もしかしたら、トランスとはトランスとターミネーターの中間のようなものだと思っている人もいるかもしれません。 この記事はそのような考えを打ち破ることを目的としています。
変圧器は、ある電圧および特定の周波数の交流電流を別の電圧および同じ周波数の電流に変換するように設計された静電磁装置です。
変圧器の動作はファラデーによって発見された現象に基づいています。
変圧器の目的
電気機器のほぼすべての電源回路や、長距離に電力を送電する場合には、さまざまな種類の変圧器が使用されます。
発電所は比較的低い電圧電流を生成します - 220 , 380 , 660 B. 変圧器、電圧をオーダーの値に上げる 千キロボルトにより、長距離送電時の損失を大幅に低減することが可能となり、同時に送電線の電線断面積を小さくすることが可能となります。
電流は消費者 (通常の家庭用コンセントなど) に到達する直前に、降圧変圧器を通過します。 これが私たちが慣れ親しんだものを手に入れる方法です 220 ボルト。
最も一般的なタイプの変圧器は次のとおりです。 電源変圧器 。 これらは、電気回路内の電圧を変換するように設計されています。 電源変圧器に加えて、さまざまな電子機器では次のものが使用されます。
- パルストランス;
- 電源変圧器。
- 変流器。
変圧器の動作原理
変圧器には、1 つまたは 2 つ以上の巻線を備えた単相および多相があります。 単純な単相変圧器を例に、変圧器の回路と動作原理を考えてみましょう。
変圧器は何で構成されていますか? 最も単純なケースでは、1 つの金属から 芯 そして2つ 巻線 。 巻線は互いに電気的に接続されておらず、絶縁されたワイヤです。
1つの巻線（と呼ばれる） 主要な ) は AC 電源に接続されています。 二次巻線と呼ばれる 二次的 、最後の現在の消費者に接続します。
変圧器が交流電源に接続されると、その一次巻線の巻線に電流が流れます。 交流電流サイズ I1 。 これにより磁束が発生します F 、両方の巻線を貫通し、それらにEMFを誘発します。
二次巻線に負荷がかかっていないことが起こります。 変圧器のこの動作モードはモードと呼ばれます。 アイドルムーブ。 したがって、二次巻線が消費者に接続されている場合、電流が二次巻線を流れます。 I2 、EMFの影響下で発生します。
巻線で発生する EMF の大きさは、各巻線の巻き数に直接依存します。 一次巻線と二次巻線に誘導される EMF の比は変換比と呼ばれ、対応する巻線の巻数の比に等しくなります。
巻線の巻き数を選択することにより、二次巻線からの電流消費部の電圧を増減できます。
理想的な変圧器
理想的な変圧器とは、エネルギー損失がない変圧器です。 このような変圧器では、一次巻線の電流エネルギーが最初に完全にエネルギーに変換されます。 磁場、そして - 二次巻線のエネルギーに。
もちろん、そのような変圧器は自然界には存在しません。 ただし、熱損失が無視できる場合は、一次巻線と二次巻線の電流電力が等しいという理想変圧器の公式を計算に使用すると便利です。
ところで！ 読者の皆様には 10% 割引が適用されます。
変圧器でのエネルギー損失
変圧器の効率は非常に高いです。 ただし、巻線とコアでエネルギー損失が発生し、変圧器の動作中に温度が上昇します。 変圧器の場合はそうではありません ハイパワーこれは問題にはなりません。すべての熱は環境に失われます。自然空冷が使用されます。 このような変圧器は乾式変圧器と呼ばれます。
より強力な変圧器では、空冷だけでは不十分であり、油冷が使用されます。 この場合、変圧器は鉱油の入ったタンク内に置かれ、熱は鉱油を介してタンクの壁に伝達され、環境中に放散されます。 高出力変圧器では、排気管がさらに使用されます。油が沸騰すると、結果として生じるガスの出口が必要になります。
もちろん、変圧器は一見したほど単純ではありません。結局のところ、変圧器の動作原理を簡単に調べました。 変圧器の計算に関する問題が含まれる電気工学試験は、突然本当の問題になる可能性があります。 勉強に関するあらゆる問題の解決をいつでもお手伝いします! Zaochnik に連絡して簡単に学びましょう!
製品や原材料の計算に使用される一般的な工業用のものには、日用品、自動車、台車、台車などが含まれます。技術用のものは、技術的に連続的かつ定期的なプロセスでの生産中に製品の計量に使用されます。 臨床検査は、材料および半製品の水分含有量の測定、原材料の物理的および化学的分析の実施、およびその他の目的に使用されます。 技術的なもの、模範的なもの、分析的なもの、微量分析的なものがあります。
動作原理の基礎となる物理現象に応じて、いくつかの種類に分類できます。 最も一般的なデバイスは、磁気電気、電磁、電気力学、強磁力、および誘導システムです。
磁電システムデバイスの図を図に示します。 1.
固定部分は、磁石６と、磁極片１１および１５を備えた磁気回路４とからなり、それらの間には、均一な半径方向の方向が集中する、厳密に中心を定められた鋼製シリンダ１３がシリンダと磁極片との間の隙間に設置されている。絶縁された細い銅線からなるフレーム１２が配置される。
フレームは、コア 10 と 14 を備えた 2 つの軸に取り付けられ、スラスト ベアリング 1 と 8 に載っています。カウンター スプリング 9 と 17 は、フレームの巻線を接続する電流リードとして機能します。 電気図およびデバイスの入力端子。 軸４上には、バランスウェイト１６を備えた指針３と、補正レバー２に接続された対向するバネ１７がある。
01.04.2019
1. アクティブレーダーの原理。
2. パルスレーダー。 動作原理。
3. パルスレーダー運用の基本的な時間関係。
4.レーダーの向きの種類。
5. PPI レーダーでの掃引の形成。
6. 誘導遅れの動作原理。
7.絶対遅れの種類。 水音響ドップラーログ。
8.フライトデータレコーダー。 作品の説明。
9. AIS の目的と動作原理。
10.AIS情報を送受信します。
11.AISにおける無線通信の組織化。
12.船上AIS装置の構成。
13. 船のAISの構造図。
14. SNS GPSの動作原理。
15.ディファレンシャルGPSモードの本質。
16. GNSS のエラーの原因。
17. GPS受信機のブロック図。
18. ECDIS の概念。
19.ENCの分類
20.ジャイロスコープの目的と特性。
21. ジャイロコンパスの動作原理。
22.磁気コンパスの動作原理。
接続ケーブル — 技術的プロセスケーブルのすべての保護および絶縁シースと接合部のスクリーン編組を修復して、ケーブルの 2 つのセクション間の電気接続を取得します。
ケーブルを接続する前に絶縁抵抗を測定します。 シールドされていないケーブルの場合、測定を容易にするために、メガオーム計の 1 つの端子が各コアに順番に接続され、2 番目の端子が相互に接続されている残りのコアに接続されます。 各シールドコアの絶縁抵抗は、リード線をコアとそのスクリーンに接続するときに測定されます。 測定の結果として得られる値は、特定のケーブル ブランドに対して確立された標準化値以上である必要があります。
絶縁抵抗を測定したら、コアの番号付け、または仮付けされたタグの矢印で示される敷設方向の決定に進みます (図 1)。
準備作業が完了したら、ケーブルの切断を開始できます。 ケーブル端の切断形状は、コアとシースの絶縁を復元しやすくするために、また多芯ケーブルの場合はケーブル接続の許容可能な寸法を得るために変更されます。
実践的な作業のための方法論的ガイド: 「SPP冷却システムの動作」
規律により: " 動力設備の操作とエンジンルーム内の安全監視»
冷却システムの動作
冷却システムの目的:
- 主エンジンからの熱の除去。
- 補助装置からの熱の除去。
- OS およびその他の機器への熱供給 (起動前の GD、「ホット」予備での VDG メンテナンスなど)。
- 海水の取水と濾過。
- 夏にはクラゲ、藻類、汚れが詰まるのを防ぐためにキングストンボックスを吹き飛ばし、冬には氷を取り除く。
- 氷箱等の作動の確保
米。 1. ディーゼル冷却システム
1 - 燃料クーラー; 2 - ターボチャージャーオイルクーラー; 3 - メインエンジンの膨張タンク。 4 - メインエンジンの水冷クーラー。 5 - メインエンジンオイルクーラー。 6 - キングストンボックス。 7 - 海水フィルター。 8 - キングストンボックス。 9 - VDG 受信フィルター。 10 - VDG 海水ポンプ。 11 - 淡水ポンプ。 12 - メインおよびバックアップメインウォーターポンプ。 13 - オイルクーラー VDG; 14 - 水クーラー VDG; 15 - VDG; 16 - 膨張タンク VDG; 17 - シャフトラインサポートベアリング。 18 - メインスラストベアリング。 19 - メインエンジン。 20 - チャージエアクーラー。 21 - コンプレッサーを冷却するための水。 22 - 淡水システムの充填と補充。 23 - 内燃機関加熱システムの接続。 1op - 淡水; 1オンス - 海水。
23.03.2019
動作中に、さまざまなマイナス要因の影響を受けて、巻線が徐々に破損します。 巻き戻すことでエンジンの機能を復元できます。 この手順は、損傷の兆候が現れたときに実行する必要があります。
巻線の摩耗の原因と兆候
絶縁の完全性の侵害や弾性の喪失を伴う、外来ノイズやノッキングなどの「症状」が発生すると、モーターの巻線が巻き戻されます。 これはいくつかの理由で発生します。 主なものは次のとおりです。- 高湿度、温度変動などの自然現象への曝露。
- 機械油、粉塵、その他の汚染物質の侵入。
- パワーユニットの不適切な操作。
- モーターへの振動負荷の影響。
電気モーターの巻線の故障のもう 1 つの一般的な原因は、ベアリングの故障です。ベアリングの故障は、過負荷または一時的な摩耗によって粉々に砕け、巻線の焼損につながる可能性があります。
エネルギーシステムを使用する過程では、一部の電気量をその類似物に変換する必要があり、それに応じて指標を希望の比率に変更する必要がある場合があり、通常はそのために使用されます。 変流器。 変流器を使用すると、いくつかのプロセスをシミュレートできます。 電気設備、また測定プロセスをより安全にします。
手術 変流器電磁誘導の法則に基づいています。 この法則は、可変正弦波量の高調波の形状が変化する電界と磁界で作用します。
変流器モジュラス値の望ましい比率と角度の正確な値を維持しながら、電源回路に流れる電流ベクトルの初期値を最終的なより小さい値に変換します。
変流器はどのように作られていますか?
次の図は、内部で発生するプロセスを概略的に示しています。 変流器電気を変換するとき。
電流 I1 は巻数 ω1 で一次電力巻線を流れ、その合計抵抗 Z1 を超えます。 磁束 F1 がコイルの周囲に現れ、ベクトル I1 に対して垂直に配置された磁気回路を使用して固定されます。 この配置により、損失を最小限に抑えて電気エネルギーを磁気エネルギーに変換できます。
巻線 ω2 の垂直巻きが交差すると、流れ F1 によって起電力 E2 が発生し、その作用により二次巻線に電流 I2 が発生し、出力に接続されたコイル Z2 と負荷 Zn の合計抵抗を克服します。 。 このプロセス中に、二次回路端子の電圧 U2 が低下します。
変換係数 K1 は、ベクトル I1 をベクトル I2 で除算することで計算できます。 これは主要なパラメータの 1 つです 変流器、それはデバイスの設計が始まる前に決定され、変圧器の動作中に測定されます。 ただし、他の機器と同様、実際の測定値は理論上の測定値とは異なります。 このような誤差を考慮するために、変流器には特別な計測特性、つまり精度クラスが存在します。
計算とは異なり、 変流器の動作寿命において、巻線の電流値は一定ではないため、変圧比は公称値に基づいて計算されます。 たとえば、変圧比が 1000/5 の場合、1 次巻線には 1 kA の電流が流れ、2 次巻線には 5 A の負荷がかかることになります。この値から、どのくらいの時間、負荷がかかるかがわかります。変流器は長持ちします。
二次電流 I2 によって発生する磁束 F2 は、磁気回路内の磁束 F1 の値を減少させます。 プロセスの中で現れてくる 変圧器磁束 ft はベクトル Ф1 と Ф2 の幾何学和として計算されます。
変流器はどこでどのように使用されますか?
バラエティ 変流器の種類小型のものから数メートルサイズの電子機器まで幅広く使用されています。 通常、それらは使用の特徴に従って分類されます。
変流器の分類:
目的別:
- 測定用（彼らの助けを借りて、電流が測定装置に供給されます）。
- 保護用（保護回路に接続されています）。
- 実験室用途用（このような変流器は高精度クラスを備えています）。
- 繰り返しの変換用 (中間)。
施設の運用には次の変流器が使用されます。
- 外部設置用（屋外）。
- 屋内設置用（ クローズドインスタレーション);
- デバイス本体の内部に取り付けられます。
- オーバーヘッド請求書（ブッシングに置かれます）。
- ポータブル（さまざまな場所で測定するため）。
機器の動作電圧に応じて、変流器は次のように分類されます。
- 高電圧（1000 Vを超える電圧）。
- 定格電圧は 1 kV 以下です。
他にもあります 変流器部門断熱材の方式や変態段階数などの特徴を種類に分けてご紹介します。
変流器は何に使用されますか?
ほとんどの場合、変流器は電力測定計量回路で使用され、ポータブル変流器は通常、線路または電力単巻変圧器の測定と保護に使用されます。
次の画像は、 変流器の位置電力単巻変圧器の 110 kV 屋外開閉装置の端子箱への二次回路の設置と、線路の各相の設置。
屋外開閉装置用の変流器 - 330 kV も同じ目的を果たしますが、高電圧機器向けであるため、設計の複雑さによりサイズがはるかに大きくなります。
電源機器はビルトインを使用することが多い 変流器の設計、それらはパワーオブジェクトの本体に直接配置されます。
その設計には、密閉ハウジング内の高電圧入力の周囲に配置されたリード線付きの二次巻線が含まれます。 からのケーブル 変流器の端子そこに固定された端子箱に接続されます。
で 変流器変圧器油は高電圧を特徴とするため、通常は絶縁体として使用されます。 次の図は、35 kV の電圧で動作する TFZM シリーズ変流器のこの設計の変形例を示しています。
10 kV を超えない電圧では、デバイス本体の製造時に巻線間の絶縁に固体誘電体材料が使用されます。
例えば、 変流器ブランドTPL-10は、KRUN、ZRU、および他のタイプの開閉装置で使用されます。
次の簡略図は、110 kV 回線遮断器用の REL 511 保護コアの 1 つの二次電流回路の接続例を示しています。
変流器が損傷していることを理解し、故障を見つけるにはどうすればよいですか?
いつ 変流器負荷がかかると、巻線の絶縁体の電気抵抗や導電性が損なわれる可能性があります。 これは、過熱、偶発的な機械的損傷、または不適切な組み立てにさらされた場合に発生します。
変流器の動作中に絶縁の問題が発生する可能性が最も高く、その結果、巻線間の巻線が短絡し、伝送電力が低下します。 これにより、ランダムに作成された回路を通じて漏れが発生し、短絡が発生する可能性もあります。
構造物の組み立てが間違っている箇所を検出するには、 変流器サーマルイメージャーを使用して定期的にチェックする必要があります。 そうすれば、たとえば接点の破損などの欠陥をタイムリーに検出して修正し、デバイスの過熱を軽減することが可能になります。
ターン間短絡がないかどうか、デバイスはリレー保護研究所の専門家によって次の方法でチェックされます。
- 電流電圧特性を読み取る。
- 外部電源から変流器に負荷をかける。
- 動作図におけるデバイスの主な特性の測定。
また、変換係数の値も分析します。
すべての作業中、一次電流と二次電流のベクトル間の比率が大きさで測定されます。 試験用の高精度位相測定装置があるため、この場合、それらの角度偏差は測定されません。 変流器計測研究所には存在しません。
誘電特性の高電圧試験は、絶縁サービス研究所の専門家によって実行されます。
サイトをブックマークに追加
変圧器はどのように動作するのでしょうか?
変圧器は、相互誘導現象を利用して電気エネルギーを変換する、単相または三相の静的 (つまり、可動部品のない) 電磁装置です。 変圧器は、ある電圧の交流を同じ周波数で異なる電圧の交流に変換します。
変圧器には、互いに絶縁されたいくつかの電気巻線があります。単相 - 少なくとも 2 つ、三相 - 少なくとも 6 つです。
電源に接続された巻線は一次巻線と呼ばれます。 外部回路にエネルギーを供給する残りの巻線は二次と呼ばれます。 以下の図は、単相変圧器の一次巻線と二次巻線を概略的に示しています。 これらには、電磁鋼板から組み立てられた共通の密閉コアが装備されています。
強磁性コアは巻線間の磁気結合を強化する役割を果たします。つまり、一次巻線の磁束の大部分が二次巻線の巻線と確実に噛み合うようになります。 右側は三相変圧器のコアと 6 つの巻線です。 これらの巻線はスターまたはデルタ構成で接続されます。
冷却と絶縁の状態を改善するために、変圧器は鉱物油 (石油蒸留の生成物) で満たされたタンク内に置かれます。 いわゆるオイルトランスです。
約 20 kHz を超える交流周波数では、ヒステリシスや渦電流による鋼の損失が大きいため、変圧器に鋼鉄心を使用することは実用的ではありません。
高周波の場合は、強磁性コアのない変圧器、つまり空気変圧器が使用されます。
一次巻線の端子の電圧、一次電圧 U1 が二次電圧 U2 より低い場合、変圧器は昇圧変圧器と呼ばれます。 一次電圧が二次電圧より大きい場合、それは降圧電圧です (U1>U2)。 定格電圧の相対値に従って、高電圧 (HV) 巻線と低電圧 (LV) 巻線を区別するのが通例です。
鉄心の単相二巻線変圧器の動作を簡単に見てみましょう。 その動作プロセスと電気的関係は、基本的にすべてのタイプの変圧器の特徴であると考えることができます。
一次巻線の端子に印加される電圧 U1 は、この巻線に交流電流 i1 を生成します。この電流は、変圧器コア内に交流磁束 F を励起します。この磁束の周期的な変化により、EMF が両方の巻線に誘導されます。変圧器。
e1= - w1 (?ф: ?t) および e2= - w2 (?ф:?t)、ここで
w1 と w2 - 両方の巻線の巻数。
したがって、巻線に誘導される EDE の比率は、これらの巻線の巻数の比率に等しくなります。
e1: e2 = w1: w2
変圧器の変圧比です。
変圧器の効率は比較的非常に高く、平均約 98% です。そのため、定格負荷では、変圧器が受け取る一次電力と変圧器に供給される二次電力はほぼ等しい、つまり p1? とみなすことができます。 p2 それとも u1i1? u2i2、それに基づいて
i1:i2? u2: u1? w2:w1
電流と電圧の瞬時値のこの比率は、振幅と実効値の両方に有効です。
L1:l2? w 2: w 1?u2: u1、
つまり、変圧器の巻線（定格負荷に近い負荷における）の電流比は、対応する巻線の電圧と巻数の比の逆数と考えることができます。 負荷が小さいほど、無負荷電流の影響が大きくなり、指定されたおおよその電流比が違反されます。
変圧器が動作するとき、一次巻線と二次巻線における EMF の役割はまったく異なります。それによって一次巻線に誘導される EMF は、回路内の電流 i1 の変化に対する回路の抵抗として発生します。 この起電力の位相は電圧とほぼ逆になります。
インダクタンスを含む回路と同様に、変圧器の一次巻線の電流は
i1=(u1 + e1) : r1、
ここで、g 1 は一次巻線のアクティブ抵抗です。
ここから、一次電圧の瞬時値の方程式が得られます。
u1 = -e1 + i1r1 = w t(?ф: ?t) + i1r1、
これは電気的平衡の状態として読み取ることができます。一次巻線の端子に印加される電圧 u1 は、起電力と巻線のアクティブ抵抗の電圧降下によって常にバランスがとれています (第 2 項は比較的非常に小さいです)。
二次回路では他の状態が発生します。 ここで、電流 i2 は電流源の起電力の役割を果たす起電力 e1 によって生成され、二次回路の能動負荷 r/n によりこの電流は生成されます。
i2= l2: (r2 +r/n)、
ここで、r2 は二次巻線のアクティブ抵抗です。
第一近似として、変圧器の一次回路に対する二次電流 i2 の影響は次のように説明できます。
二次巻線を流れる電流 i2 は、磁化力 (MF) i2w2 によって決まる磁束を変圧器のコア内に生成する傾向があります。 レンツの原理によれば、この流れは主流の方向とは逆の方向になるはずです。 そうでない場合、二次電流は二次電流を誘導する磁束を弱める傾向があると言えます。 ただし、主磁束 F t がこのように減少すると、電気的平衡が崩れます。
u 1 = (-е 1) + i1r1、
なぜなら、e1 は磁束に比例するからです。
一次電圧 U1 の優位性が生成されるため、二次電流の出現と同時に一次電流が増加し、さらに二次電流の減磁効果を補償し、電気的平衡が維持されます。 したがって、二次電流の変化は一次電流にも対応する変化を引き起こすはずですが、成分 i1r1 の値が比較的小さいため、二次巻線の電流は時間の経過に伴う変化の振幅と性質にほとんど影響を与えません。変圧器の主磁束に影響を及ぼします。 したがって、この流れＦｔの振幅はほぼ一定であると考えることができる。 Ft のこの一定性は変圧器モードの特徴であり、一次巻線の端子に印加される電圧 U1 は一定に維持されます。
変圧器は電気工学に欠かせない装置です。
それがなければ、現在の形のエネルギーシステムは存在できません。
これらの元素は多くの電化製品にも含まれています。
変圧器について詳しく知りたい方は、この記事を参照してください。そのトピックは変圧器です。動作原理とデバイスの種類、およびその目的です。
これは、変数の値を変更するデバイスに付けられた名前です。 電圧。 周波数を変えられる品種もあります。
このようなデバイスは多くのデバイスに搭載されており、単独で使用されることもあります。
たとえば、電気高速道路に沿って電流を流すために電圧を高める設備などです。
発電所で生成される電圧を 35 ～ 750 kV に引き上げることで、次の 2 つのメリットが得られます。
- ワイヤの損失が減少します。
- より細いワイヤーが必要です。
都市部の電力網では、電圧は再び 6.1 kV に引き下げられ、再び使用されます。消費者に電気を配電する配電網では、電圧が 0.4 kV (通常の 380/) に引き下げられます。
動作原理
変圧器デバイスの動作は電磁誘導の現象に基づいており、導体を横切る磁場のパラメータが変化すると、導体に EMF (起電力) が発生します。 変圧器内の導体はコイルまたは巻線の形で存在し、総起電力は各巻線の起電力の合計に等しくなります。
通常の動作では、ターン間の電気的接触を排除する必要があるため、絶縁シース内のワイヤが使用されます。 このコイルを二次コイルと呼びます。
二次コイルで EMF を生成するために必要な磁場は、別のコイルによって生成されます。 これは電流源に接続されており、一次と呼ばれます。 一次コイルの動作は、電流が導体を流れるとその周囲に電磁場が形成され、コイルに巻かれると電磁場が増幅されるという事実に基づいています。
変圧器はどのように動作するのでしょうか?
コイルを流れるとき、電磁場のパラメータは変化せず、二次コイルに EMF を引き起こすことはできません。 したがって、変圧器は交流電圧でのみ動作します。
電圧変換の性質は、一次巻線と二次巻線の巻数の比率に影響されます。 これは「Kt」 - 変換係数と呼ばれます。 以下の法律が施行されています。
Kt = W1 / W2 = U1 / U2、
- W1 および W2 - 一次巻線と二次巻線の巻数。
- U1 と U2 - 端子の電圧。
したがって、1次コイルの巻き数が多い場合、2次コイルの端子の電圧は低くなります。 このようなデバイスは降圧デバイスと呼ばれ、その Kt は 1 より大きくなります。 2次コイルの巻き数が増えると、変圧器の電圧が増加し、昇圧変圧器と呼ばれます。 その Kt は 1 未満です。
大型電源トランス
損失を無視すると（理想的な変圧器）、エネルギー保存則から次のようになります。
P1 = P2、
ここで、P1 と P2 は巻線の電流電力です。
なぜなら P=U*I、 我々が得る：
- U1 * I1 = U2 * I2;
- I1 = I2 * (U2 / U1) = I2 / Kt。
その意味は：
- 降圧装置の一次コイル (Kt > 1) では、二次回路よりも弱い電流が流れます。
- 昇圧トランス付き (Kt< 1) все наоборот: сила тока в первичной катушке выше, чем в цепи вторичной.
デバイスの巻線用のワイヤの断面を選択する際には、この状況が考慮されます。
デザイン
変圧器の巻線は、強磁性体、変圧器、またはその他の軟磁性鋼で作られた部品である磁気コア上に配置されます。 これは、一次コイルから二次コイルへの電磁場の導体として機能します。
交流磁場の影響下で、磁気回路内にも電流が発生します。これらは渦電流と呼ばれます。 これらの電流はエネルギー損失と磁気回路の加熱につながります。 後者は、この現象を最小限に抑えるために、互いに分離された多数のプレートで構成されています。
コイルは次の 2 つの方法で磁気回路上に配置されます。
- 近く;
- 片方をもう片方の上に巻きます。
マイクロトランスの巻線は、厚さ 20 ～ 30 ミクロンの箔でできています。 酸化により表面が誘電体となり絶縁の役割を果たします。
変圧器の設計
実際には、次の 3 種類の損失があるため、比率 P1 = P2 を達成することは不可能です。
- 磁場の散逸。
- ワイヤーと磁気回路の加熱。
- ヒステリシス。
ヒステリシス損失は、磁気回路の磁化反転にかかるエネルギーコストです。電磁力線の方向は常に変化しています。 毎回、前のフェーズで特定の方法で並んだ磁気回路の構造内の双極子の抵抗を克服する必要があります。
ヒステリシス損失は、次のようにして低減することが求められます。 さまざまなデザイン磁気コア。
したがって、実際には、P1とP2の値は異なり、P2/P1の比はデバイスの効率と呼ばれます。 これを測定するには、変圧器の次の動作モードが使用されます。
- アイドル移動。
- 短絡した。
- 負荷あり。
高周波電圧で動作する変圧器の種類によっては、磁気回路が存在しないものもあります。
起動維持モード
一次巻線は電流源に接続されており、二次回路は開いています。 この接続では、コイルには無負荷電流が流れ、これは主に無効磁化電流を表します。
このモードでは、次のことを決定できます。
- デバイスの効率。
- 変換率;
- 磁気回路の損失（専門家の言葉で言えば、鋼鉄の損失）。
アイドルモードの変圧器回路
短絡モード
二次巻線の端子は無負荷で閉じられている (短絡されている) ため、回路内の電流はその抵抗によってのみ制限されます。 二次巻線回路の電流が定格を超えないように一次接点に電圧が印加されます。
この接続により、巻線の加熱損失 (銅損) を決定できます。 これは、実際の変圧器の代わりにアクティブ抵抗を使用する回路を実装する場合に必要です。
ロードモード
この状態では、二次巻線の端子に需要家が接続されます。
冷却
動作中、変圧器は発熱します。
次の 3 つの冷却方法が使用されます。
- ナチュラル: 低電力モデル用。
- 強制空気（ファン送風）：中出力モデル。
- 強力な変圧器は液体（主に油）を使用して冷却されます。
油冷装置
変圧器の種類
機器は目的、磁気回路の種類、電力などに応じて分類されます。
電源トランス
最も人数の多いグループ。 これには、電力網内で動作するすべての変圧器が含まれます。
単巻変圧器
このタイプは、一次巻線と二次巻線の間に電気接触があります。 ワイヤを巻くとき、いくつかの結論が得られます。それらを切り替えると、異なる巻き数が使用され、変換率が変わります。- 効率の向上。 これは、電力の一部のみが変換されるという事実によって説明されます。 これは、入力電圧と出力電圧の差が小さい場合に特に重要です。
- 低コスト。これは、鋼鉄と銅の消費量が少ないためです（単巻変圧器の寸法はコンパクトです）。
これらのデバイスは、Kt が 3 ～ 4 以下の有効接地を備えた 110 kV 以上の電圧のネットワークで使用すると有利です。
変流器
電源に接続された一次巻線の電流を減らすために使用されます。 このデバイスは、保護、測定、信号および制御システムで使用されます。 シャント測定回路と比較した利点は、ガルバニック絶縁が存在することです (巻線間に電気的接触がない)。
一次コイルは、テストまたは制御される交流回路に負荷と直列に接続されます。 作動表示装置、たとえばリレー、または測定装置が二次巻線の端子に接続されます。
変流器
二次コイル回路の許容抵抗はわずかな値に制限されており、ほぼ短絡です。 ほとんどの電流コイルの場合、このコイルの定格電流は 1 A または 5 A です。回路が開くと高電圧が発生し、絶縁を突き破って接続されたデバイスに損傷を与える可能性があります。
パルストランス
短いパルスで動作し、その持続時間は数十マイクロ秒単位で測定されます。 パルス形状はほとんど歪みません。 主にビデオシステムで使用されます。
溶接変圧器
この装置：
- 緊張を軽減します。
- 二次巻線回路の定格電流が数千アンペアに達するように設計されています。
プロセスに含まれる巻線の巻き数を変更することで溶接電流を調整できます (巻線には複数の端子があります)。 この場合、誘導性リアクタンスまたは二次開放電圧の値が変化します。 追加の端子によって巻線がセクションに分割されるため、溶接電流が段階的に調整されます。
変圧器の寸法は交流の周波数に大きく依存します。 値が高いほど、デバイスはよりコンパクトになります。
溶接トランス TDM 70-460
最新のインバーター溶接機の設計はこの原理に基づいています。それらでは、交流は変圧器に供給される前に処理されます。
- ダイオードブリッジによって整流されます。
- インバータ（主要なトランジスタを素早く切り替えるマイクロプロセッサ制御の電子ユニット）では、再び可変になりますが、周波数は 60 ～ 80 kHz です。
そのため、これらの溶接機は非常に軽くて小さいのです。
スイッチング式電源はパソコンなどにも使われています。
絶縁トランス
このデバイスには必ずガルバニック絶縁があり (一次巻線と二次巻線の間に電気的接触がない)、Kt は 1 に等しくなります。 つまり、絶縁変圧器は電圧を変化させません。 接続のセキュリティを向上させる必要があります。
このような変圧器を介してネットワークに接続されている機器の通電部分に触れても、重大な感電は発生しません。
日常生活では、電気製品を接続するこの方法は、湿気の多い部屋、つまりバスルームなどに適しています。
電源トランスに加えて、信号絶縁トランスもあります。 これらは、ガルバニック絶縁のために電気回路に設置されます。
磁気コア
次の 3 つのタイプがあります。
- ロッド。段差のある棒状に作られています。 この特性にはまだ改善の余地がたくさんありますが、実装は簡単です。
- 装甲あり。これらは棒状のものよりも磁界を伝導しやすく、さらに巻線を機械的な影響から保護します。 欠点: コストが高い (大量の鋼材が必要)。
- トロイダル。最も効果的なタイプ: 均一で集中した磁場を生成し、損失を軽減します。 トロイダル磁気コアを備えた変圧器は効率が最も高くなりますが、製造が複雑なため高価になります。
力
電力は通常、ボルトアンペア (VA) で表されます。 この基準に従って、デバイスは次のように分類されます。- 低電力: 100 VA 未満。
- 平均電力: 数百 VA。
数千 VA の高電力設備もあります。
変圧器の目的と特性は異なりますが、動作原理は同じです。1 つの巻線によって生成された交流磁場が 2 番目の巻線で EMF を励起し、その大きさは巻き数によって異なります。
電圧を変換する必要が非常に頻繁に発生するため、変圧器が広く使用されています。 この装置は独立して作成できます。