(1) Auswahl hochwertiger Materialien für die Transformatorenherstellung
Transformatoren funktionieren, indem sie die Netzspannung durch elektromagnetische Induktion verändern; Ihre Hauptbestandteile sind Siliziumstahllamellen und elektromagnetischer Draht. Die Qualität dieser beiden Materialien wirkt sich direkt auf die Verlusteigenschaften des Transformators aus. Die während des Betriebs im Transformatorkern entstehenden Verluste werden zusammenfassend als „Leerlaufverluste“ bezeichnet. Diese Verlustwerte sind konstant-weitgehend unabhängig vom Lastfaktor des Transformators-und bis zu einem gewissen Grad unvermeidbar. Allerdings kann die Qualität der verwendeten magnetischen Materialien das Ausmaß dieser Verluste erheblich beeinflussen. Frühe -Energiespartransformatoren der Generation- verwendeten hochwertige, kalt-gewalzte, kornorientierte -Siliziumstahlbleche (insbesondere die Qualitäten Q11 und Q10)-ältere Materialien wie warm{{16}gewalzten D44-Stahl-verdrängten und kombinierten diese Materialauswahl mit Verbesserungen im strukturellen Design, um Leerlaufverluste um -zu reduzieren 40 %.
(2) Designoptimierung und Prozessverbesserung
Die Verbesserung der Verlusteigenschaften von Transformatoren durch Fortschritte im Strukturdesign und in den Herstellungsprozessen stellt einen primären Forschungsschwerpunkt für Transformatorhersteller dar. Die Anwendung von computergestütztem Design (CAD) auf die Transformatorenkonstruktion hat enorme neue Möglichkeiten eröffnet und es Designern ermöglicht, spezifische Ziele anzustreben, -z. B. die Minimierung der Gesamtenergieverluste und die Optimierung des Verhältnisses von Kupfer (elektromagnetischer Draht) zu Eisen (Siliziumstahl){3}}, um ein ideales Gleichgewicht zwischen diesen beiden Kernmaterialien zu erreichen. Dieser Ansatz ermöglicht, dass die Leistungskurven, die aus hochwertigen Materialien und optimierten Strukturdesigns abgeleitet werden, an einem einzigen optimalen Punkt zusammenlaufen und so die effizientesten Ergebnisse liefern. Eine besonders bahnbrechende Verbesserung im Strukturdesign bestand darin, die Kernverbindungskonfiguration von einem traditionellen „geraden{7}}Überlappungsstil zu einer „hybriden geraden-und-Gehrungs- oder „vollständig auf Gehrungsschnitt“-Verbindungsanordnung umzustellen. Diese Innovation ermöglicht eine gleichmäßigere Ausrichtung der Magnetflusspfade innerhalb der Verbindungsbereiche von kornorientierten Siliziumstahllamellen (wie den weit verbreiteten Qualitäten Q10 und Q11) und reduziert dadurch Leerlaufverluste wirksam.
