変流器は、基本的な値を維持しながらさまざまな電気パラメータを変更するための機器として、今日のエネルギー産業で広く使用されています。機器の動作は、正弦波状に変化する磁場および電場に関連する誘導の法則に基づいています。変圧器は、係数に関して電流の一次値を変換し、生データに比例する角度伝達を変換します。機器の使用範囲と接続する需要家の数に基づいて機器を選択する必要があります。
変流器とは何ですか？
この機器は、特定の物理的パラメータで電流を供給するために、産業、地方自治体の通信および公益事業、生産、およびその他の分野で使用されます。電圧は一次巻線のコイルに印加され、磁気放射の結果として交流が生成されます。同じ放射が残りのコイルを通過するため、EMFの力が移動し、2次コイルが短絡したり電気回路に接続されたりすると、システムに2次電流が現れます。
最新の変流器は、そのようなパラメータでエネルギーを変換することを可能にするため、その使用によって、その上で動作する機器に損傷を与えることはありません。さらに、1 次列と 2 次列のコイルが互いに確実に絶縁されているため、機械と作業員にとって最大の安全性で増加した負荷を測定することができます。
何のための変圧器？
変流器が必要なものを決定するのは非常に簡単です。アプリケーションの範囲には、エネルギー量の変換が行われるすべての産業が含まれます。これらのデバイスは、交流回路を作成する際に測定器やリレーと並行して使用される補助機器の1つです。このような場合、変圧器はエネルギーを変換して、パラメータを解読しやすくしたり、特性の異なる機器を単一の回路に接続したりしやすくします。
変圧器の測定機能もあります。測定器を接続する高電圧の電気回路を起動するのに役立ちますが、直接行うことはできません。このような変圧器の主な仕事は、電流のパラメータについて得られた情報を、二次巻線に接続された操作を測定するための機器に送信することです。また、機器は回路内の電流を制御する可能性を提供します。リレーが使用され、最大電流パラメータに達すると、保護がアクティブになり、機器のスイッチがオフになり、焼損や人への危害を回避します。
動作原理
このような機器の動作は誘導の法則に基づいており、それに従って電圧が一次コイルに当たり、電流が作成された巻線抵抗に打ち勝ち、磁束が形成され、磁気導体に伝達されます。磁束は電流に対して垂直であるため、損失が最小限に抑えられます。磁束が二次巻線のターンを横切ると、EMF 力が発生します。システムへの影響の結果として、コイルの抵抗よりも強い電流が流れますが、二次コイルの出力での電圧は減少します。
したがって、最も単純なトランス設計には、金属のコアと、互いに接続されておらず、絶縁された配線の形で作られた一対の巻線が含まれます。場合によっては、負荷が一次巻線のみにかかり、二次巻線にはかかりません。これは、いわゆるアイドル モードです。電力を消費する機器が二次巻線に接続されている場合、コイルに電流が流れ、起電力が発生します。 EMF パラメータは、巻数によって決まります。一次巻線と二次巻線の起電力の比率は、それらの数の比率によって計算される変換比率として知られています。一次または二次の巻数を変更することにより、エンドユーザーの電圧を調整することができます。
変流器の分類
このような機器にはいくつかの種類があり、目的、設置方法、変換段階の数などの要因を含むいくつかの基準に従って分類されます。変流器を選択する前に、次のパラメータを考慮する必要があります。
- 目的。この基準によれば、測定モデル、中間モデル、および保護モデルがあります。たとえば、中間タイプのデバイスは、リレー保護システムやその他の回路で計算アクション用のデバイスを接続するときに使用されます。インジケーターの精度を高める個別に割り当てられた実験室用変圧器には、多数の変換係数があります。
- インストール方法。外部および内部設置用の変圧器があります。それらは見た目が異なるだけでなく、外部の影響に対する耐性の指標も異なります（たとえば、屋外で使用するデバイスは、降水や温度差に対する保護を備えています）。また、架空変圧器と携帯用変圧器を区別します。後者は比較的軽量で寸法が小さい。
- 巻き方の種類。変圧器は、シングルおよびマルチコイル、コイル、ロッド、バスバーです。一次巻線と二次巻線の両方が異なる場合があり、その違いは絶縁にも関連しています (乾燥、磁器、ベークライト、オイル、コンパウンドなど)。
- 変換ステップのレベル。機器は1段または2段（カスケード）にすることができ、1000 Vの電圧制限は最小または逆に最大にすることができます。
- デザイン。この基準によると、油型と乾式の2種類の変流器があります。最初のケースでは、巻線と磁気コアのターンは、特別な油性液体を含む容器内にあります。これは、絶縁の役割を果たし、媒体の動作温度の調整を可能にします。 2 番目のケースでは、冷却は空冷式です。このようなシステムは工業用および住宅用の建物で使用されます。これは、火災の危険性が高いため、石油変圧器を内部に設置できないためです。
- 電圧の種類。変圧器はステップダウンとステップアップすることができます。最初のケースでは、一次巻線の電圧が低下し、2番目のケースでは増加します。
- 分類のもう1つのオプションは、電力による変流器の選択です。このパラメーターは、機器の目的、接続されている消費者の数、およびそれらのプロパティによって異なります。
パラメータと特性
このような機器を選択するときは、アプリケーションの範囲とコストに影響を与える主な技術的パラメーターを考慮する必要があります。主な品質は次のとおりです。
- 公称負荷、または電力: この基準による選択は、変圧器特性の比較表を使用して行うことができます。パラメータの値は、厳密に標準化されており、選択した精度クラスでの機器の正常な機能を決定するのに役立つため、他の電流特性を決定します。
- 定格電流。このパラメーターは、危険な温度まで過熱することなくデバイスが機能できる時間を決定します。変圧器機器は、原則として、過負荷が18〜20％の場合、正常に動作するように、加熱レベルに十分な余裕があります。
- 電圧。このパラメータは、巻線絶縁の品質にとって重要であり、機器のトラブルのない動作を保証します。
- エラー。この現象は、磁束の影響により発生します。エラー値は、正確な一次電流データと二次電流データの差です。トランス コアの磁束が増加すると、それに比例して誤差が増加します。
- 変圧比。これは、一次巻線と二次巻線の電流の比率です。係数の実際の値は、エネルギー変換損失の程度に等しい量だけ公称値と異なります。
- 公称値に対する実際の一次電流の比率として表される多重度を制限します。
- 二次タイプの巻線のターンで発生する電流の多重度。
変流器の重要なデータは、置換図によって決定されます。これにより、無負荷から全負荷まで、さまざまなモードで機器の特性を調べることができます。
主なインジケータは、特別なマーキングの形でデバイスの本体にマークされています。また、機器の持ち上げと取り付けの方法に関するデータ、二次巻線の高電圧 (350 ボルト以上) に関する警告情報、接地パッドの存在に関する情報を含めることもできます。エネルギー変換器のマーキングは、ステッカーの形で、または塗料で適用されます。
考えられる誤動作
他の機器と同様に、変圧器は時々誤動作するため、診断による専門家のサービスが必要です。ユニットをチェックする前に、どのような故障が発生し、どのような兆候がそれに対応するかを知る必要があります。
- 筐体内の異音、パチパチ。この現象は通常、接地要素の破損、巻線ターンからのケースへのオーバーラップ、または磁気コアとして機能するシートの緩い押し付けを示します。
- ケースの過度の加熱、消費者側の電流の増加。この問題は、絶縁層の摩耗または機械的損傷による巻線短絡、短絡による頻繁な過負荷によって引き起こされる可能性があります。
- ひびの入った絶縁体、滑り放電。動作開始前に検出されなかった製造上の欠陥、異物、および異なる値の位相入力間のオーバーラップの場合に発生します。
- 排気構造のダイヤフラムが破壊される間のオイル排出。貫通型短絡の場合、絶縁摩耗、油面低下、電圧降下、過電流発生による相間短絡が原因です。
- ガスケットの下や変圧器のタップから油が漏れている。主な原因は、コンポーネントの溶接不良、シールの弱さ、ガスケットの破損、タップ プラグの摩擦などです。
- ガス保護リレーの作動。この現象は、巻線の故障、回路の破損、スイッチ接点の焼損、または変圧器ハウジングへの短絡によって油分解が発生した場合に発生します。
- ガス保護リレーのトリップ。相故障、内部または外部の過電圧、またはいわゆる「鋼の火災」による油液の活発な分解が問題を引き起こします。
- 作動した差動保護。この障害は、リードケースに故障がある場合、フェーズ間にオーバーラップがある場合、またはその他の場合に発生します。
デバイスの機能を最大限に活用するには、赤外線カメラを使用した定期的なキャリブレーションが必要です。この機器を使用すると、接触品質の低下と動作温度の低下を診断できます。検証中、スペシャリストは次の範囲の操作を実行します。
- 電圧と電流を読み取る。
- 外部ソースを使用して負荷をチェックします。
- 動作回路のパラメータの決定。
- 変換比率の計算、指標の比較と分析。
変圧器の計算
このデバイスの基本原理は、次の式で定義されます。 U1/U2=n1/n2、その要素は次のように解読されます。
- U1 と U2 は、1 次巻線と 2 次巻線の電圧です。
- n1 と n2 は、それぞれ一次巻線と二次巻線の番号です。
コアの断面積を決定するために、別の式が使用されます。 S=1,15 * √Pここで、電力はワットで測定され、面積は平方センチメートルで測定されます。装置に使用されているコアが Sch 字型の場合、断面積は中央のコアで計算されます。一次レベル巻線の巻数を決定するとき、式が適用されます n=50*U1/S, この場合、コンポーネント 50 は不変ではありません。電磁干渉の発生を防ぐための計算では、代わりに 60 の値を入れることをお勧めします。もう一つの式は d=0,8*√Iここで、d はワイヤの断面、I は現在の強度指数です。ケーブルの直径を計算するために使用されます。
計算で得られた数値は切り上げられます (たとえば、計算された電力 37.5 W は 40 に切り捨てられます)。丸めは上方のみ許可されます。これらの式はすべて、220 V ネットワークで動作する変圧器の選択に使用されます。高周波ラインの構築では、他のパラメータと計算方法が使用されます。
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