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Die wichtigsten Möglichkeiten, sie abzukühlen, lassen sich auf ein paar Grundlagen beschränken. Erstens gibt es die natürliche Luftkühlung, die als AN für natürliche Luft bezeichnet wird. Dieser ist vollständig auf natürliche Konvektion und Strahlung angewiesen, um die Wärme abzuleiten.
In den Wicklungen und im Kern staut sich Wärme, die die Luft um sie herum erwärmt. Diese wärmere Luft wird leichter und steigt von selbst auf. Dann strömt kühlere Luft von unten ein, während die heiße Luft durch Lüftungsschlitze oben austritt. Dadurch bleibt stets ein gleichmäßiger Strom vorhanden.
Designer haben an intelligenten Stellen Lüftungsöffnungen und Luftwege im Inneren angebracht, um die Luftzirkulation zu steigern. Außerdem vergrößern sie die Außenseite mit Rippen oder Wellenformen, um die Wärme besser abzustrahlen. Diese Methode kommt häufig bei kleineren Einheiten zum Einsatz, etwa bis zu 2.000 kVA. Es eignet sich für Orte mit gleichmäßiger, nicht zu schwerer Last.
Dann gibt es noch die forcierte Luftkühlung, bekannt als AF für Air Forced. Dies greift bei größerem Strombedarf oder wenn die Dinge etwas überlastet sind. Es verwendet Ventilatoren, um die Luft stärker und schneller zu drücken.
Entlang der Achse sitzen Ventilatoren, die direkt auf den Kern und die Wicklungen gerichtet sind. Sensoren in den Wicklungen überwachen die Temperatur und regeln sie. Wenn die Temperaturen im Normalbetrieb unter etwa 110 °C bleiben, bleiben die Lüfter einfach im Leerlauf.
Wenn die Hitze steigt, starten die Ventilatoren schrittweise, einen oder mehrere gleichzeitig. Das erhöht die Kühlung erheblich. Der Transformator kann kurzzeitig Überlastungen von 125 bis 150 Prozent seiner Nennleistung aushalten. Dies geschieht, ohne die Isolierung im Inneren zu beschädigen.
Im Vergleich zu reiner natürlicher Luft steigert diese forcierte Anordnung die Wärmeabfuhr um 30 bis 50 Prozent. Ziemlich nützlich für härtere Arbeiten.
Designer bauen jetzt auch ein vollständiges Wärmemanagement ein. Das bedeutet, dass Sensoren und Steuerungen alle miteinander verbunden sind. Sie verwenden PT100-Widerstandsthermometer oder Thermoelemente, die direkt in den Wicklungen stecken, um die Temperatur in Echtzeit zu messen.
Intelligente Controller laufen auf Mikroprozessoren. Sie behalten die Wärme im Auge und passen die Kühlung stufenweise an. Sie erhalten Alarme, wenn die Temperaturen die eingestellten Grenzwerte erreichen. Ventilatoren schalten sich je nach Bedarf ein und aus. Wenn es zu heiß wird, senden sie Auslösesignale an vorgeschaltete Schutzgeräte.
Diese können auch über Modbus oder Ethernet angeschlossen werden, um eine Fernkontrolle zu ermöglichen. All das trägt dazu bei, dass alles reibungslos läuft.
Transformatoren folgen zur Isolierung festgelegten Temperaturklassen. Die Höchsttemperatur der Klasse B liegt bei 130 °C, mit einem Anstieg von 80 °K über 40 °C Umgebungstemperatur. Klasse F reicht bis 155 Grad C, was einen Anstieg von 100 Grad K bei gleicher Umgebungstemperatur ermöglicht.
Klasse H erreicht 180 °C, mit einem Anstieg von 125 °K über 40 °C Umgebungstemperatur. Jede Klasse legt Grenzwerte dafür fest, wie viel Wärme sich sicher aufbaut.
Die Technik deckt verschiedene Arten der Wärmebewegung ab. Die Leitung transportiert es von den Kupferwicklungen durch die Isolierung zum Außengehäuse. Durch Konvektion entzieht bewegte Luft den festen Teilen Wärme.
Strahlung sendet Infrarotstrahlung von heißen Stellen in kühlere Bereiche in der Umgebung. Bei der Gestaltung arbeiten alle drei zusammen.
Einige Faktoren hängen davon ab, wo Sie das Gerät platzierenTransformator. In großen Höhen verringert dünnere Luft die Kühlleistung, sodass Sie die Kapazität verringern oder erhöhen müssen. Heiße Umgebungen bedeuten, dass Sie zusätzliche Spielräume oder bessere integrierte Systeme benötigen.
Staub oder Verschmutzung erfordern Filter oder versiegelte Gehäuse mit Schutzart IP54 oder höher. Diese schützen, können aber den Luftstrom etwas verlangsamen.
Die Installation ist für eine effektive Kühlung von großer Bedeutung. Sie müssen den richtigen Abstand zu Wänden und Geräten lassen, damit die Luft ungehindert zirkulieren kann. Die Raumaufteilung erfordert Lüftungsöffnungen, die die Wärme gut ableiten, insbesondere bei mehr als einem Gerät.
Durch gelegentliches Reinigen der Luftwege und Oberflächen bleibt die Leistung auf dem spezifikationsgerechten Niveau. Wenn Sie das überspringen, werden die Dinge mit der Zeit schlechter.
