変圧器の説明: 目的、種類、機能

変圧器は、磁場を使用して回路間でエネルギーを伝達し、通常は AC 電圧を上げたり下げたりする電気デバイスです。コア変圧器の目的はシンプルですが強力です。つまり、電気の送電、配電、測定、絶縁、または安全な使用を容易にすることです。このガイドでは、変圧器の仕組み、電圧と電流が同時に変化する理由、主な変圧器の種類、変流器が電気システムのどこに適合するかなど、変圧器の基本をわかりやすく説明します。

変圧器とは何ですか?またその役割は何ですか?

変圧器は、周波数を変えずに交流電気の電圧レベルを変更する装置です。最も一般的な変圧器の説明では、1 つのコイルが変化する磁場を生成し、その磁場が別のコイルに電圧を誘導します。変圧器の構築方法に応じて、電圧を昇圧したり降圧したり、ある回路を別の回路から絶縁したり、測定や保護のために安全な比例信号を提供したりできます。

「電力システムにおいて変圧器は何をしているのか」と疑問に思ったことがあるなら、簡単に言うと、変圧器は電気を効率的に動かし、さまざまな機器のニーズに適合させるのに役立つということです。高電圧は、同じ電力量に対して電流を減らし、導体での損失を減らすことができるため、長距離伝送に役立ちます。-電圧が低いほど、日常的に使用するのに実用的であるため、家庭、企業、機械、電子機器の近くで役立ちます。

変圧器はエネルギーを生成しません。電気エネルギーをある回路から別の回路に伝達します。電磁誘導。理想的な場合、電圧が上昇すると、電流は比例して減少します。電圧が低下すると、それに比例して電流が増加します。実際の変圧器には損失がありますが、同じ基本的な関係が変圧器の設計方法と使用方法を決定します。

変圧器の動作の基本的な考え方

変圧器の基本を理解する最も簡単な方法は、次の 2 つの図を描くことです。ワイヤコイルは共有の磁気コアの周りに配置されます。入力コイルは一次巻線と呼ばれます。出力コイルは二次巻線と呼ばれます。交流が一次巻線を流れると、コア内に常に変化する磁場が生成されます。その変化する磁場は二次巻線を通過し、その両端に電圧を誘導します。

このプロセスは電磁誘導と呼ばれます。これが、一次巻線と二次巻線が導体によって直接接続されていない場合でも、変圧器が回路間でエネルギーを移動できる理由です。多くの変圧器では、巻線は電気的には分離されていますが、コアを介して磁気的に結合されています。

コアは磁束の通り道となるため、コアの形状、材質、構造は重要です。優れたトランスコアは磁界を集中させるのに役立ち、より多くのエネルギーが一次巻線から二次巻線に伝達されます。用途、電力レベル、動作周波数に応じて、積層鋼、フェライト、その他の磁性材料が使用されます。

一次巻線、二次巻線、磁心

一次巻線は電源からエネルギーを受け取ります。二次巻線はエネルギーを負荷に供給します。磁気コアは、直接の電気経路ではなく磁場を通じて 2 つを接続します。

各巻線の巻き数によって電圧比が決まります。二次巻線の一次巻線よりも巻数が多い場合、変圧器は電圧を上げます。二次巻線の巻数が少ない場合、変圧器は電圧を降圧します。両方の巻線の巻き数が同じ場合、変圧器は電圧をあまり変化させずに絶縁を提供できます。

巻数比が電圧を制御する

変圧器の電圧関係は、通常、巻数比によって説明されます。一般に、巻線の巻数が多いほど、その巻線の電圧が高くなります。一般に、巻数が少ないほど電圧が低くなります。

たとえば、変圧器の一次巻線の巻数の 2 倍の二次巻線がある場合、損失を無視すると、二次電圧は一次電圧の約 2 倍になります。二次側の巻数が半分の場合、二次側電圧は一次側電圧の約半分になります。この単純な関係は、同じデバイスが多くの異なる電圧ニーズに合わせて設計できる理由を説明するため、変圧器の最も重要な基本の 1 つです。

電圧と電流は逆方向に動きます

変圧器は電圧を変更しますが、それでも電力バランスが重要です。電圧が増加すると、電流は減少します。電圧が降下すると、電流が増加します。この関係は、配電における変圧器の目的の中心です。

電力とは、電気エネルギーの有用な伝達であると考えてください。簡単に言うと、電力は電圧と電流の両方に依存します。変圧器は電圧と電流の組み合わせを変更できますが、使用可能な総電力を魔法のように増やすことはできません。実際のユニットでは、熱、音、磁気損失としてエネルギーがいくらか失われるため、出力電力は入力電力よりわずかに小さくなります。

なぜ電気システムにおいて変圧器が重要なのでしょうか?

現代の電気システムにはさまざまなニーズがあるため、変圧器は重要ですさまざまなポイントでの電圧レベル。発電所、送電線、近隣地域、工場、電化製品、充電器、制御パネル、測定器はすべて同じ電圧で最適に動作するわけではありません。

変圧器により、実用的な方法で電気の生成、移動、配電、制御、測定が可能になります。

変圧器がなければ、長距離電力供給の効率は大幅に低下します。{0}電気は大電流で流す必要があるため、導体の損失と機器の需要が増加します。あるいは、すべての負荷の近くで発電する必要があります。変圧器は、送電のために電圧を上げ、地域で使用するために再び電圧を下げることを可能にすることで、そのギャップを埋めるのに役立ちます。

また、安全性とシステム制御も向上します。絶縁トランスは、回路間の直接的な電気接続を減らすことができます。計器用変圧器を使用すると、大電流または高電圧をより小さく扱いやすい信号として表現できます。制御変圧器は、リレー、コンタクタ、および制御デバイスに必要な電圧を提供します。

日常的な意味での変圧器の主な目的

変圧器の目的はアプリケーションによって異なりますが、ほとんどの用途はいくつかの実用的なカテゴリに分類されます。変圧器は、電圧の変更、伝送効率の向上、回路の分離、測定のサポート、制御電力の供給、または電気機器のシステムへの適合に使用できます。

主な目的は次のとおりです。

昇圧昇圧変圧器は、送電用、または利用可能な電源よりも高い電圧を必要とする機器用に電圧を高めます。-

降圧降圧変圧器は、家庭、企業、機械、電子機器、または制御回路に適したレベルまで電圧を下げます。{0}}

電気的絶縁の提供絶縁トランスは、エネルギーを磁気的に伝達しながら、2 つの回路を電気的に分離します。これは、安全性、騒音低減、システム設計に役立ちます。

電流または電圧を安全に測定する計器用変圧器は、大量の電気量を、メーター、リレー、監視デバイスが処理できるレベルまでスケールダウンします。

適合する機器要件変圧器は、機器を、それがなければ不適切な供給電圧に接続するのに役立ちます。

サポート保護システム保護リレーは多くの場合、過負荷、故障、異常な動作状態を検出するために変流器や電圧変圧器に依存します。

これらの機能は、大規模公共施設システム、産業プラント、商業ビル、住宅配電、再生可能エネルギー システム、オーディオ機器、電源、および電子機器に使用されます。サイズや構造が大幅に異なる場合でも、同じ動作原理が適用されます。

昇圧変圧器と降圧変圧器-

昇圧変圧器と降圧変圧器は、電圧変換の問題に直接答えることができるため、最もよく知られたタイプの変圧器です。{0}{1}昇圧変圧器は、一次側から二次側に電圧を増加させます。-降圧変圧器は、一次側から二次側に電圧を下げます。-

昇圧変圧器は、電力を長距離にわたって効率的に伝送する必要がある場合や、機器がより高い電圧を必要とする場合に一般的に使用されます。-同じ電力伝送において電圧を上げ、電流を下げることにより、システムは導体における電流関連の損失を削減できます。-これが、送電網において高電圧送電が非常に重要である理由の 1 つです。-

降圧変圧器は使用点に近いところで使用されます。-施設や近隣に到着する電気は、多くの場合、パネル、機器、コンセント、照明、制御装置、電子機器用の実用的な電圧に下げる必要があります。多くのデバイスでは、小型の変圧器または変圧器ベースの電源により、内部回路の電圧がさらに低下します。{3}}

降圧の具体例

建物が特定の機器には高すぎる電圧で電力を受け取っていると想像してください。降圧変圧器は、その電圧を機器が使用するように設計されたレベルまで下げることができます。-負荷は使用可能な電圧を受け取り、供給システムは配電に適したレベルで動作できます。

これは、変圧器によってシステムのリスクがなくなるという意味ではありません。{0}}出力は依然として危険である可能性があるため、変圧器のサイズ、保護、接地、設置、保守を正しく行う必要があります。電圧変換は安全な電気設計の一部にすぎません。

昇圧の具体例

発電機またはインバーターはある電圧で電気を生成することができますが、接続された配電システムまたは送電システムは別の電圧を必要とします。昇圧変圧器は電圧を高めることができるため、システムを通じてエネルギーをより効率的に供給できます。電圧が高くなると、特定の電力伝送に必要な電流が減少し、導体や機器がより効率的にエネルギーを運ぶことができます。

どちらの例でも、変圧器は AC を DC に、または DC を AC に変換しません。 AC電圧レベルが変化しています。電流の種類を変換する必要がある場合は、整流器やインバーターなどの他の機器が使用されます。

変流器は何をするものですか?

CT と呼ばれることが多い変流器は、導体または回路に流れる大きな電流に比例して小さな電流を生成します。その目的は通常、負荷に電力を供給することではなく、メーター、リレー、モニター、保護装置が電流を安全かつ正確に読み取ることができるようにすることです。簡単に言えば、変流器は何をするものでしょうか?高い電流や不便な電流を、測定や制御に使用できる低い信号に変換します。

変流器は、計器用変圧器と呼ばれるより広いグループの一部です。電力供給のために電圧を上げたり下げたりするのではなく、情報と保護のために電流を下げます。 CT を使用すると、電流計、電力計、エネルギー モニタ、保護リレーは、小型計器のように全負荷電流と直接直列に配置しなくても、回路内で何が起こっているかを理解できます。

変流器が電流を感知する仕組み

変流器は他の変圧器と同様に磁気誘導によって動作しますが、その構造と目的は異なります。測定電流が流れる導体は、多くの場合、一次巻線として機能します。 CT の二次巻線は、その比率に従って一次電流に対応する電流を生成します。

たとえば、大きな一次電流がはるかに小さな二次電流で表されるように CT を選択することができます。接続されたメーターまたはリレーはその小さな電流を読み取り、実際の回路内の大きな電流として解釈します。これにより、監視および保護機器を管理可能な電気的制限内に保つことができます。

変流器が重要な理由

大電流の直接測定は非現実的、高価、または安全でない可能性があるため、変流器が広く使用されています。 CT を使用すると、機器は負荷電流の監視、過負荷の検出、障害の特定、エネルギー計測のサポート、および保護動作のトリガーを行うことができます。産業用およびユーティリティ システムでは、異常状態に迅速に対応する必要がある保護リレーに CT が不可欠です。

CT は慎重に適用する必要があります。それらの比率、精度クラス、負荷、飽和特性、および取り付け方向がパフォーマンスに影響を与える可能性があります。通電中の CT の二次側が開いていると危険な電圧が発生する可能性があるため、変流器の二次回路にも安全な取り扱いが必要です。このため、CT の設置とメンテナンスは資格のある電気専門家が行う必要があります。

一般的な変圧器の種類と使用場所

変圧器の種類は、多くの場合、機能、構造、電圧レベル、冷却方法、相配置、または用途によってグループ化されます。カテゴリが重複しているため、1 つのトランスフォーマーが一度に複数の説明に適合する可能性があります。たとえば、乾式変圧器は、降圧変圧器、三相変圧器、絶縁変圧器である場合もあります。-

電源トランス

電源変圧器は、電気システムの高電力部分で使用されます。多くの場合、電圧レベル間で大量のエネルギーを転送する必要があります。{0}これらは通常、発電、送電、および主要な配布ポイントに関連付けられています。その設計は、効率、絶縁強度、熱性能、および厳しい条件下での長寿命に重点を置いています。

これらの変圧器は通常、小規模な建物や機器の変圧器よりも大きく、より複雑です。設計に応じて、冷却と絶縁のためにオイルまたはその他の絶縁流体を使用する場合があります。これらは重要な資産であるため、通常は慎重な保護、監視、メンテナンスが必要です。

配電変圧器

配電変圧器は、電圧を地元の顧客や機器が使用するレベルまで下げます。これらは、システムに応じて、電柱、パッド、または電気室の内部で見られるよく知られた変圧器です。それらの役割は、消費点近くで使用可能な電圧を供給することです。

配電変圧器は、一日を通して変化する負荷に対応する必要があります。これらは、一般的な負荷レベルでの信頼性の高い動作、実用的な設置、効率的なサービスを実現するように設計されています。商業用および工業用の建物では、配電変圧器がパネル、照明、コンセント、機器、または特殊なシステムに電力を供給する場合があります。

絶縁変圧器

絶縁トランスは、一次側と二次側を電気的に分離しながら、回路間でエネルギーを伝達します。入力電圧と出力電圧が同じである場合もあれば、電圧を上げたり下げたりすることもできます。重要な特徴は、巻線間の分離です。

絶縁は、特定の感電の危険を軽減し、電気ノイズの伝達を制限し、敏感な機器を一部の電源障害から分離するのに役立ちます。ただし、絶縁によって自動的に回路に触れても安全になるわけではありません。接地、過電流保護、エンクロージャの設計、設置方法は依然として重要です。

単巻変圧器

単巻変圧器は、完全に分離された一次巻線と二次巻線ではなく、共有巻線を使用します。これにより、一部の電圧調整タスクにおいて、小型化、軽量化、および効率化が可能になります。単巻変圧器は、わずかな電圧変化だけが必要な場合によく使用されます。

トレードオフは、単巻変圧器は、2 巻線変圧器が提供するのと同じ入力と出力間の電気的絶縁を提供しないことです。{0}}そのため、一部のアプリケーションでは便利ですが、別のアプリケーションでは不向きになります。どちらかを選択するには、システムの電圧要件と安全性または絶縁要件の両方を理解する必要があります。

計器用変圧器

計器用変圧器には、変流器と電圧変圧器が含まれます。大電流または高電圧を、機器やリレーが使用できるレベルまでスケールダウンします。彼らの仕事は、電気量を測定可能かつ実用的なものにすることです。

計器用変圧器は、計器用変圧器とも呼ばれ、回路電圧に比例してより低い電圧を供給します。変流器は、回路電流に比例してより低い電流を供給します。これらは連携して、計測、監視、電力品質分析、および保護をサポートします。

単相変圧器と三相変圧器-

単相変圧器は、単相システムや多くの小規模な負荷で使用されます。-三相変圧器は、商業、産業、公共用途で一般的な三相電力システムで使用されます。-三相変圧器は、1 つの統合ユニットである場合もあれば、3 つの単相ユニットから構成される場合もあります。-。

多くのモーター、大きな負荷、配電システムは三相電力で動作するため、三相変圧器は重要です。-巻線の接続は、電圧関係、接地動作、位相シフト、および障害応答に影響を与えます。このような詳細のため、三相変圧器の選択は電気設計の特殊な部分となります。-

乾式変圧器と液体充填変圧器-

乾式変圧器には、液体絶縁流体ではなく空気または固体絶縁システムが使用されます。{0}}屋内、商業ビル内、液体の封じ込めが懸念される場所でよく見られます。それでも熱が発生するため、換気が必要です。

液体充填変圧器では、絶縁液体を使用して巻線とコアを冷却し、絶縁します。これらは、実用、産業、および屋外用途で一般的です。この液体は熱伝達を改善しますが、封じ込め、環境管理、火災への配慮、メンテナンスの要件も導入します。

変圧器の部品と各部品の役割

変圧器は、外側から見ると密閉された箱のように見えますが、内部の部品は正確に連携して動作します。正確な構造はサイズと用途によって異なりますが、多くの変圧器タイプにわたっていくつかのコアコンポーネントが使用されます。

主要な部分には次のものが含まれます。

コア：磁路を提供し、巻線間に磁束を集中させるのに役立ちます。

一次巻線:電源回路から入力エネルギーを受け取ります。

二次巻線:変換された電圧または電流を負荷、メーター、または接続された回路に供給します。

絶縁：ターン、巻線、コア、エンクロージャ、外部接続を分離して、不要な電流経路を防ぎます。

エンクロージャまたはタンク:内部部品を保護し、安全な機械構造を提供します。

端子またはブッシング:入力導体と出力導体に接続ポイントを提供します。

冷却システム:空気、オイル、フィン、ファン、ラジエーター、またはその他の設計機能を通じて熱を除去します。

タップチェンジャーまたはタップ:一部の変圧器では限定的な電圧調整が可能です。

銘板:重要な定格と接続情報を提供します。

各部品は信頼性に影響します。絶縁不良は故障の原因となります。冷却が不十分だと寿命が短くなる可能性があります。接続が正しくないと、危険な電圧、過熱、または機器の損傷が発生する可能性があります。変圧器は受動的に見えるかもしれませんが、それは慎重なエンジニアリングと正しい用途に依存します。

変圧器の定格と仕様

変圧器の定格は、デバイスが何を処理できるように設計されているかを示します。これらの評価は、エンジニア、電気技師、技術者、施設管理者が特定の作業に適した変圧器を選択するのに役立ちます。また、安全な動作限界も定義します。

重要な変圧器の仕様には次のものが含まれます。

定格電圧:意図された一次および二次電圧レベル。

kVA定格:変圧器の皮相電力容量。

周波数定格:変圧器が設計された AC 周波数。

段階：単相-または三相-構成。

温度上昇:定格条件下で変圧器の温度がどの程度上昇する可能性があるか。

絶縁クラス:断熱システムの熱能力。

インピーダンス:電圧レギュレーションと故障電流に影響を与える要因。

接続タイプ:巻線の配置。三相システムでは特に重要です。{0}}

冷却クラス:動作中に熱がどのように除去されるか。

エンクロージャの定格:ハウジングによる環境保護。

変圧器は電圧と電流の両方を運ぶため、kVA 定格は特に重要です。正しい電圧比を備えた変圧器であっても、負荷を処理できない場合には、問題が発生する可能性があります。サイズを大きくしすぎると、コストが増加し、パフォーマンスに影響を与える可能性があります。一方、サイズを小さくすると、過熱、迷惑なトリップ、不十分な電圧調整、または早期故障が発生する可能性があります。

変圧器損失はどのようにして起こるのか

実際のトランスには完璧なものはありません。動作中に一部のエネルギーが失われ、主に熱として失われます。損失を理解することは、なぜ変圧器に冷却が必要なのか、またシステム設計においてなぜ効率が重要なのかを説明するのに役立ちます。

主な損失カテゴリは、コア損失と巻線損失です。負荷がほとんどまたはまったく接続されていない場合でも、変圧器に通電すると磁気コアでコア損失が発生します。銅またはアルミニウムの巻線には電気抵抗があるために巻線損失が発生し、負荷電流が増加すると損失も増加します。

その他の損失は、漏れ磁束、漂遊加熱、構造部品の渦電流、絶縁体の誘電効果によって発生する可能性があります。多くのアプリケーションでは、変圧器の設計は、効率、サイズ、コスト、冷却、ノイズ、性能のバランスを考慮して行われます。高効率の変圧器には、より優れた材料またはより大きなコアが必要になる場合がありますが、小型の変圧器には異なる熱制限がある場合があります。

熱、騒音、振動

変圧器の動作によって熱が生じるのは通常のことですが、過剰な熱は警告サインです。熱により断熱材が劣化し、耐用年数が短くなり、最終的には故障につながる可能性があります。適切な換気、負荷、周囲温度、メンテナンスはすべて、熱性能に影響します。

変圧器はハム音を発生することもあります。これは多くの場合、磁場の変化に伴うコア材料の小さな動きによって引き起こされます。多少のハム音は正常ですが、異常なノイズ、音の突然の変化、ブーンという音、パチパチという音、または振動がある場合は、部品の緩み、過負荷、取り付け不良、または電気的問題を示している可能性があります。

アプリケーションに適した変圧器の選択

変圧器の選択は、負荷、電源、環境、および変圧器が必要な理由を理解することから始まります。適切な選択とは、単に電圧を正しく変更するものだけではありません。また、容量、位相、周波数、エンクロージャ、冷却、安全性、コード要件、および将来の動作条件にも適合する必要があります。

実際の選択プロセスには次のものが含まれます。

目的を定義する変圧器が電圧を昇圧する必要があるか、電圧を降圧する必要があるか、回路を絶縁するか、給電制御を行うか、計量をサポートするか、または特殊な負荷に対応する必要があるかを決定します。

入出力電圧の確認利用可能な供給電圧と、接続された機器に必要な電圧を特定します。位相と周波数を含みます。

負荷を計算する連続負荷、モーターの始動要求、将来の拡張、および特殊な動作条件を含む総負荷を kVA 単位で決定します。

環境を確認してください屋内または屋外の配置、温度、換気、湿気、ほこり、腐食条件、騒音制限、メンテナンスのためのアクセスを考慮してください。

保護と接地を確認する過電流保護、接地、接続、切断手段、他のシステム機器との連携を確認します。

効率と熱を考慮するエネルギー損失、熱放散、換気スペース、および通電中の変圧器の運用コストへの影響を考慮します。

規格と現地の要件を確認する電気規定、公共事業規則、設備規格、機器メーカーの指示はすべて、最終的な選択に影響を与える可能性があります。

認定された設計サポートを利用する建築システム、産業機器、公共施設接続、または高エネルギー回路の場合、変圧器の選択には資格のある電気専門家が関与する必要があります。{0}

このチェックリストにより、実際の運用ニーズに基づいて意思決定を行うことができます。また、変圧器が実際にはより大規模な電気安全および性能システムの一部であるにもかかわらず、変圧器を単純な電圧アダプターとして扱うというよくある間違いも防ぐことができます。

設置と安全性に関する考慮事項

変圧器は危険な電圧と電流を流し、熱を蓄え、異常な状況下で障害エネルギーを生成する可能性があります。小型の変圧器であっても、正しく設置されないと危険になる可能性があります。安全に設置できるかどうかは、適切な設計、コードに準拠した作業、適切な保護、適切なテストにかかっています。-

安全に関する重要な考慮事項は次のとおりです。

作業前に電源を切ってください。変圧器の整備は、適切なロックアウトおよび検証手順の後にのみ行う必要があります。

正しい過電流保護を使用してください。ヒューズ、ブレーカー、保護装置は変圧器や接続システムに合わせて選択する必要があります。

換気のクリアランスを維持します。空気の流れが妨げられると、過熱が発生する可能性があります。

接地と接続の規則に従ってください。接地が正しくないと、感電の危険や保護の問題が発生する可能性があります。

湿気や汚れから保護してください:環境にさらされると、絶縁と接続が劣化する可能性があります。

銘板の評価を尊重します。電圧、kVA、周波数、および温度の制限は提案ではありません。

CT 回路は慎重に扱ってください。変流器の二次回路では、一次側が通電されているときに特別な注意が必要です。

接続を検査します。接続が緩んでいると、機器が過熱したり、アークが発生したり、損傷したりする可能性があります。

適切な評価をせずに、変圧器を改造したり、再接続したり、定格を超える負荷を加えたりしないでください。機器に過熱、異常な騒音、臭気、変色、液体の漏れ、絶縁の損傷、または保護装置の繰り返し動作の兆候が見られる場合は、有資格者による検査が必要です。

変圧器のメンテナンスと問題の兆候

多くの変圧器は、目に見える注意をほとんど払わずに長期間動作しますが、だからといって無視すべきというわけではありません。メンテナンスの必要性は、変圧器のタイプ、サイズ、環境、負荷、および重要度によって異なります。清潔な屋内空間にある小型の乾式ユニットには、重要な施設に使用される大型の液体-変圧器とは異なる要件があります。

定期的な注意には、目視検査、熱チェック、清掃、換気のレビュー、接続チェック、負荷測定、絶縁テスト、液体が満たされたユニットのオイル テスト、保護装置の検証などが含まれます。{0}}目標は、小さな問題が障害になる前に発見することです。

警告サインには次のようなものがあります。

異常な、または増加するハム音、ブーン音、または振動

過度の表面熱または過熱の兆候

焦げる臭いや変色

液体が満たされたユニットのオイル漏れまたはブッシュの損傷-

ブレーカーが落ちた、またはヒューズが切れた

不十分な電圧レギュレーションまたは負荷のちらつき

目に見える腐食、湿気、ほこりの蓄積、または換気の遮断

絶縁体のひび割れ、ケーブルの損傷、端子の緩み

すべての症状が変圧器自体の故障を意味するわけではありません。問題は、負荷、電源電圧、高調波歪み、換気、接続、または保護装置に起因する可能性があります。トラブルシューティングでは、1 つの原因を想定するのではなく、電気システム全体を検討する必要があります。

変圧器に関するよくある誤解

変圧器は一般的ですが、よく誤解されています。誤解を解くと、変圧器の説明がより有用になり、安全でない仮定を避けるのに役立ちます。

誤解の 1 つは、変圧器が常に電気の安全性を高めるということです。降圧変圧器は電圧を低下させ、絶縁変圧器は回路を分離する可能性がありますが、どちらも依然として危険なエネルギーを供給する可能性があります。安全性は変圧器の存在だけではなく、システム全体に依存します。

もう 1 つの誤解は、変圧器は DC に対しても AC に対しても同様に機能するということです。従来の変圧器は変化する磁界に依存するため、交流または変化する波形向けに設計されています。直流電流は、最初の変化後に同じ継続的な誘導効果を生じさせず、AC 変圧器に DC を印加すると過熱や損傷を引き起こす可能性があります。

3 番目の誤解は、変圧器によって電力を増加できるということです。一方の側でもう一方の側に比べて電圧または電流を増加させることはできますが、追加のエネルギーを生成することはできません。電圧が上昇すると、電流が低下し、損失により入力に比べて出力がわずかに減少します。

4 番目の誤解は、すべてのタイプの変圧器が交換可能であるということです。 2 つの変圧器の電圧定格は同じですが、kVA 容量、位相、接地、インピーダンス、筐体、冷却、絶縁、負荷、または用途が異なります。適切なレビューを行わずに代替を行うと、パフォーマンスと安全性に重大な問題が発生する可能性があります。

重要なポイント

変圧器の機能は、結局のところ、磁気誘導によるエネルギー伝達の制御にあります。この原理が明確になると、さまざまな変圧器の種類が理解しやすくなります。

次の核心点を覚えておいてください。

変圧器は、変化する磁場を通じて回路間で AC 電気エネルギーを伝達します。

一次巻線と二次巻線の比によって、電圧が昇圧されるか降圧されるかが決まります。

電圧が増加すると、ほぼ同じ電力伝送でも電流は減少し、電圧が減少すると電流は増加します。

変圧器の主な目的は、電圧変換、絶縁、測定、保護、または機器のマッチングなどです。

変流器は通常、負荷に電力を供給しません。メーター、モニター、リレーにスケールされた電流信号を提供します。

変圧器のタイプが異なればニーズも異なるため、電圧定格だけでは適切に選択するのに十分ではありません。

熱、絶縁、負荷、換気、保護は変圧器の信頼性に大きく影響します。

設置と保守は、適切な電気知識と安全手順に従って行う必要があります。

変圧器の機能についての明確な考え方

変圧器は、電気整合装置として最もよく理解されています。システム間の電圧レベルを一致させ、高エネルギー回路と測定機器を一致させ、機器と利用可能な電力を一致させ、場合によってはある回路を別の回路から分離します。-その価値は、電圧を変更するだけではなく、電気エネルギーをシステム内の適切な場所で適切な形で使用できるようにすることです。

シンプルなメンタル モデルを作成するには、次の 3 つの質問から始めます。変圧器には何が入っているのでしょうか?何が出る必要があるのでしょうか？これら 2 点間で安全に何が起こらなければなりませんか?これらの質問は、一次電圧、二次電圧、負荷サイズ、位相、周波数、絶縁、冷却、環境、保護といった変圧器の適切な基本に直接つながります。

対象が電柱上の商用変圧器であっても、建物内の乾式変圧器であっても、敏感な機器用の絶縁変圧器であっても、計量キャビネット内の変流器であっても、同じ原理が働いています。{0}変化する磁場によって回路がリンクされ、エネルギーや測定信号が制御された方法で転送されるようになります。これが変圧器の機能の基礎であり、電力システム、建物、機械、電気機器にわたって変圧器が不可欠であり続ける理由です。

今すぐ連絡する