Kernverluste erklärt: Ursachen, Auswirkungen und Lösungen

Kernverluste – auch als Eisenverluste oder Erregungsverluste bekannt – treten auf, wenn sich die Magnetisierung der Materialien im Kern eines Transformators oder einer Induktionsanlage verändert. Diese Veränderung beeinträchtigt die Energieumwandlung negativ und führt zu Energie- und Effizienzverlusten. Glücklicherweise lassen sich Kernverluste isolieren und beheben, sodass der Kern seine volle Effizienz wiedererlangt.

Wie Kernverluste entstehen

Ein Kernverlust entsteht, wenn die Stabilität des Magnetfelds im Kern gestört wird. Dies führt zu Stromverlusten, die den Kern langfristig beschädigen können, sofern das Magnetfeld nicht stabilisiert wird. Es gibt zwei Hauptarten von Kernverlusten, die je nach Ursache der magnetischen Instabilität auftreten.

Hystereseverlust

Beim Hystereseverlust dehnen und ziehen sich die Bestandteile des Kernmaterials so zusammen, dass Energie als Wärme dissipiert wird. Mit jedem weiteren Betriebszyklus nimmt der Energieverlust zu, da das Magnetfeld zunehmend aus dem Gleichgewicht gerät.

Wirbelstromverlust

Beim Wirbelstromverlust widersteht das Kernmaterial dem Stromfluss, wodurch Energie in Wärme umgewandelt wird und der Energiefluss durch die Spule reduziert wird. Das Laminieren des Kernmaterials kann diesen Verlust verringern. Eine weitere Lösung ist die Verwendung weniger leitfähiger Materialien, die dem Wirbelstrom weniger Widerstand entgegensetzen.

Erkennung und Behebung

Messtechnik ermöglicht es, die Leistung des Kerns regelmäßig zu prüfen und die Ursache der magnetischen Störung zu identifizieren. Eine frühzeitige Erkennung minimiert nicht nur Energieverluste, sondern auch den Verschleiß am Kern selbst. Dies senkt die Kosten für ausgefallene Energie und reduziert die Notwendigkeit, stark beschädigte Transformatoren oder Induktionsanlagen häufig auszutauschen.