Ahoi,
>Wenn ich die Wicklungszahlen an primär und sekundär Seite erhöhe, deren Verhältnis aber beibehalte, müsste der Trafo doch einen besseren Wirkungsgrad haben, oder? aber warum?
Der Trafo hat auch Kupferverluste. Diese steigen natürlich an, wenn man mehr Wicklungen verbaut.
>gibt es da ein Optimum?
ja, sicherlich, bei solchen Dimensionierungen geht es immer um technische oder finanzielle Optima.
>Zum Thema Frequenz: In wie fern steigt dann der Wirkungsgrad? oder sinkt er? Bei höheren Frequenzen müssten die Hysterese Verluste doch größer sein, oder?
Wenn man gleiche Durchflutung benötigen würde ja. Aber diese und damit B sinkt ja gerade reziprok-proportional zur Frequenz. Anders gesagt, die Hysterekurve wird zwar öfter durchlaufen, aber sie ist kleiner! Diese beiden Effekte heben sich also zumindest teilweise auf.
Ähnliches gilt für die Wirbelstromverluste. Ich vermute allerdings, hier schlägt die bei Frequenzerhöhung geminderte Masse an verbautem Eisen noch extra positiv zu Buche.
Faustregel ist jedenfalls für die Eisenverluste: Wenn man den Wirkungsgrad über das Eisen verbessern will, dann geht das vor allem über den Werkstoff!
>* mehr Querschnitt der Eisenkern hat
Auch das gilt nicht automatisch. Große Querschnitte bedeuten ja auch viel Kupfer (Kupferverluste).
* mehr Windungen er hat (bei gleichem Verhältnis)
Umgekehrt.
* höher die Frequenz(?)
S. o.
* größer der Leiterquerschnitt
Grundsätzlich ja. Aber auch hier gibt es Gegeneffekte. Wenn man hohe Querschnitte verbaut, werden die Wicklungspakete dick. Dadurch entstehen Streufelder (Feldlinien, die außerhalb des Eisens verlaufen). Diese benötigen einen Extra-Magnetisierungsstrom (Kupferverluste!) Bei hohen Frequenzen bewirken diese Streufelder außerdem einen Leistungsverlust in Gestalt abgestrahlter elektromagnetischer Wellen.
>PS: ein Trafo ist also nicht so primitiv wie einem in der Schule weis gemacht wird.
Da sagst Du etwas sehr Wahres. Genau das dachte ich auch schon oft. Das Ding sieht so einfach aus, aber es steckt sehr viel Know-How drin.
Man kann oft nicht einfach den Einfluss eines Parameters isoliert betrachten, weil sich vieles gegenseitig beeinflusst. Da muss man dann jeweils im Einzelfall sehen, welcher Effekt die stärkste Auswirkung hat. Die Ingenieurskunst ist da allerdings schon sehr gut entwickelt, wenn man an den doch sehr guten Wirkungsgrade von Leistungstransformatoren denkt (ca. 99,5%). Wenn alle Maschinen so gut wären, das wär ja der reinste Energiehimmel.
Es gibt noch einen Formelbeweis mit folgendem interessanten Ergebnis: Der Wirkungsgrad eines Trafos ist immer dann optimal, wenn man ihn so dimensioniert, dass Eisen- und Kupferverluste gleich groß sind. Dabei spielen die Auslastungsgrade eine Rolle. Das heißt, ein Trafo hat bei verschiedenen Strömen unterschiedliche Wirkungsgrade, so dass man bei der Entwicklung auch ein Auge auf den Einsatzzweck haben muss.
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There are more things between
cathode and anode than are
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