer ausgezeichneten thermischen Beständigkeit und dielektrischen Eigenschaften für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt.
Glimmer: Obwohl selten verwendet, besitzt Glimmer hervorragende dielektrische Eigenschaften und thermische Beständigkeit, was es für Hochspannungsanwendungen geeignet macht.
Erforderliche Eigenschaften
Ideale Isoliermaterialien sollten die folgenden Eigenschaften aufweisen:
Hohe dielektrische Festigkeit: In der Lage, unter hoher Spannung die Isolationseigenschaften aufrechtzuerhalten, ohne zusammenzubrechen.
Gute thermische Stabilität: Imstande, bei den hohen Temperaturen, die während des Betriebs des Transformators entstehen, stabil zu bleiben.
Chemische Stabilität: Resistent gegen die Auswirkungen von Transformatoröl und anderen Medien.
Mechanische Festigkeit: Imstande, mechanische Belastungen während der Montage und des Betriebs ohne Schaden zu überstehen.
Anwendungsszenarien
Bei kleinen Transformatoren ist die Auswahl und Verarbeitung von Isoliermaterialien relativ einfach; jedoch werden bei großen Transformatoren aufgrund höherer Leistung und Spannung die Auswahl und Behandlung von Isoliermaterialien kritisch. Bei großen Transformatoren müssen nicht nur die Siliziumstahlbleche isoliert werden, sondern auch die Wicklungen durch Isoliermaterialien getrennt werden, um Kurzschlüsse zu verhindern.
Zusammenfassung
Das Isoliermaterial zwischen den Siliziumstahlblechen im Kern eines Transformators dient primär dazu, Wirbelstromverluste zu reduzieren und die Gesamteffizienz des Transformators zu verbessern. Häufig verwendete Materialien sind spezielles Papier, harzgetränktes Papier, Polyesterfolie, Polyimidfolie usw. Die Wahl und Behandlung dieser Materialien sind entscheidend für die Leistung des Transformators.
