Mittelfrequenztransformatoren

In vielen Applikationen der Induktionserwärmung (Oberflächenhärten, Erwärmung kleinerer Teile) werden eingängige oder kleine Induktoren mit niedriger Impedanz benutzt, was ihren direkten Anschluss an herkömmliche Mittelfrequenzumrichter mit einer Nennausgangsspannung von 400 bis 800 V nicht zulässt.

Die Impedanzanpassung wird normalerweise durch Einfügen von Transformatoren zwischen dem Ausgang des Frequenzumrichters und dem Induktor gelöst. Charakteristische Parameter des Transformators:

• Bereich der Betriebsfrequenz (z. B. 3 – 10 kHz)
• Leistung (z. B. 800 kVA bei minimaler Frequenz)
• Bereich der Übersetzungsverhältnisse (z. B. 12 Grad durch Umschalten der Windungen)
• maximalle Primarspannung (z. B. 800 V)

Weitere wünschenswerte Parameter sind ein guter Wirkungsgrad, eine niedrige Kurzschlussspannung und ein geringes Gewicht.

Unterschiedliche Bauformen von Transformatoren haben gemeinsame Prinzipien: wassergekühlte Kupferwicklungen, Kern aus Trafoblechen bis 0,2 mm Dicke oder aus Ferrit für höhere Frequenzen. Die Kerne haben in der Regel auch eine Wasserkühlung.

Ein Beispiel für ein cleveres Design ist die abwechselnde Anordnung von Scheiben-Primär- und Sekundärspulen auf einem Zweisäulen- oder Schalenkern. Die Sekundärspulen sind eingängig und parallel geschaltet. Die Primärspulen haben eine oder mehrere Windungen. Durch schrittweises Serienanschließen der Windungen kann die Übersetzung des Transformators verändert werden.