Transformatoren

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Transformator Aufgabenbereich

Transformatoren, auch Umspanner genannt, erhöhen oder verringern Strom und Spannung auf gewünschte oder zulässige Werte. Erhöht ein Transformator die Spannung, mindert er gleichzeitig den Strom über seine wesentlichsten Bauteile: Primär- und Sekundärwicklung. Umspanner mit sehr kleinen Wicklungen kommen in Netz-Adaptern zum Einsatz, sie sind für die Stromversorgung von Notebooks oder Smartphones unentbehrlich. Für industrielle Anwendungen entwickelte Vorrichtungen nutzen ihre Wickelräume optimal aus, sind mit verlustarmen, lamellierten Kernen ausgestattet und bieten somit beste Übertragungseigenschaften bei hohen Wirkungsgraden. Standardtransformatoren für die Industrie sind sowohl einphasig als auch mehrphasig mit getrennten Wicklungen verfügbar.

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MST Einphasen Sicherheitstransformator 6686326 MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 320VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
SC-2423-000000000006686326
6686326
P: 320VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
66,33 € * 110,55 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686306 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 320VA IN: 230/400VAC OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686306
6686306
P: 320VA IN: 230/400VAC OUT: 230VAC
62,43 € * 104,05 € *

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MST Einphasen Sicherheitstransformator 86386 MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 320VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086386
86386
P: 320VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 24VAC
63,21 € * 105,35 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686130 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 5000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686130
6686130
P: 5000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
477,48 € * 795,80 € *

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MST Einphasen Sicherheitstransformator 86466 MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 2500VA IN: 230/400VAC+/-15VAC OUT:2x24VAC
SC-2423-000000000000086466
86466
P: 2500VA IN: 230/400VAC+/-15VAC OUT:2x24VAC
317,22 € * 528,70 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86025 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 500VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
SC-2423-000000000000086025
86025
P: 500VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
90,24 € * 150,40 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866157 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:3000VA IN:400VAC±5% OUT:230VAC
SC-2423-000000000000866157
866157
P:3000VA IN:400VAC±5% OUT:230VAC
5.601,60 € * 9.336,00 € *

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MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866129 MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:63VA IN:400/690VAC OUT:230VAC
SC-2423-000000000000866129
866129
P:63VA IN:400/690VAC OUT:230VAC
32,04 € * 53,40 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866193 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:1000VA IN:440VAC±5% OUT:127VAC
SC-2423-000000000000866193
866193
P:1000VA IN:440VAC±5% OUT:127VAC
1.428,60 € * 2.381,00 € *

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MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866166 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:3000VA IN:400VAC OUT:230VAC
SC-2423-000000000000866166
866166
P:3000VA IN:400VAC OUT:230VAC
3.349,20 € * 5.582,00 € *

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MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866176 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:160VA IN:200/208/220/240VAC OUT:2x115VAC
SC-2423-000000000000866176
866176
P:160VA IN:200/208/220/240VAC OUT:2x115VAC
429,90 € * 716,50 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86110 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 4000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086110
86110
P: 4000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
460,95 € * 768,25 € *

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MET Einphasen Sicherheitstransformator 86043 MET Einphasen Sicherheitstransformator P: 800VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086043
86043
P: 800VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
118,71 € * 197,85 € *

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MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86141 MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 40VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
SC-2423-000000000000086141
86141
P: 40VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
60,09 € * 100,15 € *

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MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86157 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 5000VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
SC-2423-000000000000086157
86157
P: 5000VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
504,90 € * 841,50 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686111 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 4000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686111
6686111
P: 4000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
438,99 € * 731,65 € *

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MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686310 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 800VA IN: 230/400VAC OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686310
6686310
P: 800VA IN: 230/400VAC OUT: 230VAC
109,86 € * 183,10 € *

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MTS Einphasen Sicherheitstransformator 6686340 MTS Einphasen Sicherheitstransformator P: 40VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
SC-2423-000000000006686340
6686340
P: 40VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
32,34 € * 53,90 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686045 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 800VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
SC-2423-000000000006686045
6686045
P: 800VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
142,26 € * 237,10 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686070 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 2000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686070
6686070
P: 2000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
219,63 € * 366,05 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Sicherheitstransformator 86330 MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 800VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086330
86330
P: 800VA IN: 230/400VAC OUT: 24VAC
109,86 € * 183,10 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686110 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 4000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686110
6686110
P: 4000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
460,95 € * 768,25 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686041 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 800VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686041
6686041
P: 800VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
118,71 € * 197,85 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686025 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 500VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
SC-2423-000000000006686025
6686025
P: 500VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
92,43 € * 154,05 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MTS Einphasen Sicherheitstransformator 6686363 MTS Einphasen Sicherheitstransformator P: 160VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 24VAC
SC-2423-000000000006686363
6686363
P: 160VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 24VAC
59,16 € * 98,60 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Sicherheitstransformator 86033 MET Einphasen Sicherheitstransformator P: 630VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086033
86033
P: 630VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
97,86 € * 163,10 € *

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MET Einphasen Sicherheitstransformator 86024 MET Einphasen Sicherheitstransformator P: 500VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086024
86024
P: 500VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 24VAC
82,56 € * 137,60 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86020 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 500VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086020
86020
P: 500VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
86,04 € * 143,40 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 800VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
SC-2423-000000000000086045
86045
P: 800VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
126,42 € * 210,70 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86090 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 3000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086090
86090
P: 3000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
287,64 € * 479,40 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86369 MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 160VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086369
86369
P: 160VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 230VAC
43,59 € * 72,65 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86146 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 320VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
SC-2423-000000000000086146
86146
P: 320VA IN: 208...550VAC OUT: 2x115VAC
76,17 € * 126,95 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86378 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 500VA IN: 230/400 +/- 15VAC OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086378
86378
P: 500VA IN: 230/400 +/- 15VAC OUT: 230VAC
78,72 € * 131,20 € *

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MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86091 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 3000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086091
86091
P: 3000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
287,64 € * 479,40 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86060 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 1500VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086060
86060
P: 1500VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
175,74 € * 292,90 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86130 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 5000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086130
86130
P: 5000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
477,48 € * 795,80 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86131 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 5000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000000086131
86131
P: 5000VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 230VAC
455,52 € * 759,20 € *

lieferbar in: 2-3 Arbeitstagen***

MET Einphasen Sicherheitstransformator 86044 MET Einphasen Sicherheitstransformator P: 800VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086044
86044
P: 800VA IN: 400VAC+/- 5% OUT: 24VAC
118,71 € * 197,85 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 86035 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 630VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
SC-2423-000000000000086035
86035
P: 630VA IN: 240-415VAC OUT: 110-110-20VAC
116,73 € * 194,55 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Sicherheitstransformator 86053 MET Einphasen Sicherheitstransformator P: 1000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
SC-2423-000000000000086053
86053
P: 1000VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 24VAC
137,31 € * 228,85 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Sicherheitstransformator MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 1600VA IN: 230/400VAC+-15VAC OUT:2x24VAC
SC-2423-000000000000086465
86465
P: 1600VA IN: 230/400VAC+-15VAC OUT:2x24VAC
232,74 € * 387,90 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Sicherheitstransformator MST Einphasen Sicherheitstransformator P: 1000VA IN: 230/400VAC +-15VAC OUT: 2x24VAC
SC-2423-000000000000086464
86464
P: 1000VA IN: 230/400VAC +-15VAC OUT: 2x24VAC
190,35 € * 317,25 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MDT Dreiphasen Steuer- und Trenntransformator 866086 MDT Dreiphasen Steuer- und Trenntransformator P:2000VA IN:3x400VAC OUT:3x400VAC
SC-2423-000000000000866086
866086
P:2000VA IN:3x400VAC OUT:3x400VAC
2.999,70 € * 4.999,50 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866160 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:1000VA IN:400VAC±5% OUT:230VAC
SC-2423-000000000000866160
866160
P:1000VA IN:400VAC±5% OUT:230VAC
5.847,00 € * 9.745,00 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MTS Einphasen Sicherheitstransformator 866192 MTS Einphasen Sicherheitstransformator P:100VA IN:230/400VAC OUT:24VAC
SC-2423-000000000000866192
866192
P:100VA IN:230/400VAC OUT:24VAC
369,60 € * 616,00 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866186 MST Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:500VA IN:400/440VAC OUT:115/230VAC
SC-2423-000000000000866186
866186
P:500VA IN:400/440VAC OUT:115/230VAC
780,60 € * 1.301,00 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866170 MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:150VA IN:400VAC±5% OUT:24VAC/230VAC
SC-2423-000000000000866170
866170
P:150VA IN:400VAC±5% OUT:24VAC/230VAC
499,20 € * 832,00 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 866078 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P:1000VA IN:200/440VAC OUT:110/230VAC
SC-2423-000000000000866078
866078
P:1000VA IN:200/440VAC OUT:110/230VAC
1.922,70 € * 3.204,50 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686030 MET Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 630VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686030
6686030
P: 630VA IN: 230VAC+/- 5% OUT: 230VAC
97,86 € * 163,10 € *

bestellbar // Liefertermin noch unbekannt

MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator 6686368 MTS Einphasen Steuer- und Trenntransformator P: 100VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 230VAC
SC-2423-000000000006686368
6686368
P: 100VA IN: 230/400VAC +/- 15VAC OUT: 230VAC
44,35 € * 71,35 € *

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Aufbau von Transformatoren

Aufbau Transformatoren VorschauAbb.: Aufbau eines TransformatorsDie gegenseitige Induktivität zwischen zwei Stromkreisen ist hauptverantwortlich für den Betrieb eines Transformators. Ein gemeinsamer magnetischer Fluss, verbunden durch einen Eisenkern im Transformator, erhöht oder senkt die erforderliche Wechselspannung. Grundlegend besteht der Aufbau eines Transformators aus mindestens zwei Spulen (Primär- und Sekundärspule), welche elektrisch voneinander getrennt sind, jedoch magnetisch miteinander verbunden sind (siehe Abbildung).

Die magnetische Wirkung im Transformatorkreis (Eisenkern) wird durch zwei Strom durchfließende Spulen (Wicklungen) erzielt. Die Anzahl der Windungen der beiden Spulen bestimmt das Verhältnis zwischen der angelegten Eingangswechselspannung und der Ausgangswechselspannung. Im Beispiel der Abbildung wird eine Eingangsspannung von 240 Volt angenommen, bei einem Windungsverhältnis von 20:1, wird die Ausgangsspannung in 12 Volt transformiert.

Aufbau Einphasen- und Dreiphasen Transformatoren

Wicklungsformen TransformatorenAbb.: Wicklungsformen eines Transformators Die Anzahl der Spulen eines Transformators besteht bei einem Einphasen-Transformator aus zwei Spulen und einem Dreiphasen-Transformator aus drei Spulen. Neben der Anzahl der Spulen ist des Weiteren die Anordnung der Primär- und Sekundärspule unterschiedlich.

Anordnung der Primär- und Sekundärspule:

  • Bei einem Einphasen Transformator sind Primär- und Sekundärspule auf jeweils einem Magnetkern gewickelt.
  • Bei einem Dreiphasen Transformator sind Primär- und Sekundärspule auf dem gleichen Magnetkern gewickelt.


Aufbau des Magnetkerns bei Einphasen- und Dreiphasen Transformatoren

Neben der Anzahl- und Wicklungsform der Spulen kann auch der Aufbau des Magnetkernes ein Unterscheidungskriterium darstellen. Der Aufbau des Eisenkerns bestimmt die Größe eines Transformators und kann je nach Bauweise eine kompaktere Version darstellen. Bei Transformatoren gilt es weiterhin zu unterscheiden zwischen einem Kerntransformator und einem Manteltransformator.

Aufbau der Kern- und Manteltransformator:

  • Bei einem Kern-Transformator liegen die Spulen auf allen Magnetkernen, zentral als Kern angeordnet.
  • Bei einem Manetel-Transformator liegen die Spulen nur auf dem mittleren Magnetkern und sind von jeweils einem weiteren Magnetkern umgeben (Mantel).

Wirkungsweise von Transformatoren

Die Arbeitsweise des Transformators basiert auf der 1831 von Michael Faraday entdeckte elektromagnetische Induktion. Die Anzahl der Wicklungen auf einer Spule sind entscheidend für die Wirkungsweise des Transformators. Je nach Wicklung auf der Primär- und Sekundärspule kann die Wechselspannung gesteigert oder gesenkt werden. Unter idealen Voraussetzungen wird eine verlustfreie Spannungsübertragung im Transformator realisiert. In einem realen Transformator kommt es hingegen zu Verlusten bei der Übertragung. Verlustquellen können sein:

  • Widerstände: In beiden Wicklungen der Spule treten Widerstände auf die zu Streuverlusten führen.
  • Wirbelstromverluste: Durch die elektrische Leitung im Eisenkern erwärmt sich dieser und führt zu Energieverlusten.
  • Ummagnetisierung: Durch das Ein- und Ausschalten des Transformators kommt es zum Energierverlust durch die Änderung der Magneteisungsausrichtung im Kern.
  • Permeabilität: Die Magnetisierung der Spulen ist abhängig von Frequenz und Stärke des Magnetfeldes. Auch hier treten Ummagnetisierungsverluste auf.
  • Sättigungseffekte: Die Materialbeschaffenheit limitiert den Höchstwert der Magnetisierung.


Transformatoren von Murrelektronik mit hohem Wirkungsgrad
verringern die Verlusteffekte bei der Spannungsübertragung. Moderne Steuertransformatoren und Trenntransformatoren sind als Manteltransformatoren aufgebaut und erlauben einverbesserten Arbeitseinsatz mit erhöhtem Wirkungsgrad. Qualitative Materialien und eine saubere Verarbeitung senken Streuverluste und Ummagnetisierungsverluste.

Anwendungensbeispiele von Transformatoren

Eine der häufigsten Anwendungsgebiete für Transformatoren sind s.g. Trenntransformatoren, welche die Netzspannung 1:1 zwischen Primär- und Spannungsebene weiter geben sollen. Eingesetzt werden diese Trenntransformatoren als eine Schutztrennung (galvanische Trennung) zur Netzspannung. Auf diese Weise kann eine verstärkte Isolierung erzielt werden und schützt teure Produktionsanlagen vor einer Überspannung und Beschädigung. Trenntransformatoren sind als einphasige Transformatoren verfügbar, ausgelegt für 230 V sowie als Dreiphasen-Transformatoren für 400 V.

Neben den Trenntransformatoren werden zusätzlich auch gemeinsam kombinierte Steuertransformatoren eingesetzt. Steuer- und Trenntransformatoren, welche eine konstante Ausgangsspannung weitergeben sollen. In diesem Falle können bspw. konstant 230 Volt Wechselstrom (AC) abgegeben werden (siehe "Gleichstrom für die Industrie").

Eingangsspannung von Transformatoren

Die Eingangsspannung ist die elektrische Leistung die über die Primärspule den Transformator erreicht. Transformatoren können nur mit Wechselspannung (AC) betrieben werden. Auf einer Gleichstromquelle (DC) müssen zuvor entsprechende Wandler und Gleichrichter geschaltet werden. Beim Anlegen einer zu hohen Spannung auf die Primärspule können die Wickelungen zerstört werden. Jeder Transformator sollte daher eingangsseitig mit der für ihn vorgesehenen Spannung verbunden werden.

Ausgangsleistung von Transformatoren

Die Ausgangsleistung ist die elektrische Leistung, die einen Transformator über die Sekundärspule verlässt. Dem Trenntransformator kommt bei der Bemessung der Ausgangsleistung eine besonders hohe Anforderung an den Wirkungsgrad entgegen. Die Ausgangsspannung sollte im idealen Falle identisch der Eingangsspannung sein, da kein Transformator aber einen Wirkungsgrad von 1 erreichen kann, muss die Spannung innerhalb des Transformators leicht angehoben werden, um die gewünschte Nennspannung als Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen.

Besonderheiten von Transformatoren

Bei dem Einsatz von Transformatoren in der Praxis, gilt es bestimme Besonderheiten zu beachten, insbesondere die Umgebungstemperatur hat größeren Einfluss auf den Wirkungsgrad von Transformatoren. Auf Best4Automation finden sich spezielle Transformatoren für den Einsatz bei Umgebungstemperaturen von bis zu 60 °C, mit einer integrierten Luftkühlung. Ebenfalls die Höhe über dem Meeresspiegel hat Einfluss auf die Nennleistung, über 1000 m NN gibt ein Transformator erheblich weniger Leistung ab.

Aufbau von Transformatoren

Aufbau Transformatoren VorschauAbb.: Aufbau eines TransformatorsDie gegenseitige Induktivität zwischen zwei Stromkreisen ist hauptverantwortlich für den Betrieb eines Transformators. Ein gemeinsamer magnetischer Fluss, verbunden durch einen Eisenkern im Transformator, erhöht oder senkt die erforderliche Wechselspannung. Grundlegend besteht der Aufbau eines Transformators aus mindestens zwei Spulen (Primär- und Sekundärspule), welche elektrisch voneinander getrennt sind, jedoch magnetisch miteinander verbunden sind (siehe Abbildung).

Die magnetische Wirkung im Transformatorkreis (Eisenkern) wird durch zwei Strom durchfließende Spulen (Wicklungen) erzielt. Die Anzahl der Windungen der beiden Spulen bestimmt das Verhältnis zwischen der angelegten Eingangswechselspannung und der Ausgangswechselspannung. Im Beispiel der Abbildung wird eine Eingangsspannung von 240 Volt angenommen, bei einem Windungsverhältnis von 20:1, wird die Ausgangsspannung in 12 Volt transformiert.

Aufbau Einphasen- und Dreiphasen Transformatoren

Wicklungsformen TransformatorenAbb.: Wicklungsformen eines Transformators Die Anzahl der Spulen eines Transformators besteht bei einem Einphasen-Transformator aus zwei Spulen und einem Dreiphasen-Transformator aus drei Spulen. Neben der Anzahl der Spulen ist des Weiteren die Anordnung der Primär- und Sekundärspule unterschiedlich.

Anordnung der Primär- und Sekundärspule:

  • Bei einem Einphasen Transformator sind Primär- und Sekundärspule auf jeweils einem Magnetkern gewickelt.
  • Bei einem Dreiphasen Transformator sind Primär- und Sekundärspule auf dem gleichen Magnetkern gewickelt.


Aufbau des Magnetkerns bei Einphasen- und Dreiphasen Transformatoren

Neben der Anzahl- und Wicklungsform der Spulen kann auch der Aufbau des Magnetkernes ein Unterscheidungskriterium darstellen. Der Aufbau des Eisenkerns bestimmt die Größe eines Transformators und kann je nach Bauweise eine kompaktere Version darstellen. Bei Transformatoren gilt es weiterhin zu unterscheiden zwischen einem Kerntransformator und einem Manteltransformator.

Aufbau der Kern- und Manteltransformator:

  • Bei einem Kern-Transformator liegen die Spulen auf allen Magnetkernen, zentral als Kern angeordnet.
  • Bei einem Manetel-Transformator liegen die Spulen nur auf dem mittleren Magnetkern und sind von jeweils einem weiteren Magnetkern umgeben (Mantel).

Wirkungsweise von Transformatoren

Die Arbeitsweise des Transformators basiert auf der 1831 von Michael Faraday entdeckte elektromagnetische Induktion. Die Anzahl der Wicklungen auf einer Spule sind entscheidend für die Wirkungsweise des Transformators. Je nach Wicklung auf der Primär- und Sekundärspule kann die Wechselspannung gesteigert oder gesenkt werden. Unter idealen Voraussetzungen wird eine verlustfreie Spannungsübertragung im Transformator realisiert. In einem realen Transformator kommt es hingegen zu Verlusten bei der Übertragung. Verlustquellen können sein:

  • Widerstände: In beiden Wicklungen der Spule treten Widerstände auf die zu Streuverlusten führen.
  • Wirbelstromverluste: Durch die elektrische Leitung im Eisenkern erwärmt sich dieser und führt zu Energieverlusten.
  • Ummagnetisierung: Durch das Ein- und Ausschalten des Transformators kommt es zum Energierverlust durch die Änderung der Magneteisungsausrichtung im Kern.
  • Permeabilität: Die Magnetisierung der Spulen ist abhängig von Frequenz und Stärke des Magnetfeldes. Auch hier treten Ummagnetisierungsverluste auf.
  • Sättigungseffekte: Die Materialbeschaffenheit limitiert den Höchstwert der Magnetisierung.


Transformatoren von Murrelektronik mit hohem Wirkungsgrad
verringern die Verlusteffekte bei der Spannungsübertragung. Moderne Steuertransformatoren und Trenntransformatoren sind als Manteltransformatoren aufgebaut und erlauben einverbesserten Arbeitseinsatz mit erhöhtem Wirkungsgrad. Qualitative Materialien und eine saubere Verarbeitung senken Streuverluste und Ummagnetisierungsverluste.

Anwendungensbeispiele von Transformatoren

Eine der häufigsten Anwendungsgebiete für Transformatoren sind s.g. Trenntransformatoren, welche die Netzspannung 1:1 zwischen Primär- und Spannungsebene weiter geben sollen. Eingesetzt werden diese Trenntransformatoren als eine Schutztrennung (galvanische Trennung) zur Netzspannung. Auf diese Weise kann eine verstärkte Isolierung erzielt werden und schützt teure Produktionsanlagen vor einer Überspannung und Beschädigung. Trenntransformatoren sind als einphasige Transformatoren verfügbar, ausgelegt für 230 V sowie als Dreiphasen-Transformatoren für 400 V.

Neben den Trenntransformatoren werden zusätzlich auch gemeinsam kombinierte Steuertransformatoren eingesetzt. Steuer- und Trenntransformatoren, welche eine konstante Ausgangsspannung weitergeben sollen. In diesem Falle können bspw. konstant 230 Volt Wechselstrom (AC) abgegeben werden (siehe "Gleichstrom für die Industrie").

Eingangsspannung von Transformatoren

Die Eingangsspannung ist die elektrische Leistung die über die Primärspule den Transformator erreicht. Transformatoren können nur mit Wechselspannung (AC) betrieben werden. Auf einer Gleichstromquelle (DC) müssen zuvor entsprechende Wandler und Gleichrichter geschaltet werden. Beim Anlegen einer zu hohen Spannung auf die Primärspule können die Wickelungen zerstört werden. Jeder Transformator sollte daher eingangsseitig mit der für ihn vorgesehenen Spannung verbunden werden.

Ausgangsleistung von Transformatoren

Die Ausgangsleistung ist die elektrische Leistung, die einen Transformator über die Sekundärspule verlässt. Dem Trenntransformator kommt bei der Bemessung der Ausgangsleistung eine besonders hohe Anforderung an den Wirkungsgrad entgegen. Die Ausgangsspannung sollte im idealen Falle identisch der Eingangsspannung sein, da kein Transformator aber einen Wirkungsgrad von 1 erreichen kann, muss die Spannung innerhalb des Transformators leicht angehoben werden, um die gewünschte Nennspannung als Ausgangsleistung zur Verfügung zu stellen.

Besonderheiten von Transformatoren

Bei dem Einsatz von Transformatoren in der Praxis, gilt es bestimme Besonderheiten zu beachten, insbesondere die Umgebungstemperatur hat größeren Einfluss auf den Wirkungsgrad von Transformatoren. Auf Best4Automation finden sich spezielle Transformatoren für den Einsatz bei Umgebungstemperaturen von bis zu 60 °C, mit einer integrierten Luftkühlung. Ebenfalls die Höhe über dem Meeresspiegel hat Einfluss auf die Nennleistung, über 1000 m NN gibt ein Transformator erheblich weniger Leistung ab.