Styrtransformator

Styrtransformatorer gör det möjligt att anpassa maskiner och anläggningar till de olika nätspänningar och typer som finns i världen. De ökar funktionssäkerheten hos elektriska styrsystem vid konstant över- och underspänning i elnätet tack vare de standardmässiga extra uttagen på +/- 5% av primärspänningen. I händelse av ett fel dämpar kontrolltransformatorer nivån på kortslutningsströmmen och gör det möjligt att använda hjälpkretsar som inte har upptäckts.

En transformator består av en magnetkrets, som kallas för kärnan. Kärnan har två strömförande lindningar, den så kallade primärlindningen och sekundärlindningen. Om en elektrisk växelspänning läggs på primärlindningen börjar en växelström att flöda genom primärlindningen. Denna växelström genererar ett magnetfält i lindningen, som ändrar styrka och frekvens beroende på växelströmskällan. Det magnetiska flödet i transformatorn ändras med växelspänningens frekvens. Nättransformatorer är vanligtvis lindade med galvanisk isolering.
Tillverkningstekniken för kärnan och kvaliteten på den transformatorkärna som används påverkar den magnetiska kretsen. En transformators magnetkrets (magnetfält) ska helst generera låga virvelströmsförluster och ha låga ommagnetiseringsförluster (hysteresförluster). En annan aspekt är resistanserna i transformatorns lindning. Lindningsförluster kan endast minskas med skiktade och ordnade lindningar på primär- och sekundärspolarna och den bästa lindningsmetallen. Spänningen regleras med antalet varv på spolen. Strömstyrkan bestämmer diametern på den lindande metallen.
Med undantag för silver har koppar det bästa konduktansvärdet med γ = 56. Aluminium har däremot bara γ = 36. Aluminium följer därför med ett avstånd på cirka 35 procent. Koppar är alltså den bästa metallen och aluminium ”bara” den näst bästa av de tekniskt och ekonomiskt användbara ledarmaterialen för elektrisk energi. Alla andra metaller kan inte betraktas som ledare för elektricitet, och legeringar har i allmänhet betydligt lägre ledningsförmåga än rena metaller. Silver eller guld utesluts helt och hållet på grund av det höga priset.

En transformator består i huvudsak av två eller flera spolar och en gemensam järnkärna. Lindningarna i en transformator är vanligtvis gjorda av isolerad koppartråd och lindas på järnkärnan. Ingångsspänningen appliceras på transformatorns primärlindning. Det är därför som spolen på primärlindningen ofta kallas primärspole. Växelspänningen vid primärspolen skapar ett växlande magnetfält på grund av induktivitet. Det magnetiska flödet passerar genom sekundärspolen med hjälp av järnkärnan. Utgångsspänningen kan därför tas från transformatorns sekundärsida. På motsvarande sätt som på primärsidan kallas spolen på sekundärsidan för sekundärspole. Lindningsförhållandet mellan primär- och sekundärspolen avgör om utspänningen är lägre eller högre än inspänningen. Om antalet varv på sekundärspolen är större än antalet varv på primärspolen är utspänningen högre än inspänningen. Om antalet varv i sekundärspolen däremot är lägre, är utspänningen lägre än inspänningen. Om båda spolarna har samma antal trådvarv lindade runt sig är utspänningen lika med inspänningen. En nättransformator arbetar huvudsakligen med växelspänning. Förhållandet mellan antalet lindningar är avgörande för förändringen av effekt, spänning eller ström. N1/N2. Det är viktigt att notera att transformatorn antingen kan öka eller minska spänningen eller strömmen. Respektive motpart kommer då att minska eller öka i samma utsträckning.
En transformators märkeffekt uttrycks i VA eller kVA (VA står för voltampere och är måttenheten för skenbar elektrisk effekt, kVA för kilovoltampere).

Styrtransformatorn har elektriskt separata lindningar i enlighet med EN61558-2-2 och används för att mata hjälpkretsar. Styrtransformatorer har ett lågt spänningsfall vid induktiv belastning. Enligt DIN VDE 0113 del 1 måste en styrtransformator finnas i elektriska installationer om: Maskiner och anläggningar har mer än 5 elektromagnetiska manöverspolar, reläer, kontaktorer etc., styr- och signalanordningar är installerade utanför kopplingsskåp och maskiner eller om elektroniska styr- eller signalkretsar ska försörjas.