Trafobleche

Transformatorenbleche oder kurz Trafobleche sind kornorientierte Elektrobleche, die als Magnetkerne für elektrische Maschinen, insbesondere Trafos, genutzt werden. Die Bleche bestehen in der Regel aus einer Eisen-Silizium-Legierung. Bei Signalüberträgern werden aber auch Nickel-Eisen-Legierungen verwendet. In der Norm DIN EN 10107 sind die allgemeinen, magnetischen, geografischen und technischen Anforderungen für Trafobleche festgelegt.

Als kornorientiertes Elektroblech hat Trafoblech ganz spezifische Eigenschaften. Im Werkstoff bilden sich ausgeprägte kristallographische Texturen, anders gesagt gibt es Vorzugsrichtungen für die Orientierung der Kristallite oder Körner. Diese einheitliche Orientierung der Körner bewirkt im Blech besondere magnetische Eigenschaften. Dazu gehört die Permeabilität, also die Magnetisierbarkeit des Werkstoffes, sowie niedrige Ummagnetisierungsverluste. Außerdem hat kornorientiertes Elektroblech eine intrinsische magnetische Flussdichte, auch als magnetische Polarisation bezeichnet.

Trafobleche werden, aufgrund ihrer magnetischen Eigenschaften, zur Herstellung von Transformatorkernen für Klein-, Verteilungs- und Leistungstransformatoren eingesetzt. Dazu werden die geschnitten, bzw. gestanzten Blechlamellen mittels Backlack zu einem Stapel verbunden. Aber warum werden für Magnet- bzw. Transformatorkerne Trafobleche verwendet? Das sich ändernde Magnetfeld im Transformator bewirkt Induktions- bzw. Wirbelströme im Kern, die diesen erwärmen und zu einem Energieverlust führen. Da sich in einem Eisenkern Wirbelströme deutlich besser ausbilden können als in einem Kern aus Eisenlegierung, werden Transformatorbleche als Magnetkerne genutzt. Noch deutlicher reduzieren lassen sich Wirbelströme, wenn die einzelnen Lamellen des Trafoblechs mittels Backlack verbunden werden. Die Lackschicht sorgt für die Isolierung der einzelnen Lamellen, wodurch die Ausbildung von Induktionsströmen und die damit einhergehenden Verluste noch stärker verringert werden können.

Um Transformatorbleche herzustellen, wird eine mehrfach kaltgewalzte Eisen-Silizium-Legierung mehreren Glühbehandlungen unterzogen. Dadurch entsteht die Kornorientierung des Blechs, die für die speziellen Werkstoffeigenschaften verantwortlich ist. Dieser Prozess ist sehr aufwändig, weshalb kornorientierte Elektrobleche, also Trafobleche, teurer sind als nichtkornorientierte Elektrobleche. Das bearbeitete Blech wird anschließend aufgerollt und als Blechband verkauft oder weiterverarbeitet.

Das aufgerollte Trafoblech wird zur Weiterverarbeitung zunächst in die gewünschten Formen gestanzt. Bei normalen Anwendungen liegt die Blechdicke bei 0,5 mm. Bei hohen Frequenzen und besonders verlustarmen Geräten wird eine dünnere Blechstärke von lediglich 0,35 mm gewählt, denn je höher die Frequenz ist, desto dünner muss das gewählte Blech sein. Die ausgestanzten Lamellen werden anschließend zu einem Blechstapel paketiert. Dafür wird Backlack aufgetragen, wodurch die einzelnen Blechteile voneinander isoliert sind. Anschließend werden sie in einem speziellen Backofen miteinander verbacken.