Wie testet man den Austausch eines Transformators?

Originalquelle: Light of Devices

Im Artikel über die Kostenreduzierung von Transformatoren haben wir Materialsubstitution, Prozessoptimierung und andere Aspekte erörtert, die zu Veränderungen der Transformatorleistung führen können.
Daher gewinnt die Durchführung alternativer Prüfverfahren im Zuge der Kostenreduzierung besondere Bedeutung. Dieser Artikel beleuchtet die relevanten Inhalte der Prüfung beim Transformatorenaustausch aus zwei Perspektiven: der der Transformatorenhersteller und der der Stromversorgungshersteller.
Bei der Materialsubstitution müssen Transformatorenhersteller die Auswirkungen auf den Transformator selbst bewerten. Wird der Magnetkern ausgetauscht, sind zunächst die Größenänderungen zu berücksichtigen, die den Transformator beeinflussen.

Selbst bei gleicher Spezifikation und gleichem Modell unterscheiden sich die Schleifwerkzeuge der verschiedenen Magnetkernhersteller oft, was zu Größenabweichungen führt. Auch die unterschiedlichen Sinterverfahren können unterschiedliche Toleranzen des Magnetkerns bedingen, was wiederum die Passgenauigkeit zwischen Magnetkern und Träger beeinflusst. Erhebliche Abweichungen, die eine Montage unmöglich machen oder die Montageeffizienz mindern, rechtfertigen den Verlust nicht.
Zweitens sollten die grundlegenden Parameter des Magnetkernmaterials möglichst ähnlich sein. Spezifische Parameter wie Anfangsmagnetfeldstärke (μ_i), Sättigungsmagnetfeldstärke (B_s), Leistungsaufnahme (P_v), Curie-Temperatur (T_c), Dichte, Zugfestigkeit, Vibrationsfestigkeit usw. finden Sie im Artikel „Charakteristische Parameter von Magnetkernen“. Eine Materialvergleichstabelle ist in der Branche verfügbar und kann auch von Magnetkernherstellern bereitgestellt werden.

Bei Drähten sind Faktoren wie Lackschichtdicke, Isolierschichtdicke, Außendurchmesser, spezifischer elektrischer Widerstand, Temperaturbeständigkeit und Isolationskapazität zu berücksichtigen. Bei dreilagig isolierten Drähten ist die Zertifizierung des Isolationssystems wichtig. Oftmals weisen verschiedene isolierte Drähte unterschiedliche Isolationssysteme auf. Sofern der Kunde kein bestimmtes Isolationssystem vorschreibt, ist dies eine andere Frage.

Beim Austausch des Spulengerüsts müssen Faktoren wie Material, Wandstärke, Einsetzen und Entfernen der Stifte sowie die Festigkeit des Gerüsts berücksichtigt werden. Am wichtigsten ist die Nutbreite und -tiefe, die konstant gehalten werden müssen, da sich sonst die Anzahl der Wicklungslagen und die Windungsverteilung ändern, was wiederum die Leistung beeinträchtigt.

Beim Austausch des Transformators umfassen die routinemäßigen Prüfungen der Stromversorgung unter anderem Temperaturanstieg, Wirkungsgrad, Leistungsfaktor (PF), Klirrfaktor (THD), Regelgeschwindigkeit, Restwelligkeit und EMV sowie Belastungstests wichtiger Komponenten wie primärer MOSFETs und sekundärer Schottky-Diode. Zu den Zuverlässigkeitsprüfungen gehören Hoch- und Tieftemperatur-Starttests, Hoch- und Tieftemperatur-Alterungstests sowie Dual-85-Zuverlässigkeitstests.

Die Prozessautomatisierung erfordert die Einhaltung der grundlegenden Parameteranforderungen an Transformatoren. Gegebenenfalls sollte eine Demontage des Prozesses durchgeführt werden, um die Produktkonsistenz während der automatisierten Fertigung zu gewährleisten und Qualitätsrisiken auszuschließen.
Im Hinblick auf Materialsubstitution und Prozessoptimierung müssen Transformatorenwerke nicht nur grundlegende Parameter erfüllen, sondern auch Zuverlässigkeitsanforderungen. Einzelheiten hierzu finden Sie im vorherigen Artikel „Was umfasst die Zuverlässigkeit von Transformatoren?“.
Für Hersteller von Stromversorgungen stellen Materialsubstitution, Prozessoptimierung und die Einbindung neuer Lieferanten bedeutende Veränderungen dar. Neben der Bestätigung der grundlegenden Parameter und der Zuverlässigkeit des Transformators muss auch dessen Leistungsfähigkeit im Stromversorgungssystem überprüft werden. Es muss sichergestellt werden, dass der Ersatz qualifiziert und zuverlässig ist und die Anforderungen der gesamten Anlage erfüllt.