変圧器とは何ですか?変圧器の動作原理は何ですか?

2024/06/19 13:56

変圧器は、交流電圧、電流、インピーダンスを変換する装置です。一次コイルに交流電流が流れると、鉄心は交流磁束(磁心)を発生し、二次コイルに電圧(電流)が誘導されます。トランスは鉄心(磁心)と複数の巻線を巻いたコイルで構成されており、電源巻線を1次コイル、残りの巻線を2次コイルと呼びます。発電機では、コイルの動きが磁場を介して移動するか、磁場が固定コイルを介して移動するかに関係なく、コイル内の電位を感知できます。この 2 つの場合、磁束の値は変化しませんが、コイルと交差する鎖の磁束の数が変化します。これが相互誘導の原理です。変圧器は、電磁相互感知効果を利用し、電圧、電流、インピーダンスを変換する一種の装置です。

トランスの主な部品は、1次コイル、2次コイル、鉄心(磁心)です。主な機能は、電圧変換、電流変換、インピーダンス変換、絶縁、電圧安定化(磁気飽和トランス)などです。


変圧器の動作原理


変圧器の動作原理

トランスは鉄心(磁心)と複数の巻線を巻いたコイルで構成されており、電源巻線を1次コイル、残りの巻線を2次コイルと呼びます。 AC 電圧、電流、インピーダンスを変換できます。最も単純なコアトランスは、軟磁性材料で作られたコアと、コア上の巻き数が異なる 2 つのコイルで構成されます。

コアの機能は、鉄渦とヒステリシス損失を低減するために 2 つのコイル間の磁気結合を強化することです。コアは塗装されたケイ素鋼板で作られています。 2 つのコイル間には電気的接続はなく、コイルは絶縁された銅線 (またはアルミニウム線) でできています。交流電源に接続される一方のコイルを1次コイル(または原コイル)と呼び、電気機器に接続されるもう1つのコイルを2次コイル(または2次コイル)と呼びます。実際のトランスは非常に複雑で、銅損(コイル抵抗熱)、鉄損(鉄心熱)、磁気漏れ(空気で閉じられた磁気誘導線)などが必ず存在します。ここでは話を簡略化するため、理想的なトランスのみを紹介します。トランスの確立条件は、漏れ磁束を無視する、元の二次コイル抵抗を無視する、コアの損失を無視する、空電流(元のコイルに流れる電流)を無視する、です。たとえば、電源変圧器が全負荷(二次コイル出力定格電力)で動作しているときは、変圧器の理想的な状況に近くなります。


変圧器の動作原理


変圧器の分類

a.冷却モードにより:乾式(自冷)変圧器、油入(自冷)変圧器、フッ化物(気化冷却)変圧器。

b.防湿分類によると:開放トランス、密閉トランス、密閉トランス。

c.コアまたはコイルの構造分類によると、次のようになります。コア型トランス(インサートコア、C型コア、鉄心)、シェル型トランス(インサートコア、C型コア、鉄心)、リングトランス、金属箔トランス。

d.電源相による分類:単相変圧器、三相変圧器、多相変圧器。

e.用途別:電源トランス、定電圧トランス、オーディオトランス、中周波トランス、高周波トランス、パルストランス。


変圧器の動作原理


変圧器の主な機能

a.エネルギー伝達:変圧器は、一次側回路から二次側回路へ電気エネルギーを伝達し、電力伝送を実現します。

b.電圧変換:昇圧変圧器は長距離伝送のために低電圧を高電圧に変換できます。降圧変圧器は、高電圧を低電圧に変換して、電力網からユーザーに電力を供給します。

c. インピーダンス交換:トランスの一次側と二次側のインピーダンスを変えることができる、つまりインピーダンス変換機能を持っています。

d.現在の変換:変圧器の一次側と二次側の電流は異なることができます。つまり、大電流と小電流、または小電流から大電流への電流変換機能を備えています。

e.電気的絶縁:トランスの元の側と回路の二次側を電気的に絶縁し、相互に磁気接続のみを実現し、電源接点の絶縁トランスは特定の製品ではありません。

f.位相シフト:位相をシフトする最も簡単な方法は、2 つの巻線を星型にすることです。角度をつけた接続が必要な場合は、移相巻線を変圧器の 1 次側に設置することもできます。移相巻線と主巻線を接続するには、線巻線、六角形、延辺三角形の 3 つの方法があります。

g.測定:電圧、電流、電力の測定では、計器用変圧器(つまり、変圧器、変流器)が広く使用されており、計器用変圧器の精度は測定の精度に直接影響します。

h.カップリング:変圧器結合は電子回路で多くの用途があり、信号伝送を実現するだけでなく、干渉を弱めたり排除したりする絶縁機能も備えています。


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