変圧器の装置と動作原理

ある大きさの電圧を別の大きさの電圧に変換するには、つまり電気エネルギーを変換するには、次を使用します。 変圧器.

変圧器は交流を交流に変換することしかできないため、直流を得るには、必要に応じて変圧器からの交流を整流します。この目的のために彼らは奉仕します 整流器.

何らかの形で、すべての変圧器（変圧器、変流器、パルス変圧器）は電磁誘導現象によって動作し、交流またはパルス電流によってその栄光がまさに現れます。

変圧器

最も単純な形式の単相変圧器は、強磁性コア (磁気回路)、一次巻線と二次巻線も同様です。原則として、変圧器には 3 つ以上の巻線を含めることができますが、少なくとも 2 つ以上の巻線を含めることができます。場合によっては、二次巻線の機能を一次巻線の巻数の一部によって実行することもできます (図を参照)。 変圧器の種類）、しかし、そのような解決策は通常の解決策と比較してかなりまれです。

トランスの主要部分は強磁性コアです。変圧器が動作しているとき、変化する磁場は強磁性コア内にあります。変圧器内の変化する磁場の発生源は、一次巻線の交流です。

トランス二次巻線電圧

すべての電流には磁場が伴うことが知られています。したがって、交流には​​交流（大きさと方向が変化する）磁場が伴います。

したがって、変圧器の一次巻線に交流を供給すると、一次巻線電流の変化する磁場が得られます。したがって、磁界は主にトランスのコアに集中します。このコアは空気の数千倍の高透磁率の材料でできているため、一次巻線の磁束の主要部分は空気を通さず、コア内で正確に閉じられます。

したがって、一次巻線の交番磁界は、特定の変圧器の動作周波数と目的に応じて、変圧器鋼、フェライト、またはその他の適切な材料で作られた変圧器コアの容積に集中します。

変圧器の二次巻線は、一次巻線と共通のコア上に配置されます。したがって、一次巻線の交番磁界は二次巻線の巻線にも浸透します。

あ 電磁誘導現象 それは単に、時間とともに変化する磁場が周囲の空間に変化する電場を引き起こすという事実に基づいています。そして、変化する磁場の周りのこの空間には 2 番目のコイル ワイヤがあるため、誘導された交流電場がこのワイヤ内の電荷キャリアに作用します。

この電界作用により、二次コイルが巻かれるたびに EMF が発生します。その結果、二次巻線の端子間に交流電圧が発生します。接続された変圧器の二次巻線に負荷がかかっていない場合、変圧器は空になります。

負荷時の変圧器の動作

動作中の変圧器の二次巻線に特定の負荷が接続されると、変圧器の二次回路全体で負荷を介して電流が発生します。

この電流は独自の磁場を生成します。この磁場は、レンツの法則によれば、「それを引き起こす原因」に反する方向を持っています。これは、二次巻線の電流の磁界は、いかなる瞬間においても、増加する一次巻線の磁界を減少させる傾向があるか、減少する場合には一次巻線の磁界をサポートする傾向があり、常に磁界を指すことを意味します。一次コイルの磁界。

したがって、変圧器の二次巻線に負荷がかかると、その一次巻線に逆起電力が発生し、変圧器の一次巻線が電源ネットワークからより多くの電流を引き込むことになります。

変換係数

変圧器の一次巻線 N1 と二次巻線 N2 の巻線比によって、変圧器が負荷下で動作しているときの入力 U1 と出力 U2 の電圧と入力 I1 と出力 I2 の電流の比が決まります。この比率はと呼ばれます 変圧器の変圧比:

変圧器が降圧される場合、変換係数は 1 より大きく、変圧器が昇圧される場合は 1 より小さくなります。

変圧器

変圧器は、高電圧回路を低電圧回路から電気的に絶縁するように設計された降圧変圧器の一種です。

通常、高電圧とは6キロボルト以上（変圧器の一次巻線）を意味し、低電圧とは100ボルト程度（二次巻線）の値を意味します。

このような変圧器は、原則として使用されます。 測定目的のため... たとえば、電力線の高電圧を測定に便利な低電圧に降圧すると同時に、測定、保護、制御回路を高電圧回路から電気的に絶縁することもできます。これらのタイプの変圧器は通常、アイドル モードで動作します。

基本的に何でも変圧器と呼ぶことができます 電源トランス電気エネルギーを変換するために使用されます。

変流器

変流器では、通常 1 巻だけで構成される一次巻線が電流源回路と直列に接続されます。このターンは、電流を測定する必要がある回路ワイヤのセクションである可能性があります。

ワイヤは単に変圧器コアの窓を通過し、この 1 つのターン、つまり 1 次巻線のターンになります。巻数が多い二次巻線は、内部抵抗の低い測定装置に接続されています。

このタイプの変圧器は、電源回路の交流値を測定するために使用されます。ここで、二次巻線の電流と電圧は、測定された一次巻線 (電流回路) の電流に比例します。

変流器は電力システムのリレー保護装置に広く使用されているため、高精度です。測定回路を一次回路（通常は高電圧、数十、数百キロボルト）から電気的に確実に絶縁するため、測定が安全になります。

パルストランス

このトランスは、パルス状の電流（電圧）を変換するように設計されています。通常は長方形の一次巻線に印加される短いパルスにより、変圧器は過渡状態で実質的に動作します。

このような変圧器は、微分変圧器だけでなく、パルス電圧コンバータやその他のパルス装置にも使用されます。

パルストランスを使用すると、50 ～ 60 Hz の周波数で動作するネットワークトランスと比較して変換周波数 (数十、数百 kHz) が高くなるため、パルストランスが使用されるデバイスの重量とコストを削減できます。立ち上がり時間がパルス持続時間自体よりもはるかに短い方形パルスは、通常、低い歪みで変換されます。