Mittelfrequenztransformator

Mittelfrequenztransformatoren sind Transformatoren die speziell für Frequenzen im Bereich von einigen Hundert Hertz bis zu einigen Kilohertz (Mittelfrequenz) ausgelegt sind.

Aufbau und Funktion

Diese Transformatoren unterscheiden sich von normalen Netztransformatoren, die mit 50 Hz betrieben werden, durch einen kleineren Eisenkern, weil mit zunehmender Frequenz des elektrischen Stroms der Eisenquerschitt bei gleichbleibender Leistungsübertragung kleiner bemessen werden kann:

$A_\text{Fe}= \frac{50 \cdot 45 \cdot U}{f \cdot N \cdot \Delta B}$

mit

• N: Windungszahl
• ΔB als Induktionsamplitude (Flussdichteänderung) in Tesla
• U: Effektivwert der Spannung in Volt
• A_Fe: magnetischer Kernquerschnitt in cm²
• f: Frequenz in Hz.

Die Verwendung von Mittelfrequenz erlaubt daher bei spezieller angepassten Transformatoren geringere Gerätegewichte. Gegenüber einer Betriebsfrequenz von 50 Hz sind große Gewichtseinsparungen erreichbar.

Anwendungsbeispiele

Beispiele für die Anwendung von Mittelfrequenzen und speziellen Transformatoren sind u. a.:

• in Flugzeugen konnten die in den früher üblichen Röhrengeräten (Radar, Bordfunk usw.) erforderlichen verschiedenen Spannungen massesparend mit kleinen Transformatoren mit 400-Hz-Drehstrom erzeugt werden.
• in Schweißstromquellen für Punktschweiß-Zangen werden oft Mittelfrequenz-Transformatoren eingebaut, um dicke Strom-Zuführungen (erforderlich sind einige tausend Ampere) zu vermeiden und die Zangen (z. B. an Roboterarmen in der Automobilfertigung) dennoch leicht und beweglich zu halten.

Bei Frequenzen bis zu einigen kHz („Mittelfrequenz“) können Leistungs-Transformatoren noch mit laminierten Dynamoblech-Kernen gefertigt werden, doch muss die Blechdicke zur Vermeidung höherer Wirbelstromverluste geringer sein (etwa 0,1 mm gegenüber etwa 0,5 mm bei 50 Hz). Die Hystereseverluste halten sich dann noch in Grenzen.