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変圧器理論

  • 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4月4日

変圧器の漏れ磁束

本記事では、変圧器内部に発生する漏れ磁束と漏れリアクタンスについて解説する。 内部漏れ磁束の発生 図1に単相二脚鉄心の変圧器の内部磁束の概略図を示す。 同図では一次側巻線(巻数$n_1$)が電源に、二次側巻線(巻数$n_2$)に負荷が接続されている。   図1 主磁束と漏れ磁束   実際の変圧器では、一次側巻線と二次側巻線の両方を鎖交する、変圧器作用をもたらす主磁束$\phi$ […]

  • 2019年3月23日

変圧器結線と零相回路

本記事では、変圧器の結線の種類によって、零相回路がどのように表現できるかを考察する。 Δ結線時の零相電流 まず、3つの同一構造・特性の巻線を$\Delta$結線したものを図1に示す。 (この図は電源が省略されているが、変圧器の二次巻線といった出力側であると解釈してほしい)   図1 $\Delta$結線   このときの各相端子に出力される線電流$\dot{I_{ab}},\ \ […]