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Mittelfrequenz-Leistungstransformator-Konstruktion

Entwicklung, Realisierung und Erprobung einer betriebsgerechten mechanischen Anordnung eines Mittelfrequenztransformators

Industrie: Hersteller von Traktionstransformatoren

Leistung: Konstruktion von Sondertransformatoren für die Antriebstechnik

Problemstellung:

Mittelfrequenztransformatoren werden mit Frequenzen im kHz-Bereich betrieben, um das Leistungsgewicht zu reduzieren. Die Frequenzerhöhung bewirkt eine verstärkte Induktion verlustbehafteter Wirbelströme sowie Skin- und Proximityeffekte in elektrischen Leitern und erhöhte Kernverluste. Somit ist eine mechanische Anordnung erforderlich, die sich deutlich von der herkömmlicher Leistungstransformatoren unterscheidet.

 

 

Durchführung:

In enger Zusammenarbeit mit dem Kunden wurde ein individuelles Prototypkonzept für einen Mittelfrequenztransformator zum Einsatz in einer Traktionsanwendung entwickelt.

Unter Einbeziehung wissenschaftlicher Studien wurden geeignete Materialien zum Einsatz in einem Mittelfrequenzleistungstransformator identifiziert. Basierend hierauf und unter Berücksichtigung der elektrotechnischen Besonderheiten einer Betriebsfrequenz von einigen kHz, wurde eine geeignete mechanische Anordnung zum Aufbau eines Mittelfrequenztransformators entwickelt. Diese Struktur wurde in ein CAD-Modell überführt.

Ergebnis:

Es sind individuelle Lösungsansätze erzielt worden, die den Innovationsgrad des Transformators deutlich erhöhen konnten. Die erzielten Ergebnisse wurden in eine gemeinsame Schutzrechtanmeldung überführt. Anhand der CAD-Konstruktionsdaten wurden technische Zeichnungen der Komponenten angefertigt und die Kommunikation mit Lieferanten unterstützt. Weiterhin wurde die Prüfung der fertiggestellten Komponenten sowie die Montage des Systems begleitet.

Anschließende Untersuchungen haben die Funktionsfähigkeit und Verwendbarkeit der Struktur nachgewiesen. Weiterhin konnte eine signifikante Reduktion des Leistungsgewichts erreicht werden. Gegenüber herkömmlicher Leistungstransformatoren wurde das Leistungsgewicht um etwa 85 % gesenkt.

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