Transformatoren 



1277 



abt'iille kleiner als die primare Klemmen- 

 spannung e t , die sekundare Klemmenspan- 

 ining e 2 urn den Betrag cler sekundaren 

 Spannungsabfalle kleiner als die sekundare 

 EMK. Eo. Da die Spannungsabfalle dem 

 Strom proportional sind, bewirkt beides 

 bei konstanter Primarspannung ein Sinken 

 der Sekundarspannung mit znnehmen- 

 dem Belastungsstrom. Die zahlen- 

 maBigen Verhaltnisse iibersieht man am 

 besten am Vektordiugramm Figur 8: die 

 primiire Klemmenspannung e l ergibt sk-h 

 als geometrische Summe von primiirer 

 EMK. Ej, primarem Ohinseheii Spannungs- 

 abfall Jjij (in Phase mit J t ) und primarem 

 induktivem Spannnngsabfall ,] l \ 1 v> (urn 90" 

 gegen .1, voreilend): iihnlich auf der Se- 

 kuiidarseite, inir sind hier die Spannungs- 

 abfalle von der EMK. abzuziehen. In der 

 Figur sind die Spannungsabfalle stark iiber- 

 trieben gezeiclmet, in Wirklidikeit betragen 

 sie bei vollem Belastungsstrom nnr wenisre 

 Prozente der Klemmenspaunnngen. 



AB fallt, und dalS bei kapazitiver Phasenver- 

 schiebung e. unter Umstiindcn griiBer werden 

 kaim als bei Leerlauf. 



y) Energie verlnste, Wirkungsgrad, 

 Erwarmung. Von der priinar in den 

 Transformator hineingesehickten elektrisclien 

 Leistung erscheint nnr ein Teil auf der 

 Sekundarseite als nutzbare Leistung wieder; 

 der andere Teil \vird in Warmc umgewandelt 

 und geht verloren. Solche Energieverluste 

 treten an zwei Stellen auf: 1m Eisen (,,Eisen- 

 verluste") als Hysteresis- und Wirbelstrom- 

 verluste, und ini Spulenkupfer ( Kupfer- 

 verluste") infolge der dort entwirkelten 

 Jouleschen Warme. Die Eisenverlustc 

 hiingen nnr vnm InduktionsfluB ab und sind 

 deshalb praktisdi unabhangig von der Be- 

 lastung; die Kupferverluste sind proportional 

 dem Quadrate des Stromes, treten also nur 

 bei Bi'lastung auf. Von der Frequenz 

 sind die Kupferverluste nahezu unabhangig; 

 die Eisenverluste und somit auch die Ge- 

 samtverluste nehmen al>er mit zunehmender 

 Frequenz ab, weil nach Gleichung (8) $ 

 umgekehrt proportional zu o ist. 



Die Verluste haben einerseits zur Folge 



Fig. 8. 



Fig. 9. 



]>us Kappsche Transformatordiagramm zeigt 

 die Abhangigkeit di'r Seknndarspaniiung von der 

 sekuiuliiren Phasenverschiebung bei konstantem 

 Si-kiiinliirstrora. Wir nehmen an, es treten nur 

 primar Spannungsabfalle auf (in Wirklichkeit 

 lassen sich die. sekundaren Spannungsabfalle 

 duri'h entsprechende VergroBerung der primaren 



streng beriicksichtigen); dann wiril E 1 = - - - E 2 



= ^=- e 2 , also proportional e.,. Der obere Teil von 



FigurSenthaltnun alls hier in Betracht kominen- 

 den (jrijlien, er ist in Figiu' 9 noch einmal ge- 

 zeicnnet. Halten wir, der Voraussetzung kon- 

 stanten Stromes, also auch konstanter Spannungs- 

 abfalle AC und CB entsprechend, die 

 Pnnkte A, B, C fest, so mufi sich bei Aende- 

 rung der sekundaren Phasenverschiebung (p., 

 der Punkt I), der Endpunkt der Vektnren e t 

 und Ej-^e.,, auf einem um A beschriebenen 

 lyreise bewegen. Das Diagramm zeigt, daB bei 

 einer gewissen induktiven Phasenverschiebung 

 die Sekundarspannung ein Minimum erreicht, 

 wenn namlicli ihr Vektor in die Verlangerung von 



erne Verringerung des Wirkungsgrades 



e 2 J 2 +V E +V K 



(9) 



(\ T E = Eisen-. VK = Kupferverluste): dieser 

 ist bei Leerlauf wegen der Eisenverluste 

 null und steigt mit zunehmender Belastung 

 bis zn einem Maximum, nm dann wieder zu 

 sinken: das Maximum wird bei derjenigen 

 Belastung erreicbt, fiir die die Kupfer- 

 verluste gleich den Eisenverlusten sind. 

 Dieser giinstigste erreichbare Wirkungs^nul 

 \vachst mit der GroSe des Transformation, 

 von 0,92 bis 0,94 bei den kleinsten Modellen 

 fiir etwa 1 KW. bis zu 0,99 bei den groBten 

 Ausfuhrungen (1000 bis 10000 KW.). Da 

 die Kupferverluste nur vom Strom ab- 

 hangen, werden mit abnebmendem Leistungs- 

 1'aktor (cost/-) die relativen Verlnste griilier, 

 der Wirknngsgrad kleiner. 



Andererseits wird eine den Energiever- 

 lusten aquivalente AVarmemenge im Trans- 

 formator entwickelt uml dadurch seine 

 Temperatur erhoht. Das ist sehr wiehtig, 

 weil in der Technik nur durch diese Tem- 

 peraturerhohung der Belastbarkeit der Trans- 

 formatoren eine Grenze gesteckt wird. Mit 

 anderen Worten: die GriiBe eines fiir eine 

 vorgeschriebene Belastung bestimmten Trans- 

 ; formators muB so gewahlt werden, daB die 

 Temperatur nicht nnzulassig hoeh wird. 

 Je kleiner die Verluste sind, um so kleiner 

 wird der Transformator; insbesondere nimint 

 die Gr'ilje mit zunehmender Frequenz er- 

 heblich ab. Audi die Bedeutung cler Eiu- 

 fuhrung der legierten Bleche bernht viel 

 weniger auf der Stromersparnis, als vielmehr 



