Was ist ein amorpher Transformator?
Amorpher Transformatoren sind Transformatoren, bei denen amorphe Legierungen in der inneren Struktur des Transformators verwendet werden, der hauptsächlich die Spannungsumwandlung von elektrischer Energie durchführt.
Transformatoren sind im Allgemeinen Geräte, die die Spannungswerte des in Kraftwerken erzeugten Hochspannungsstroms umwandeln, um ihn für Haushalte, Fabriken, Gebäude und andere Unternehmen leichter nutzbar zu machen, und im Inneren dieser Transformatoren werden Spulen aus einer Legierung verwendet, die Transformator genannt wird. In Siliziumstahlblechen, die normalerweise in Transformatoren verwendet werden, sind die Atome in einer regelmäßigen Struktur angeordnet.
Amorphe Legierungen hingegen zeichnen sich durch eine zufällige Atomstruktur in ihrem Inneren aus. Diese Struktur verleiht amorphen Legierungen den Vorteil einer hohen Festigkeit und weichmagnetischer Eigenschaften sowie einer hohen Korrosionsbeständigkeit.
Anwendungen für amorphe Transformatoren
Amorphe Transformatoren werden wie normale Transformatoren verwendet, um die Spannungswerte der in Kraftwerken und Umspannwerken erzeugten Hochspannungsenergie umzuwandeln, damit sie in Häusern, Wohnungen, Gebäuden, Fabriken und anderen Einrichtungen genutzt werden kann.
Da in normalen Transformatoren in der Regel Siliziumstahlbleche verwendet werden, wird bei der Stromabgabe Standby-Strom erzeugt, was zu Leistungsverlusten führt. Diese Standby-Leistung ist extrem belastend und nicht umweltfreundlich.
Im Gegensatz dazu können amorphe Transformatoren die Verluste beim Energieverbrauch minimieren und die Standby-Leistung erheblich reduzieren, indem sie die Eigenschaften der Legierung nutzen. Der Nachteil ist jedoch, dass der Transformator größer und schwerer ist als herkömmliche Transformatoren. Außerdem ist das mechanische Geräusch im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoren lauter.
Funktionsweise der amorphen Transformatoren
Die Funktionsweise des amorphen Transformators besteht in der Verwendung einer amorphen Legierung in dem Teil der Spule, der dem Eisenkern eines gewöhnlichen Transformators entspricht, dem so genannten Kern, der die Beweglichkeit des Elektronenflusses verbessert und die Leistungsverluste im Standby-Betrieb verringert. In einem Transformator wird die Spannung durch das Verhältnis zwischen der Anzahl der Windungen der Spulen im Inneren des Transformators und dem Strom, der durch den Transformator fließt, eingestellt, und der Spannungswert wird je nach dem Verhältnis der Anzahl der Windungen der Spulen auf der Primär- und der Sekundärseite im Inneren des Transformators angehoben oder abgesenkt.
Je höher die Anzahl der Spulenwindungen, desto höher die Spannung, und umgekehrt, desto niedriger die Spannung. Kraftwerke und Umspannwerke werden mit Hochspannungs-Wechselstrom versorgt, da die Übertragungsverluste in den Kabeln so gering wie möglich gehalten werden müssen.
Transformatoren, die letztlich die Wechselspannungswerte von 100 V/200 V in Haushalten und Büros umwandeln, sind für die Stromversorger unverzichtbar. Das Vorhandensein dieser Transformatoren ermöglicht es uns, Strom in unserem täglichen Leben sicher zu nutzen.
Weitere Informationen zu amorphen Transformatoren
1. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von amorphen Transformatoren
Obwohl amorphe Transformatoren sehr effektiv bei der Reduzierung der Standby-Leistung sind, wenn keine Last vorhanden ist, muss auch auf die Reduzierung der Lastverluste geachtet werden, d.h. der Verluste, wenn die Last groß ist. Im Allgemeinen zeichnen sich amorphe Transformatoren durch Lastverluste aus, die je nach Lastzustand (d. h. dem Anteil der genutzten Leistung) nur wenig variieren.
Das bedeutet, dass ein sehr großer Stromspareffekt bei schwach belasteten Geräten mit langen Standby-Zeiten erzielt werden kann, während der Stromspareffekt bei stark belasteten Geräten, die ständig in Betrieb sind, reduziert wird. Daher muss der Stromlaststatus von Transformatoranlagen verstanden werden.
Bei Notstromanlagen und photovoltaischen Umspannwerken beispielsweise ist der durchschnittliche Stromlastzustand gering, so dass ein sehr hoher Stromspareffekt zu erwarten ist.
2. Volumen und Gewicht von amorphen Transformatoren
Im Vergleich zu Transformatoren aus normalem Siliziumstahlblech benötigen amorphe Transformatoren aufgrund der begrenzten physikalischen Eigenschaften der Legierung das 1,5 bis 2-fache Volumen. Dies hängt auch mit dem Gewicht des Transformators zusammen, so dass genau darauf geachtet werden muss, ob die statischen Bodenbelastungsgrenzen des Aufstellungsortes überschritten werden. Ein ölgefüllter Transformator kann zum Beispiel je nach Ausführung eine Masse von etwa 3000 kg haben.