Transformer の原則:知っておくべきことすべて

変圧器の原理は、AC 電源システムで最も重要な電気部品の 1 つです。今日、多くの回路では変圧器が使用されています。変圧器は不可欠であり、すべてに電力を供給する方法のバックボーンを構成しています。
この記事では、ニーズに合った適切な変圧器を見つけることができるように、その動作原理、基本構造、およびアプリケーションについて説明します!

この記事では、ニーズに合った適切な変圧器を見つけることができるように、その動作原理、基本構造、およびアプリケーションについて説明します!

1.変圧器とは?

変圧器は、ある電気回路から別の電気回路に電気エネルギーを伝送するために使用される電気装置です。さらに、力率を 1 に維持し、両方の回路で電圧レベルが変わらないようにします。

2.変圧器の種類:

変圧器の分類の種類は次のとおりです。

(変圧器図)

建設に基づく

コア型変圧器 - コアコンポーネントは、スチール、シリコンスチールシート、またはシリコンスチールのような鉄合金のラミネートシートで構成されます。また、低電圧巻線がコアの近くに配置された巻線として、ワイヤの円筒形コイルがあります。
シェル型変圧器 - すべてのコア、コイル、絶縁体をアルミニウムまたはスチール製のシェル内に収容する変圧器です。ほとんどが長方形です。

供給の種類に基づく

単相変圧器 - このタイプは、1 つのコイルが変圧器の一次側に接続され、別のコイルが二次側に接続された単巻線デバイスです。
三相変圧器 – 各コア側に取り付けられた 3 つのコイルで構成されています。さらに、各コイル接続は、相互に垂直な磁場を生成するようになっています。
単巻変圧器 – このタイプは、昇圧と降圧の両方の電圧変換に両側で 2 つの巻線を使用します。

(油入変圧器)

冷却タイプに基づく

油入変圧器 - 電流によって発生した熱を油を介して放散します。
空芯変圧器 - 空気中の電流によって発生した熱を放散する変圧器

用途に基づく

変流器 - 送電で非常に高い電流を測定するために使用されます。
計器用変圧器 - 非常に高い AC 電圧を測定します。

目的に基づく

ステップアップトランス - 電圧レベルを低から高に変更する機能を提供します
降圧変圧器 - 電圧レベルを高から低に変更する機能を提供します

(高圧変圧器)

3. 変圧器の用途

Transformers アプリケーションは次の場所にあります:

まず、工業用および実験室での使用と、電源システムでの電圧調整による供給電圧の増減
第二に、電力発電および配電、鉱業、石油およびガス産業
第三に、電力供給ラインの AC 電圧を増減します。
信号強度を失うことなく長距離伝送するために、高周波信号をステップアップまたはステップダウンするための無線技術の使用。オーディオ用変圧器および商用変圧器で一般的です。
最後に、自動電圧調整器として機能するパワーエレクトロニクス回路

4.変圧器の基本構造

(変圧器構造)

基本的なトランスフォーマーの構造は次のとおりです。

積層コア。磁束の経路が最小限になるように配置された積層鉄片で構成されています。また、コアは閉磁路として機能します。
プライマリ巻き取り;いずれかの方向にコアの周りに配置され、コアから絶縁されています。コイルは銅線です。
二次巻線;一次側の周囲に配置し、一次側とは同じ方向または逆極性で絶縁します。

基本的な変圧器の構造 :

変圧器は、積層鉄心に巻き付けられた 2 つ以上のコイル (巻線) で構成されています。入力巻線 (一次巻線) は、電源の 1 つの端子に接続します。そして、出力巻線 (2 次巻線) が負荷回路に接続されます。

(コンポーネントの手作業)

以下は、変圧器の構築における基本的な手順です:

まず、一次コイルと二次コイルを作成します。絶縁テープまたはエナメルコーティングを使用して、これらのコイルの巻線を互いに分離します。
次に、これらのコイルを共通の軟鉄コアに取り付けると、渦電流損失を減らすために絶縁テープで包まれた高度に積層されたケイ素鋼板で構成されます。これらの変圧器コア積層体の接合は、ストリップの形をしています。重要なことは、シートのシリコン含有量を高くしてを低くすることです。ヒステリシス損失。さらに、一次コイルはコアの一端に接続され、他端は二次コイルに取り付けられます。また、変圧器タンクから端子を絶縁して引き出す際には、適切なブッシングが必要です。
シールドコイル – 壊滅的な変圧器の故障を引き起こす可能性のある変圧器の誘導電圧によって引き起こされる電磁効果から一次巻線を保護するために使用されます。同様に、これは、これらのコイルの両側に追加の絶縁テープを巻き付けることによって行われます。

5.変圧器の動作原理

変圧器の動作に関係する基本原理は、ファラデーの電磁誘導の法則:N*dΦ/dt (ファラデーの法則) です。ここで、N はコイルの巻き数です。

(ファラデーの法則)

法則は、それにリンクされた磁束が変化すると、閉回路に電束が誘導されると述べています。この現象は、これら 2 つの回路に存在する電流の相互インダクタンスが原因で発生します。説明は次のとおりです。

一次巻線に電流が流れると、この巻線の周囲に磁場が発生します。したがって、一次コイルの周りに磁束を生成します同じように。次に、トランスのコアは、この磁束が巻線を接続するための経路を提供します。ただし、すべての磁束が二次巻線とリンクするわけではないため、漏れ磁束と呼ばれます。その後、二次コイルに電圧の誘導が発生します。これは共通の鉄心に巻かれたコイル間の相互誘導が磁心の結合によるものです。

このプロセスは、それを通る電流の流れに反対しようとするため、誘導起電力を作成し、その逆も同様です。二次コイルの誘導電圧は、一次巻線の負荷として機能します。

注意;変圧器は静的デバイスです。したがって、電圧レベルの変化は、固体材料の動きではなく、磁気誘導によって発生します。

では、重要な用語を見てみましょう変圧器を扱うとき。