Messungen an Transformatoren

Messung der Leerlaufkennlinie

Wie hängt der aufgenommene Strom von der Spannung ab?

Trafo1_01 (1K)

Messung

Da der Transformator im Leerlauf keine Leistung übertragen muss, benötigt er lediglich Strom zur Magnetisierung des Eisenkerns.

Trafo1_01a (6K)

Der Leerlaufstrom ist gleichzeitig der Magnetisierungsstrom.

Ergebnis

Zur Messung wurden zwei Trafotypen herangezogen:

Trafo1_03 (2K)

Trafo1_04 (2K)

Diagramm

Zum Vergleich der zwei Typen:

Trafo1_05 (6K)

Die optische Erscheinung der Leerlaufkennlinie erinnert an die Magnetisierungskennlinie. Den Weg zur Magnetisierungskennlinie zeigt die nächste Seite.

Von der Leerlauf- zur Magnetisierungskenlinie

Trafo1_02 (1K)

Die Zahlen auf den Achsen entsprechen bildlich einem Maßstab. Um den Maßstab der Achsen zu ändern, muss lediglich der Umrechnungsfaktor gesucht werden.

Grundlagen

Die x-Achse

Die Beziehung zwischen Strom und Feldstärke ist:

Trafo1_01_1 (1K)

Die y-Achse

Die Beziehung zwischen Spannung und Induktion ist:

Trafo1_01_2 (3K)

Die Umrechnung im Überblick

Trafo1_01_§ (4K)

Diagramm

Die Zusammenstellung zeigt:
In den Faktoren stecken die Daten aus der "Wicklerei". Diese können leicht aufgenommen werden.
Hier zB
Trafo 1: N1 = 260; lm = 0,198m; AFe = 24,86cm2
Trafo 2: N1 = 680; lm = 0,154m; AFe = 6,53cm2
Das Ergebnis sollte dann einer bekannten Magnetisierungskennlinie für Dynamobleche gleichen.

Trafo1_07 (6K)

Eine gute Kontrolle bietet auch die Berechnung der relativen Permeabilität aus der Messtabelle:

Trafo1_06 (7K)

Belastung von Transformatoren

Grundsätzlich unterscheiden wir zwischen

  1. spannungssteifem Trafo und
  2. spannungssweichem Trafo

Wir untersuchen die beiden Typen bei verschieden starker

  1. ohmscher
  2. kapazitiver und
  3. induktiver
Belastung

Messung

Trafo1_11 (9K)

Ergebnisse

Für den spannungssteifen Trafo ergeben sich folgende Messwerte:

Trafo1_12a (4K)

Für den spannungsweichen Trafo ergeben sich folgende Messwerte:

Trafo1_12b (4K)

Wirkung der Phasenlage

Trafo1_14 (9K)

Diagramm

für den spannungssteifen Trafo:

Trafo1_13a (7K)

für den spannungsweichen Trafo:

Trafo1_13b (9K)

Der cosφ der Last beeinflusst die Größe der Ausgangsspannung stark.

Stark wechselnde Belastungsarten führen zu großen Spannungsschwankungen.