• 2020年6月13日

変圧器の原理とアンペアターン・キャンセル

本記事では、変圧器の巻数比とアンペアターン・キャンセルについて述べ、電圧・電流の変成作用の原理について解説する。 変圧器のモデル 変圧器は、磁路となる鉄心と、これに挿入された2つ以上の巻線とで構成された機器である。 変圧器は、電源側から一方の巻線に供給された交流電力について、電磁誘導作用を用いて電圧および電流を変成し、もう一方の巻線に接続された回路に同一周波数の交流電力を供給する機能を有している。 […]

  • 2019年12月4日

三巻線変圧器の理論

本記事では、三巻線変圧器における等価回路と各特性の計算方法、零相回路について解説する。 三巻線変圧器の等価回路 図1のように、単相三巻線変圧器の等価回路を考える。   図1 三巻線変圧器   図1の一次・二次・三次巻線の端子電圧$V_1,\ V_2,\ V_3$と各巻線に流れる電流$I_1,\ I_2,\ I_3$の関係式を立てると、 $$\begin{cases} V_1&a […]

  • 2019年11月27日

変圧器の効率

本記事では、変圧器の効率について解説する。 規約効率 効率は(変圧器に限らず)「(出力)/(入力)」という形式で表される。   JEC規格においては、変圧器の効率は「(有効出力)/(有効出力+全損失)」という形式で表され、このように求められる効率を規約効率という。   単相変圧器の規約効率$\eta[\%]$は、下式にて表される。 $$\begin{align*} \eta&a […]

  • 2019年11月19日

変圧器の負荷損

本記事では、変圧器の負荷損の種類と発生要因について記述する。 負荷損の概要 変圧器の負荷損は、「変圧器の一方の巻線を短絡し、他方の巻線に定格周波数の電圧を加えたときの入力」である。   一方の巻線に換算した場合の負荷電流を$I[\mathrm{A}]$,各巻線の交流電流に対する実効抵抗を$r_1[\Omega],\ r_2[\Omega]$とすると、負荷損$W_{L}[\mathrm{W […]

  • 2019年11月14日

変圧器の無負荷損

本記事では、変圧器の無負荷損の種類と発生要因について記述する。 無負荷損の概要 無負荷損の定義 変圧器の無負荷損は、「変圧器が無負荷のとき、定格周波数・定格電圧を一次側に加えたときの入力」である。   無負荷損はその大部分が鉄損である。 その他、「励磁電流による一次銅損」「絶縁物中の誘電体損」等を含むが、大きさは鉄損に比べ極めて小さい。   供給エネルギーとヒステリシス曲線 鉄 […]

  • 2019年11月4日

変圧器の電圧変動率

本記事では、変圧器の電圧変動率の式を導出し、IEC規格の定義についても紹介する。 電圧変動率の定義式 変圧器の電圧変動率$\varepsilon[\%]$の定義は下式による。 $$\varepsilon=\frac{V_{20}-V_{2n}}{V_{2n}}\times100[\%] ・・・(1)$$   $(1)$式において、 $V_{20}$:無負荷時の二次端子電圧 $V_{2n} […]

  • 2019年9月7日

異容量V結線方式

本記事では、定格容量が異なる2台の単相変圧器を$\mathrm{V-V}$結線接続した「異容量$\mathrm{V}$結線方式」について記載する。 異容量V結線方式の構成 単相変圧器2台を用いた異容量$\mathrm{V}$結線変圧器(負荷側のみ)を図1に示す。   図1 異容量$\mathrm{V}$結線変圧器(進み接続)   同図の変圧器は、単相負荷$P_1$(電灯)および […]

  • 2019年7月11日

変圧器のV結線

本記事では、$\mathrm{V}$結線された変圧器について解説する。 V-V結線変圧器の電圧・電流 $\mathrm{V}$結線とは、$\Delta$結線の一相分を取り除いたものであり、2台の単相変圧器で構成される。   図1に$\mathrm{V}-\mathrm{V}$結線の変圧器(同一容量)とその電圧・電流を示す。各変圧器の巻数比(一次側巻線/二次側巻線)は$n$とする。 &nb […]

  • 2019年5月26日

送電線に侵入する進行波

送電線や機器等へのサージ侵入は、進行波理論を導入することで考えることができる。 本記事では、手計算でもできる電験一種の過去問を例題として考える。 送電線に侵入する進行波:例題 出典:電験一種筆記試験「送配電」 昭和63年度問1 図1に示すように,$A,\ B$両送電線が$O$点で連系され、その連系点の電線と大地の間にコンデンサを設置した送電系統がある。   いま、$A$送電線側から波高値 […]

  • 2019年4月16日

スコット変圧器

本記事では、ウッドブリッジ変圧器と同様に鉄道饋電(きでん)、電気炉負荷などの大容量単相負荷に供給するために用いられるスコット変圧器について解説する。 スコット結線 単相変圧器のスコット結線を図1に示す。   図1 スコット結線   同図では、同一巻回数・同容量の単相変圧器が2台で構成され、一次側の主座変圧器の巻線中央に$T$座巻線が接続される形で、T字型の結線として構成されてい […]