変圧器理論

2021年3月29日

励磁突入電流の理論

本記事では変圧器に流れる励磁突入電流について、主にその発生理論等を解説する。励磁突入電流の概要励磁突入電流とは変圧器を遮断器投入等によって電源に接続する際、投入時の電圧の位相によっては、過渡的に大きな励磁電流が流れることがある。これを励磁突入電流（Magnetizing Inrush Current または単にInrush Current）という。励磁突入電流自体は異常な現 […]

2020年6月13日

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&=\fr […]

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その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 […]

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とは、定格電圧（またはタップ電圧）に対して、ある巻線端子における「無負荷電圧と指定負荷・力率で発生する電圧との算術差」の比を百分率で表したものである。変圧器の電圧変動率$\varepsilon[\%]$の定義は下式による。 $$\varepsilon=\frac{ […]

2019年4月4日

変圧器の漏れ磁束と漏れリアクタンス

本記事では、変圧器内部に発生する「漏れ磁束」および「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単相二脚鉄心の変圧器の内部磁束について、概略図を図1に示す。同図では、一次巻線（巻数$n_1$）が電源に、二次巻線（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、一次巻線と二次巻線の両方に鎖交し、変圧器作用をもたらす主磁束 […]

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Δ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},\ \dot{I}_{ […]