Ausgesprochen kompakt und energieeffizient werden Transformatoren dann, wenn es gelingt, diese verlässlich zu entwärmen. Ideal geeignet ist die Kühlung mit Wasser – das in seiner reinen Form nicht leitfähig ist. Schmidbauer ist es gelungen, die potenzialfreie Kühlmethode zu skalieren und für Transformatoren von 20 bis 2.500 kVA Leistung anwendbar zu machen. Dabei wurde insbesondere auf einen gleichmäßiger Wärmetransport geachtet – auch bei hohen Umgebungstemperaturen. Der Vorteil für die Kunden: Sehr kompakte induktive Bauteile für Topologien mit hohen Wirkungsgraden.
Ob auf Schienenfahrzeugen, elektrischen Baggern, in Schaltschränken, im Ofenbau oder in Prüfsystemen für die Elektromobilität: Bauraum ist ein knappes und teures Gut. Und im Retrofit ist er zudem einfach nicht vermehrbar. Um Transformatoren trotzdem so kompakt wie nur möglich aufzubauen, setzt Schmidbauer auf eine potentialfreie Wasserkühlung. Je nach Ausführung und Leistung werden dazu entweder spezielle Kunststoffschläuche mit in die Wicklungen integriert, oder Wärmenester (sogenannte Hot-Spots) durch im Trafo eingebettete Kühlplatten gezielt entwärmt.
Schmidbauer stattet mit dieser innovativen Technologie vorwiegend große Trenn- oder auch Spartransformatoren der Baureihe WKT nach IEC/DIN EN61558-2-13 bzw. IEC/DIN EN61558-2-4 im Leistungsbereich zwischen 20 und 2.500 kVA aus. Die Standard-Eingangsspannung beträgt 3 x 400 V bei 50 oder 60 Hz. Eine kundenspezifische Auslegung auf andere Spannungen und/oder Frequenzen ist problemlos möglich. Die Anzahl der Kühlkreisläufe, der Eingangsdruck sowie die Wassertemperatur in Vor- und Rücklauf richten sich nach der Betriebsart des Trafos oder werden an die Anforderungen der Last angepasst.
Das Schmidbauer-System erlaubt Wasserdrücke bis 6 bar. Die Verbindung zum Kühlreislauf erfolgt über genormte, zöllige Verschraubungen – je nach benötigter Durchflussmenge oder Kundenanforderung. Die ins Kühlwasser abgeführte Wärme ließe sich z.B. für Heizzwecke nutzen. Viel wichtiger für die Anwender jedoch ist die nahtlose Einbindung in einen Kühlverbund mit Leistungselektronik, Netzfiltern, Antrieben oder anderen Wärmequellen, damit möglichst viel Verlustwärme auf dem schnellsten Weg aus Schaltschränken oder Schalträumen abgeführt wird.
Wasser nimmt – bezogen auf das Gewicht – 4 x so viel Wärme auf, wie Luft. Da das spezifische Gewicht von Luft aber nur 1/1000 von Wasser beträgt, liegt zwischen den erforderlichen Kühl-Volumenströmen der Faktor 4.000. Dazu ein Beispiel: Um einen Liter Wasser um 15 Grad zu erwärmen, braucht es 17 Wh Energie. Ist also eine konstante Verlustleistung von gut 400 W abzuführen, müssen pro Stunde etwa 25 l Wasser durch das Kühlsystem gepumpt werden – oder 100 m³ Kühlluft. Allein diese Dimensionen lassen erahnen, dass eine Wasserkühlung insgesamt erheblich Platz spart, da Ventilatoren, Windkanäle und Filter entfallen – und damit in staubigen oder verschmutzen Umgebungen auch der ganze Wartungsaufwand, um eben diese Filter sauber zu halten.
Übrigens: Reines Wasser ist nicht leitfähig. Leitfähig wird es erst durch darin gelöste Stoffe, denn deren Ionen übernehmen den Stromtransport. Daher ist die Leitfähigkeit von Meerwasser 1.000.000-fach (eine Million) höher, als die von VE-Wasser (voll entsalzt).
Weitere Informationen unter: https://www.schmidbauer.net/de/produkte/transformatoren/wassergekuehlte-transformatoren/
Über die Schmidbauer Transformatoren u. Gerätebau GmbH
1949 im niederbayerischen Hebertsfelden, etwa 80 km östlich von München, gegründet, ist die familiengeführte Schmidbauer Unternehmensgruppe heute ein weltweit führender Spezialist für induktive Bauteile. An zwei Standorten entwickeln und fertigen rund 230 Mitarbeiter alle Arten von Wickelkörpern, angefangen bei kleinen HF-Spulen bis zu großen Filterdrosseln, vom rückspeisefähigen Netzfilter bis zu kundenspezifischen Stromversorgungen – unter anderem auch für den weltgrößten Teilchenbeschleuniger der CERN.
Eine hochkarätige Entwicklungsabteilung lotet beständig die Grenzen induktiver Bauteile aus und macht das Unternehmen zu einem gefragten Partner weltweit für die Entwicklung energieeffizienter Antriebe für die Elektromobilität, aber auch allgemein für Leistungselektronik, die in Werkzeugmaschinen eingesetzt wird – oder in Testzentren für die Batteriefertigung. Vor mehreren Jahren noch als „Spinnerei“ belächelt, ist heute etwa die Wasserkühlung in der Breite der Leistungselektronik nicht nur angekommen, sondern ein Standard.
Zahlreiche Forschungsprojekte und Auszeichnungen unterstreichen den innovativen Charakter des Familienunternehmens. Seit 2010 investiert das Unternehmen kontinuierlich in Nachhaltigkeit und arbeitet daran, den ökologischen Fußabdruck seiner Produkte weiter zu reduzieren.
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Spanberg 16
84332 Hebertsfelden
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Telefax: +49 (8721) 9662-50
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