電磁静的デバイスは、磁場を作成して適用するために使用されます。電子、電気回路、無線工学で変圧器が必要な理由はたくさんあります。デバイスには、磁気コアに相互に接続された誘導巻線が装備されています。主電源は交番磁界に寄与しますが、変圧器は電磁誘導を使用して、周波数を変更せずに電流に一定の値を与えます。
定義と適用
デバイスに電力を供給するには、特性の異なるさまざまな電圧が必要です。変圧器は、磁場の誘導作用を利用するための設計です。共通のフラックスで接続されたリボンまたはワイヤコイルは、電圧を下げたり上げたりします。テレビは 5 ボルトを使用してトランジスタとマイクロ回路を動作させますが、カスケード オシレータを使用する場合、キネスコープに電力を供給するには数キロボルトが必要です。
絶縁された巻線は、特定の電圧値で自然に磁化された材料のコアに配置されます。古いユニットは、約 60 Hz の既存の電源周波数を使用していました。最新の電化製品の電源回路では、高周波パルス トランスが使用されています。交流電圧は整流され、発振器によって指定されたパラメータの値に変換されます。
電圧は、パルス幅変調を備えた制御ユニットによって安定化されます。高周波バーストがトランスに送信され、出力は安定した値を受け取ります。往年のデバイスの巨大さと重さは、軽さと小さなサイズに取って代わられています。ユニットの線形性能は 1:4 の比率で電力に比例し、デバイスのサイズを縮小するために電流の周波数が増加します。
たとえば、高品質のサウンドを提供する場合など、高周波での干渉散逸を最小限に抑えたい場合は、電源回路に大規模なデバイスが使用されます。
設計と動作原理
メーカーはユニットの基本的な操作規則を選択しますが、これは操作の信頼性には影響しません。コンセプトは製造工程で異なります。変圧器の動作原理は、次の 2 つのステートメントに基づいています。
- 方向性電荷キャリアの変化する動きは、交番磁力場を作り出します。
- コイルを介して伝達される力束への影響により、起電力と誘導が生成されます。
デバイスは次の部品で構成されています。
- 磁気導体（コア）;
- コイルまたは巻線;
- コイルを配置するためのバックボーン。
- 断熱材;
- 冷却システム;
- 添付ファイル、アクセス、保護の他の要素。
変圧器の動作は、コアと巻線の構造と組み合わせのタイプに基づいています。コアタイプは、導体が巻線に包まれて見えにくい。コイルが見え、コアの上下が見え、軸は垂直です。コイルを構成する材料は、電気をよく通す必要があります。
装甲タイプの製品では、コアはほとんどのターンを隠し、水平または垂直に配置されます。トロイダル トランスの設計では、磁気コアに 2 つの独立した巻線を配置し、その間に電気的接続はありません。
磁気システム
合金変圧器鋼、フェライト、パーマロイで作られており、ユニットの磁場を生成するために幾何学的形状が維持されています。導体は、プレート、テープ、蹄鉄で構成され、プレスで作られています。巻線が置かれる部分はヨークと呼ばれます。ヨークはコイルのない要素であり、回路の閉鎖を行います。
トランスの動作原理は、ストラットのスキームによって異なります。
- フラット - ヨークとコアの軸は単一平面にあります。
- 空間 - 縦方向の要素はさまざまな面に配置されています。
- 対称 - 同じ形状、サイズ、および構造の導体が、他のものと同様の方法ですべてのヨークに配置されます。
- 非対称 - 個々のスタンドは外観、寸法が異なり、異なる位置に配置されます。
一次側と呼ばれる巻線に直流電流が流れると仮定すると、磁性体ワイヤはオープンになります。それ以外の場合、コアは閉じており、電力線を閉じるのに役立ちます。
巻線
正方形の断面を持つ導体上に配置された一連のターンの形で作られています。この形状は、効率的な動作と、磁気コアのウィンドウ内の充填率を高めるために使用されます。コアの断面を大きくする必要がある場合は、渦電流の発生を減らすために2つの並列要素の形で作られています。そのような各導体はコアと呼ばれます。
芯を紙で包み、エナメルニスを塗っています。並列に配置された 2 つのコアが、ケーブルと呼ばれる共通の絶縁体で覆われている場合があります。巻線は、目的に応じて区別されます。
- メイン - 交流が供給され、変換された電流が出ます。
- 調整 - 低アンペア数で電圧を変換するためのタップが備わっています
- 補助 - それらはネットワークに変圧器の公称インジケータよりも少ない電力を供給し、直流で回路をサブ磁化するのに役立ちます。
ラッピング方法:
- 行巻き - 導体の全長に沿って軸方向にターンが行われ、その後のターンは隙間なくしっかりと巻き付けられます。
- らせん巻き - リング間にギャップがあるか、隣接する要素を迂回する多層巻き。
- ディスク巻き - らせん状の列が順番に実行され、円内では内側と外側の方向に放射状に巻き付けられます。
- ホイルスパイラルは、厚さが0.1〜2 mmのアルミニウムと銅の幅広シートでできています。
シンボル
変圧器の図を読みやすくするために、特別な記号があります。コアは太い線で描かれ、番号 1 は一次巻線を示し、二次巻線は番号 2 と 3 で示されます。
一部の回路では、コア ラインの太さは、コイルの半円の描画に似ています。コア材料の指定は異なります。
- フェライト磁気コアは太い線で描かれています。
- 磁気ギャップのあるスチールコアは、途中で切れた細い線で描かれています。
- 磁化された誘電体で作られた軸は細い点線でマークされています。
- 銅棒はメンデレーエフの表による材質表記で細い線で描かれています。
太いドットはコイル出力を強調するために使用され、瞬時誘導指定は同じです。逆位相を示すために、カスケード発電機の中間ユニットを示すために使用されます。組み立て時の極性や巻き方向を設定したい場合はドットを入れます。半円の数が正規化されていないのと同じように、一次巻線の巻数は慣習的に定義されており、比例関係がありますが、厳密には守られていません。
主な特徴
アイドル モードは、変圧器の二次側が開いているときに使用され、電圧はありません。一次巻線に電流が流れ、無効磁化が発生します。アイドル動作は、効率、変換率、およびコア損失を決定するために使用されます。
負荷動作では、電源を一次回路に接続し、動作電流と無負荷電流の合計が流れます。負荷は変圧器の二次側に接続されています。このモードは一般的です。
二次コイルの抵抗が唯一の負荷である場合、短絡フェーズが発生します。このモードでは、回路内のコイルの熱損失が決定されます。変圧器のパラメータは、抵抗設定によってデバイス置換システムで考慮されます。
入力電力と出力電力の比率によって、トランスの効率が決まります。
アプリケーション
家庭用電化製品には、中性線を介したアース接続があります。消費者が位相回路とニュートラル回路の両方に同時に触れると、ループ障害が発生し、人身事故につながる可能性があります。絶縁変圧器を介して配線すると、二次巻線が接地されないため、人々の安全が保たれます。
パルスユニットは、長方形の衝撃を送信し、負荷がかかった短い信号を変換するときに使用されます。出力は電流の極性と振幅を変更しますが、電圧は変更されません。
直流測定器は磁気アンプです。交流電圧の変更は、小さなパワー電子の指向性運動によって助けられます。整流器は一定のエネルギーを供給し、入力電気の値に依存します。
パワーユニットは小電流発電機で広く使用されており、ディーゼルのパワー、パフォーマンスは中程度の値です。変圧器は負荷と直列に取り付けられ、デバイスは一次巻線によって電源に接続され、二次回路は変換されたエネルギーを出力します。出力電流値は負荷に正比例します。発電機が三相電流の場合、3本の磁気ロッドを備えた機器が使用されます。
反転ユニットには同じ導電率のトランジスタがあり、出力で信号の一部のみを増幅します。完全な電圧変換のために、パルスが両方のトランジスタに適用されます。
マッチング機器は、低電流フローで高インピーダンスの入力および出力負荷を持つ電子デバイスに接続するために使用されます。このユニットは、値の違いがエネルギー損失につながる高周波ラインで役立ちます。
変圧器の種類
一次および二次回路の電流の定格によって、変圧器の分類が決まります。一般的なタイプでは、インデックスは 1 ～ 5 A の範囲です。
分離ユニットは、両方のスパイラルの接続には対応していません。この装置はガルバニック絶縁を提供します。つまり、パルスを非接触で伝送します。それがなければ、回路間を流れる電流は抵抗によってのみ制限され、値が小さいために考慮されません。
マッチングトランスは、異なる抵抗値のマッチングを提供して、出力でのパルス形状の歪みを最小限に抑えます。ガルバニック絶縁を構成するのに役立ちます。
電力方向変圧器とは何かを知る前に、それらが高電力ネットワークで動作するように製造されていることに注意してください。交流装置は、受信設備のエネルギー値を変更し、電気の容量と変化率が大きい場所で動作します。
ロータリートランスは、効率が回転速度に依存する回転角度を回路電圧に変換する機械である回転機器と混同しないでください。このデバイスは、VCR のヘッドなど、機械の可動部分に電気インパルスを送信します。個別の巻線を備えたデュアルコアで、一方が他方の周りを回転します。
油入ユニットは特殊変圧器油によるコイル冷却を採用。それらは閉鎖型磁気回路を持っています。空中タイプとは対照的に、彼らは強力なネットワークとやり取りできます。
変圧器を溶接して機器の動作を最適化し、電圧を下げ、高周波電流を生成します。これは、誘導性インピーダンスまたは無負荷特性の変化によるものです。ステップ調整は、導体上の電気巻線のレイアウトによって実行されます。
