Was sind die Hauptursachen für eine Überhitzung des Wechselrichtertransformators?

In Betriebsumgebungen mit hoher Frequenz und hoher Leistung ist Überhitzung einer der Hauptfehler, der sich auf die Lebensdauer und Leistung von Geräten auswirkt Wechselrichtertransformatoren . Überhitzung ist hauptsächlich auf die folgenden Schlüsselfaktoren zurückzuführen:

Leistungsverlust aufgrund von Design- und Materialfaktoren

Kernverluste und Streuverluste: Im Hochfrequenzbetrieb nehmen die Wirbelstromverluste und Hystereseverluste des Kernmaterials des Wechselrichtertransformators (z. B. eines hochwertigen EI-Kerns) erheblich zu.

Wird der Hochfrequenzeffekt bei der Konstruktion nicht ausreichend berücksichtigt oder weist das gewählte Kernmaterial keine ausreichende Hochfrequenzfestigkeit auf, steigt die Temperatur der Kernkomponenten stark an und es kommt zu örtlicher Überhitzung.

Alterung der Isolierung und teilweise Kurzschlüsse: Bei längerem Gebrauch kann die Isolationsschicht der Wicklung altern oder örtlich beschädigt werden, was zu Kurzschlüssen zwischen den Windungen oder zwischen den Schichten führen kann. Die Stromdichte am Kurzschlusspunkt steigt dramatisch an, erzeugt enorme Hitze und verursacht ungewöhnlich hohe lokale Temperaturen im Transformator, was möglicherweise zu einem Durchbrennen führt.

Probleme mit der Betriebsumgebung und der Wärmeableitung

Umgebung mit hohen Temperaturen und schlechter Wärmeableitung: Wechselrichtertransformatoren werden normalerweise im Freien oder in geschlossenen Räumen betrieben. Wenn die Umgebungstemperatur zu hoch ist oder aktive/passive Kühlgeräte wie Kühlventilatoren und Kühlkörper versagen oder verstopfen, kann die Wärme nicht effektiv abgeleitet werden, was dazu führt, dass der Gesamttemperaturanstieg den Auslegungswert überschreitet.

Zusätzliche Verluste durch Oberschwingungen und magnetische Sättigung: Der Ausgangsstrom des Wechselrichters enthält häufig hochfrequente Oberschwingungen. Diese Harmonischen erhöhen nicht nur die Kernverluste, sondern können auch zu einer magnetischen Sättigung des Kerns führen, wodurch die magnetische Flussdichte in den nichtlinearen Bereich gelangt, was die Eisenverluste weiter verschlimmert und zu ungewöhnlich hohen Temperaturen führt.

Überlastung und schlechte elektrische Verbindungen

Überlastbetrieb: Wenn der Wechselrichtertransformator unter Lasten betrieben wird, die seine Nennkapazität überschreiten, führt der erhöhte Strom zu erhöhten Leistungsverlusten (P=I²R) und es entsteht schnell Wärme. Längerer Überlastbetrieb verringert nicht nur die Effizienz, sondern kann auch zu einem Isolationsausfall führen.

Erhöhter Kontaktwiderstand: Schlechter Kontakt an Klemmen oder Stufenschaltern kann den Kontaktwiderstand erhöhen. Dieser erhöhte Kontaktwiderstand erzeugt konzentrierte Wärme; Wenn die Temperatur zu hoch ist, kann die umgebende Isolierung schmelzen oder verbrennen, wodurch der Transformator weiter beschädigt wird.