Scheinleistung und Volumen bei induktiven Bauelementen

Zusammenfassung

Magnetische Bauelemente variieren entsprechend ihrer Betriebsparameter in der Größe. Das 8. Kapitel ist der Frage gewidmet, welche Parameter warum die Größe von magnetischen Bauelementen beeinflussen. Bei geringen Kernverlusten bestimmen die Wicklungsverluste und die Sättigungsinduktion die Größe der Bauelemente. Die Verluste an sich sind dabei noch nicht die entscheidende Größe. Die bei der Nutzung der Bauelemente auftretende und maximal zulässige Temperatur verwendeter Materialien ist letztlich entscheidend für die endgültige Baugröße. Eine forcierte Kühlung ermöglicht zum Beispiel eine geringere Baugröße. Eine erhöhte Betriebsfrequenz verschiebt als weiterer Betriebsparameter verschiebt z. B. die erforderliche Windungszahl zu geringeren Werten, vergrößert aber gleichzeitig die spezifischen Verluste bei gleicher Induktion. Die Optimierungsergebnisse bei verschiedenen Betriebsfrequenzen müssen zwangsweise unterschiedlich sein. Während die abzuführenden Gesamtverluste näherungsweise proportional zur dritten Potenz eines Geometrieparameters ansteigen, steigt bei gleicher Wärmeleitfähigkeit die Wärmeabfuhr über die Oberfläche nur mit der 2. Potenz. Daraus lassen sich für verschiedene Anwendungsgebiete verschiedene Wachstumsgesetze der Gaugrößen ableiten. Schließlich ist es auch erheblich, ob Wickelmaterial aus Kupfer oder (billiger) aus Aluminium hergestellt werden können, da der Volumenbedarf bei gleichen Verlusten für beide Materialien verschieden ist.