トップ10の記事

近親相姦
くすぐりの苦悶
Nを法とした原始根
セシウム137
チェスターフィールド(タバコ)
ヨウ素131
Badoo
生物学的半減期
OllyDbg
Zeugma (都市)

News:

変圧器

他の使用については、見なさい 変圧器(区別).

A 変圧器 移る装置はある 電気エネルギー 1つから 回路 別のものに 帰納的につながれる 電気コンダクター. 変更 現在 最初の回路( 第一次)変更のmagnetic fieldを作成する; それから、このmagnetic field 引き起こす 第2回路の変更の電圧( 二次). aを加えることによって 負荷 従って二次回路に、1つは変圧器の現在の流れを作ることができ1回路から他にエネルギーを移す。

二次引き起こされた電圧 VS、理想的な変圧器の、第一次から量られる VP それぞれの巻上げのワイヤーの回転の数の比率と等しい要因によって:

回転の数の適切な選択によって、変圧器はこうして可能にする 交互になる電圧 向上されるため-作成によって… NS 多くより NP -または、それをより少なく作ることによって減らされて。

変圧器はほとんどのいくつかである 有効 電気「機械」、[1] 出力に入力パワーの99.75%を移すことできるある大きい単位を使って。[2] 変圧器は段階の中に隠れるサムネイル大きさで分類された連結の変圧器からサイズの範囲入って来 マイクロフォン 巨大な単位に何百ものトンの重量を量ることは国民の部分を相互に連結するのに使用した 電力網. すべては同じ基本原則と家および企業中の専門にされた役割を行うために色々な設計があるけれども、作動する。

目次

適用

変圧器の主適用は電圧を前に高めることである 送信の電気エネルギー 終わる長い間隔 ワイヤー. ほとんどのワイヤーは持っている 抵抗 そしてそうワイヤーを通して流れの正方形に比例した率で電気エネルギーを散らしなさい。 変形によって 電力 再度伝達およびその後背部のための高圧(従っておよびlow-current)形態に、変圧器は経済を可能にする 力の伝達 終わる長い間隔。 その結果、変圧器は形づけた 電気供給の企業、割り当てる 生成 ポイントから遠隔にあるための 要求.[3] わずか世界を除いてすべて 電力 それが消費者に達するまでに一連の変圧器を通った。[4] 消費者電子プロダクトで変圧器が含んでいる低電圧回路のために適したレベルに供給電圧を減らすのに広く使用されている。 これらので種類の適用はまた電気で可能性としては致命的な供給電圧の直接接触からのエンドユーザーを隔離する主安全部品として変圧器機能するかもしれない。

信号がおよび音声周波変圧器はアンプの段階をつなぎ、アンプの入力インピーダンスにマイクロフォンおよびレコードプレーヤのカートリッジのような装置に一致させるのに使用されている。 音声周波変圧器は電話回路が単一の組のワイヤー上の対面会話を続けていくようにした。 変圧器はまた外的なケーブルと内部回路間の分離のために地面参照された信号に差動モード信号をつなぐことも必要なとき使用され。

基本原則

変圧器は2つの主義に基づいている: 第一にこと 電流 aを作り出すことができる 磁界 (電磁気)第二にそれはワイヤーのコイル内の変更のmagnetic field引き起こし、コイルの端を渡る電圧を(電磁誘導). 第一次コイルの流れの変更によって、それはmagnetic fieldの強さを変える; 変更のmagnetic fieldが二次コイルに伸びるので、電圧は二次を渡って引き起こされる。

簡単だった変圧器の設計は左に示されている。 第一次コイルを現在に通ることはaを作成する 磁界. 第一次および二次コイルは非常に高くの中心のまわりで包まれる 磁気透磁率、のような 鉄; これは第一次流れによって作り出される鉄の内に磁界ラインのほとんどがあり、二次コイルを第一次コイル、また通ることを保障する。

誘導の法律

二次コイルを渡って引き起こされる電圧はから計算されるかもしれない ファラデーの誘導の法律、それを示す:

一方、 VS 即時はある 電圧, NS 二次コイルの回転の数はある Φ 匹敵する 磁気変化 コイルの1つの回転によって。 コイルの回転が磁界ラインへ方向づけられた垂直なら、変化はのプロダクトである 磁界 強さ B そして区域 A 切るかどれをによって。 区域はmagnetic fieldが第一次の刺激に従って時間と変わる一方、一定して、変圧器の中心の横断面区域と等しい。 同じ磁気変化が理想的な変圧器の第一次および二次コイルを通るので、[1] 第一次巻上げの同輩を渡る即時の電圧

2つの同等化の比率ののための取得 VS そして VP 基本的な同等化を与える[5] 電圧を向上するか、または減らすため

理想的な力の同等化

二次コイルが流れが流れるようにする負荷に付せば電力は第一次回路から二次回路に送信される。 理想的には、変圧器は完全に有効である; 入って来るエネルギーすべては第一次回路からへの変形する 磁界 そして二次回路に。 この条件が満たされれば、入って来るの 電力 出て行く力に匹敵しなければならない。

P入って来る = IPVP = P出て行く = ISVS

理想的な変圧器の同等化の提供

電圧が高められれば(向上されて) (VS > VP)、それから流れは減る(減らされて) (IS < IP)同じ要因によって。 変圧器は有効である従ってこの方式は適度な近似である。

1つの回路のインピーダンスはによって変形する 正方形 回転比率の。[1] 例えば、インピーダンス ZS 二次コイル、それのターミナルを渡ってインピーダンスをの持つようである第一次回路に付けられる . この関係は相互、ようにインピーダンスである ZP 第一次回路二次にであることをようである .

詳しい操作

上記の簡単だった記述は複数の複雑になる要因、特に第一次流れ中心にmagnetic fieldを、および二次回路の流れのために分野への貢献を確立するために必要な無視する。

理想的な変圧器のモデルは普通僅かの中心を仮定する 不本意 ゼロの2つの巻上げを使って 抵抗.[6] 電圧が第一次巻上げに適用される時、運転する小さい現在の流れ 変化 のまわり 磁気回路 中心の。[6]. 変化を作成するために必要な流れは名づけられる 磁化の流れ; 近いゼロ不本意があると理想的な中心に仮定されたので磁化の流れはmagnetic fieldを作成するようにまだ要求されてが僅かである。

変更のmagnetic fieldは引き起こす 起電力 (EMF)各巻上げを渡って。[7] 理想的な巻上げにインピーダンスがないので、準の電圧低下およびそう電圧をV有しないP そしてVS 変圧器のターミナルで、対応するEMFsと等しい測定される。 第一次電圧に反対でするように機能する第一次EMFは時々、名づけられる「背部EMF".[8] これはのためにある レンツの法律 magnetic fieldのそのよう変更の開発に反対することEMFの誘導はそのような物常にであることどの状態か。

実用的な考察

変化漏出

主要な記事: 漏出インダクタンス

理想的な変圧器モデルは第一次巻上げによって発生するすべての変化があらゆる巻上げのall the回転をつなぐと、仮定するそれ自身を含んで。 実際には、変化は巻上げの外のそれを取る道を横断する。[9] そのような変化は名づけられる 漏出変化および結果 自己インダクタンス シリーズ 相互につながれた変圧器の巻上げを使って。[8] 漏出は貯えられ、から排出されるエネルギーで互い違いに起因する 磁界 電源の各周期を使って。 それは直接電源切れではないが、inferiorで起因する 電圧調整、二次電圧をもたらして重負荷の下で第一次に正比例しているが、特にないことを。[9] 従って配分の変圧器は持つように普通非常に低く設計されている 漏出インダクタンス.

但し、ある適用に、漏出は好ましい特性である場合もあり限るために長い磁気道、空隙、または磁気バイパス分路は変圧器の設計に慎重に導入されるかもしれない 短絡 供給する流れ。[8] 漏れやすい変圧器が表わす負荷を供給するのに使用されるかもしれない 否定的な抵抗、のような 電気アーク, 水銀の蒸気ランプ、 ネオンサイン; または安全になる負荷を扱うために周期的にのようなショートした 電気アークの溶接工.[10] また空隙が飽和からの変圧器、直流が巻上げを貫流することをある回路に特に可聴周波数の変圧器を保つのに使用されている。

頻度の効果

時間派生物の言葉 ファラデーの法律 中心の変化がであることを示す 必要 応用電圧の。[11] 仮説的に理想的な変圧器は時間と直線に増加していて中心の変化がdirect-current刺激を、使用する。[12] 実際には、変化がポイントに非常に急速に上がる 磁気飽和 中心の起こり、現在の磁化し、変圧器を過熱させることの巨大な増加をもたらす。 従ってすべての実用的な変圧器は交互になる(または脈打つ)現在の条件の下で作動しなければならない。[12]

変圧器普遍的なEMFの同等化

中心の変化があれば 正弦、間のどちらかの巻上げのための関係 rms 巻上げの電圧 Eおよび供給頻度 f、回転の数 N、横断面区域の芯を取りなさい a そして最高にしなさい 磁気磁束密度 B 普遍的なEMFの同等化によって与えられる:[6]

ある特定の磁束密度の変圧器のEMFは頻度と増加する。[6] より高い頻度の作動によって同じインピーダンスを達成するために、変圧器はある特定の中心が達する飽和なしでより多くの力を移せる少数の回転は必要であるので物理的により密集する行う。 但し中心の損失およびコンダクターのような特性 表皮効果 頻度のまた増加。 航空機および軍装置は中心および巻上げの重量を減らす400のHzの電源を用いる。[13]

設計されていたが、電圧の意図されているより高い頻度の変圧器の操作は流れを磁化することを減らされるに導く。 適用されて評価される電圧が設計価値より低いで頻度、磁化の流れは増加する。 設計頻度以外のの変圧器の操作は電圧、損失、および安全な操作が実用的なら確立するために冷却の査定を要求するかもしれない。 例えば、変圧器は「1ヘルツあたりボルト」のに刺激が装備されている必要がある場合もある リレー 変圧器を高くより評価された頻度で過電圧から保護するため。

変圧器の巻上げの自由振動数の知識は衝動および切換えのサージ電圧への巻上げの過渡応答の決定のための重要性をもつ。

エネルギー損失

理想的な変圧器にエネルギー損失がなかったし、従って有効な100%である。 実用的な変圧器ではエネルギーは巻上げ、中心および周囲の構造で散る。 より大きい変圧器は一般により有効であり、電気の配分のために評価されるそれらは通常よくより98%の行う。[14]

実験変圧器を使用して superconducting 99.85%の効率を達成する巻上げ[15] 効率の増加が小さい間、大きい重荷を積まれた変圧器に適用されたときエネルギー損失の年次節約は重要である。

差込式のような小さい変圧器、「壁の疣「ローパワー家電に使用するタイプは有効な85%よりこれ以上であるかもしれない; 個々の電源切れが小さいが、そのような装置の非常に大きい数からの総計の損失は高められた精査の下に来ている。[16]

損失は負荷流れと変わり、「正価格販売」か「満載の」損失として表現されるかもしれない。 巻上げ 抵抗 負荷損失を、一方支配する ヒステリシス そして 渦電流 損失は正価格販売損失の99%にに貢献する。 正価格販売損失は遊んでいる変圧器が低損失の変圧器の開発を励ます電気供給の下水管を構成することを意味する重要である場合もあり、(また見なさい エネルギー効率が良い変圧器).[17]

変圧器の損失は名づけられる巻上げの損失に分けられる 銅の損失および時々名づけられる磁気回路のそれら、 鉄の損失. 変圧器の損失はから起こる:

巻上げの抵抗
巻上げの原因を現在の貫流 抵抗暖房 コンダクターの。 より高い頻度、 表皮効果 そして 近さ効果 付加的な巻上げの抵抗および損失を作成しなさい。
ヒステリシス損
magnetic fieldが逆転するたびに、エネルギーはのために失われるわずか ヒステリシス 中心の中では。 ある特定の中心材料のために、損失は頻度に比例して、服従するピーク磁束密度の機能である。[17]
渦電流
強磁性 材料はまたよい コンダクター、そのような材料からなされる固体中心はまた全体の長さ中の単一のショートさせた回転を構成し。 渦電流 従って平面の常態の中心の内で変化に循環し、責任がありなさいにありなさい 抵抗暖房 中心材料の。 渦電流の損失は供給頻度の正方形および物質的な厚さのinverseの正方形の複雑な機能である。[17]
磁気ひずみ
強磁性材料の磁気変化により、中心のような、それはとして物理的にmagnetic field、知られている効果の各周期と拡大し、わずかに契約を結ぶ 磁気ひずみ. これは一般に変圧器によって関連付けられるぶんぶんうなる音を発声する[5] そして次々と敏感な中心で摩擦暖房のために損失をもたらす。
機械損失
磁気ひずみに加えて、交互になるmagnetic fieldにより第一次および二次巻上げ間の変動の電磁力を引き起こす。 これらはぶんぶんうなる騒音に加える近くのmetalwork内の振動およびわずか消費を力駆り立てる。[18]
外部損失
漏出インダクタンスは磁界にエネルギー供給次の半分周期が付いている供給に戻るので、ひとりでにlosslessである。 但し、変圧器のサポート構造のような妨害の近くの伝導性材料が渦電流をもたらし、熱に変えられる漏出変化。[4]

同等の回路

図表を次に参照しなさい

実用的な変圧器の物理的な限定は理想的なlossless変圧器のまわりで造られる同等の回路モデルとして(次に示されている)ひとつにまとめられるかもしれない。[19] 巻上げの電源切れは現在依存して、in-series抵抗として容易に表される RP そして RS. 変化漏出は相互カップリングに貢献しないで落ちるわずか応用電圧で起因しようにこうして模倣することができる 自己インダクタンス XP そして XS 完全つながれた地域のシリーズ。

鉄の損失は中心でヒステリシスおよび渦電流の効果によって大抵引き起こされ、ある特定の頻度で操作のための中心の変化の正方形に比例しがちである。[20] 中心の変化が応用電圧に比例しているので、鉄の損失は抵抗によって表すことができる RC 理想的な変圧器に平行して。

有限の中心 透磁率 磁化の流れを要求する IM 中心の相互変化を維持するため。 磁化の流れは変化の段階にある; 飽和効果は2間の関係を非線形にするが簡単にするためにこの効果はほとんどの回路の等量で無視されがちである。[20] aを使って 正弦 供給、中心の変化遅れ90°による引き起こされたEMFおよびこの効果は磁化のリアクタンスとして模倣することができる XM 平行 中心の損失の部品を使って。 RC そして XM 時々一緒に名づけられる 磁化の枝 モデルの。 二次巻上げが開け回路になされれば、流れ I0 磁化の枝によって取られて変圧器の正価格販売流れを表す。[19]

二次 インピーダンス RS そして XS 頻繁に(動かされるか、または) 「参照されるインピーダンス計数逓減率によって部品を増加した後第一次側面を」 .

第一次側面参照されて二次インピーダンスが変圧器の同等の回路、

生じるモデルは時々いくつかの近似を保つけれども「強要する仮定のような同等の回路」をの名づけられる 直線性.[19] 分析は磁化の流れが低い、およびいわゆる同等のインピーダンスに終って第一次のおよび参照された二次インピーダンスを総計すること、ことができるという第一次インピーダンス、暗黙の仮定の左側に磁化の枝を動かすことによって簡単にする。

変圧器の同等の回路の変数は2つの変圧器テストの結果から計算することができる: 開け回路テスト そして短絡テスト。

タイプ

詳細についてはこのトピックで、見なさい 変圧器はタイプする.

色々専門にされた変圧器の設計は複数の共通性を共有するけれどもある特定の工学適用を達成するために作成された。 より重要な変圧器のタイプの複数は下記のものを含んでいる:

単巻変圧器

主要な記事: 単巻変圧器

単巻変圧器 中間蛇口ポイントで三番目と2台の端ターミナルとの単一の巻上げだけ、持っている。 第一次電圧はターミナルの2、およびこれらおよび第3ターミナルの1つから取られる二次電圧を渡って応用である。 従って第一次および二次回路に公有地でいくつかの巻上げの回転がある。[21] ある両方の巻上げが同じ、それぞれ発達させる回転の数に比例して電圧をボルト每回しなさいので。 巻上げのコイルの部分を露出し、滑走による二次関係によって ブラシ、近く連続的可変的な回転比率の単巻変圧器は得られ、電圧の非常に良い制御を可能にする。[22]

多相変圧器

詳細についてはこのトピックで、見なさい 三相電力.

のため 三相 供給は、3台の個々の単相変圧器の銀行使用することができるまたは3段階はすべて単一の三相変圧器として組み込むことができる。 この場合、磁気回路は、こうして変化の三相流れを含んでいる中心一緒に接続される。[23] いくつかの巻上げ構成は可能であり、異なった属性をもたらす 偏移.[24] 1つの特定の多相構成はである ジグザグ形の変圧器、のために使用されて 基づいていること そして抑制での 調和的 流れ。[25]

共鳴変圧器

A 共鳴 変圧器はシリーズか平行で1つ以上を作成するために巻上げと、および/または巻上げのキャパシタンス自身を接続される、外的なコンデンサーを伴って巻上げのインダクタンス使用する 共振回路. 例えば、それはコンデンサーとのシリーズで第一次巻上げのインダクタンスを使用するかもしれない。 共鳴は二次を渡って非常に高圧の達成を援助できる。 のような共鳴変圧器 Teslaコイル 非常に高い電圧を発生できのような静電気の高圧世代別機械より大いに高い流れを提供ことできる ヴァンde Graaffの発電機.[26] 共鳴変圧器のもう一つの適用はaの段階の間でつなぐことである スーパーヘテロダイン受信機、受信機の選択率が中間頻度アンプの調整された変圧器によって提供されるところ。[27]

漏出変圧器

また外部分野の変圧器と呼ばれる漏出変圧器に、かなりより高いのがある 漏出インダクタンス 時々止めねじと時々調節可能である二次増加する他の変圧器より、と第一次間の中心の磁気バイパスか分路によって。 これは第一次と二次巻上げ間の緩いカップリングのために固有の現在の限定を変圧器に与える。 出力及び入力の流れは十分に低く-二次がショートしてもすべてのロード状態の下で熱積み過ぎを防ぐことである。

漏出変圧器はのために使用される アーク溶接 そして高圧放電ランプ(冷たい陰極のけい光ランプ、AC series-connected 7.5までkVのである)。 それは電圧変圧器とaとしてそれから機能する 磁気バラスト.

他の適用は短回路証拠である 余分低い電圧 おもちゃのための変圧器または ドアベル 取付け。

器械変圧器

A 変流器 第一次で現在に流れることに比例した二次コイルの流れを提供するように設計されている測定装置はある。 変流器は一般的である メーターで計ること そして 保護に中継で送ること、それらが大きい流れの安全な測定を促進するところ。 変流器の隔離集団測定および測定される回路の高い電圧からの制御回路部品普通。[28]

電圧変圧器(VTs)--潜在的な変圧器(PTS)としてまた参照されて--高圧回路でメーターで計ることおよび保護のために使用される。 彼らはメーターで計ることおよび保護リレー装置がより低い潜在性で作動させることができるために僅かな負荷を測定される供給に示し、正確に軽減する高い電圧への精密な電圧比率を持つように設計されている。[29]

分類

変圧器が置かれる多くの使用はそれらをいくつかの別の方法で分類されるために導く:

  • パワーレベルによって: わずかからa 皮相電力 (VA)千MVAにに;
  • 周波数範囲によって: 力, 可聴周波、または 無線周波;
  • 電圧クラスによって: 少数のボルトから何百ものキロボルトへの;
  • タイプの冷却によって: 空気は、冷却されたファン満ちていたオイルまたは冷却された水冷却した;
  • 適用機能によって: 電源のような、インピーダンス・マッチング、出力電圧および現在の安定装置、または回路の分離;
  • 終わりの目的によって: 配分, 整流器, アーク炉、アンプの出力;
  • 巻くことによって比率を回す: 、軽減する増大する、可変的な(等しい比率の近くで)隔離する。

構造

中心

薄板にされた鋼鉄中心

力の使用のための変圧器にか可聴周波頻度に普通最高から成っている中心がある 透磁率 ケイ素の鋼鉄.[30] 鋼鉄に何回も透磁率がある 自由空間、中心はこうして磁化の流れを非常に減らすのに役立ち密接に巻上げをつなぐ道に変化を制限し。[31] 早い変圧器の開発者はすぐに固体鉄から組み立てられた中心が禁則の渦電流の損失で起因した、設計は絶縁された鉄ワイヤーの束から成っている中心のこの効果を軽減したことを意識し。[32] より遅い設計は薄い鋼鉄ラミネーション、使用中に残った主義の層の積み重ねによって中心を組み立てた。 各ラミネーションは絶縁材の薄い非電導層隣人から絶縁される。[23] 普遍的な変圧器の同等化 中心のための最低の横断面区域を飽和を避けるために示す。

ラミネーションの効果は少し変化を、非常に楕円道へ渦電流を制限することであり囲む従って大きさを減らしなさい。 より薄いラミネーションは損失を減らす、[30] しかしより困難、組み立てること高いがありなさい。[33] 薄いラミネーションはある種の10までのkHzを作動させることできる非常に薄い鋼鉄ラミネーションが付いている高周波変圧器で一般に、使用される。

薄板にされた中心の1つの共通の設計は入れ込まれた積み重ねからのなされる E定形 とおおわれる鋼板 私定形 「E-I変圧器」のの名前をもたらす部分。[33] そのような設計はより多くの損失を表わしがちであるが製造してが非常に経済的である。 切中心かC中心のタイプは鋼鉄ストリップを長方形の形態のまわりの一緒に巻き、層を結ぶことによってなされる。 それはそれから2切られ、2つのCの形および鋼鉄革紐とともに2つのCの半分を不良部分によって組み立てられる中心を形作る。[33] それらは変化が不本意を減らす金属の穀物に方向づけられた平行常にであること利点を有する。

鋼鉄中心 remanence 力が取除かれる時それが静的なmagnetic fieldを保つことを意味する。 力がそれから再適用される場合、残り分野により最高を引き起こす 侵入の流れ 残留磁気の磁気の効果まで応用交流の少数の周期の後で、通常減らされる。[34] 過電流保護 装置のような ヒューズ この無害な侵入が渡るように選ばれなければならない。 長くに、頭上式力の送電線接続される、変圧器引き起こされた流れのための 地磁気妨害 の間 太陽嵐 中心の飽和および変圧器の防御装置の操作をもたらすことができる。[35]

配分の変圧器は低損失の高透磁率となされる中心の使用によって低い正価格販売損失を達成できる ケイ素の鋼鉄 または 無定形の(非結晶)金属の合金. 中心材料のより高いイニシャルコストは軽い負荷のより低い損失によって変圧器の生命にわたって相殺される。[36]

固体中心

粉にされる 鉄 中心は主要な頻度の上でそしてキロヘルツの少数の10まで作動する回路で使用される(スイッチモード電源のような)。 これらの材料は高い磁気を結合する 透磁率 高いバルク電気を使って 抵抗. を越えて伸びる頻度のため VHFバンド、非導電磁気からなされる中心 陶磁器 材料は呼んだ 亜鉄酸塩 共通がありなさい。[33] ある無線周波数の変圧器にまたカップリング係数の調節を可能にする移動可能な中心がある(時々「スラグ」と呼ばれる) ( 帯域幅)調整された無線周波数の巡回する。

円環形状の中心

円環形状の変圧器は、動作周波数によってケイ素の長いストリップから、なされるring-shaped中心のまわりで造られる、 鋼鉄 または パーマロイ コイルへの傷、粉にされた鉄、または 亜鉄酸塩.[37] ストリップの構造はそれを保障する 粒界 最上に一直線に並べられ中心の減少によって、変圧器の効率を改善する 不本意. 閉鎖したリング形はE-Iの中心の構造で固有空隙を除去する。[38] リングの横断面は通常正方形または長方形であるが、円の横断面のより高い中心はまた利用できる。 第一次および二次コイルは頻繁に中心の全体の表面をカバーするために集中的に傷ついている。 これは必要とされるワイヤーの長さを最小にしまた発生からの中心のmagnetic fieldを最小にするためにスクリーニングを提供する 電磁妨害雑音.

円環形状の変圧器は同じようなパワーレベルのためのより安い薄板にされたE-Iのタイプより有効である。 E-Iのタイプと比較される他の利点はより小さいサイズ(約半分)、より低い重量(約半分)、より少ない機械ハム雑音(それらをオーディオ・アンプで優秀にさせる)、より低い外部のmagnetic field (約10分の1)を、低くオフロードする損失(それらをスタンバイ回路でより有効にさせる)、形の単一ボルト土台およびより大きい選択を含んでいる。 主要な不利な点はより高い費用および限られた評価である。

キロヘルツへのメガヘルツの少数の10間のより高い頻度で亜鉄酸塩の円環形状の中心が、普通、損失、物理的なサイズおよび重量をの減らすのに使用されている スイッチモード電源. 円環形状の変圧器の構造の欠点は巻上げのより高い費用である。 結果として、円環形状の変圧器は少数のKVAの評価の上で珍しい。 小さい配分の変圧器はそれを裂き、開くために強制し、によって円環形状の中心の利点のいくつかを達成することができそれからボビンの含んでいることを第一次そして二次巻上げ挿入する。

空気中心

物理的な中心は絶対必要物ではないし、作用の変圧器は近似性に巻上げを互いに置くことによって「空気中心」の変圧器と名づけられる整理単に作り出すことができる。 磁気回路である本質的にlossless、から成り立つ従って空気中心の変圧器は損失をのために除去し空気 ヒステリシス 中心材料。[8] 漏出インダクタンスは、非常に悪い規則に終って、当然高く従ってそのような設計は電力配分の使用のために不適当である。[8] それらはしかし非常に高く持っている 帯域幅、頻繁に無線周波数の適用で雇われ、[39] 満足なカップリング係数が注意深く第一次および二次巻上げをか重複することによって維持されるかどれをのため。

巻上げ

行なう材料 巻上げのために使用されて適用に依存する、流れがあらゆる回転中移動することを保障するためにしかしいずれの場合も個々の回転は互いから電気で絶縁されなければならない。[11] 流れが低く、隣接した回転間の電位差が小さい小さい力および信号の変圧器のために、コイルは頻繁にから傷ついている エナメルを塗られた磁石ワイヤー、Formvarワイヤーのような。 高い電圧で作動する大きい国の変圧器はoil-impregnatedペーパーそしてブロックでの絶縁される銅の長方形のストリップのコンダクターによって傷ついているかもしれない プレスボード.[40]

何百ものキロヘルツに10で作動する高周波変圧器に頻繁に編みこみから成っている巻上げがある litzワイヤー 皮効果を最小にするため 近さ効果 損失。[11] 大きい国の変圧器の使用はローパワー頻度に流れの均一でない配分がhigh-current巻上げに他ではあるので、コンダクターをまた多数座礁させた。[40] 各繊維はそれぞれ絶縁され、巻上げの、または全巻上げ中のある特定のポイントで、各部分が完全なコンダクターの異なった相対的な位置を占めるように繊維は整理される。 交差はコンダクターの各繊維で現在に流れることを同等にし、巻上げの渦電流の損失自体を減らす。 座礁させたコンダクターはまた製造を助ける同じようなサイズの固体コンダクターより適用範囲が広い。[40]

信号の変圧器のために、巻上げは漏出インダクタンスおよび外部高周波応答を改善するためにキャパシタンスを最小にする方法で整理されるかもしれない。 これはセクションにによって分割することおよび他の巻上げのセクションの間に層に置かれるそれらのセクション各コイルをすることができる。 これは積み重ねられたタイプか入れ込まれた巻上げとして知られている。

電源変圧器の第一次および二次巻上げに呼ばれる外部接続があるかもしれない 蛇口、電圧比率の選択を許可する巻上げの中間ポイントに。 蛇口は自動負荷に接続されるかもしれない タップ切換器 配分回路の電圧調整のため。 公用住所の拡声器に音声の配分に使用する可聴周波数の変圧器は各スピーカーにインピーダンスの調節を許可する蛇口を備えている。 A center-tapped変圧器 可聴周波力の出力段階で頻繁に使用されるがある アンプ a プッシュプル回路. 調節変圧器 AM 送信機は非常に類似している。

ある特定の変圧器にエポキシ樹脂によって保護される巻上げがある。 によって 浸透 aの下のエポキシが付いている変圧器 真空、従って1つはエポキシと巻上げ内のエアスペースを取り替えることができコロナの可能な形成および土または水の吸収を防ぐのを巻上げを密封し助ける。 これは増加された製造原価でか汚れた環境を、弱まるためにより適する変圧器作り出す。[41]

冷却剤

高温の延長操作は変圧器の絶縁材に特に有害である。[42] 小さい信号の変圧器は重要な熱を発生させないし、彼等のに与えられる少し考察を必要としない 熱管理. 少数のKVAまで評価される電源変圧器は自然によって十分に冷却することができる 伝達性 、時々ファンによって助けられる空気冷却。[43] 強力な変圧器、内部からの熱を運ぶように注意深い設計が要求するより大きく物理的なサイズを冷却するための特定の準備はなされなければならない。 ある電源変圧器は専門にされるで浸る 変圧器オイル その両方ともそれにより絶縁材の寿命を拡張する冷却媒体として、機能し減るのを助ける コロナ放電.[44] オイルは非常に精製されるである 鉱油 内部ようにその高温で安定している残る アーク 故障か火をもたらさない; 屋内で使用されるべき変圧器はnon-flammable液体を使用しなければならない。[2]

oil-filledタンクに頻繁にオイルが自然な対流によって循環するラジエーターがある; 大きい変圧器は電気ポンプによって外的なファンによって助けられるか、またはwater-cooledオイルの強制循環を用いる 熱交換器.[44] Oil-filled変圧器は延長された変圧器が完全にがないことを保障するために乾式法を経る 水蒸気 冷却オイルの前に導入される。 これは負荷の下で電気故障を防ぐのを助ける。 Oil-filled変圧器はが装備されているかもしれない Buchholzのリレー、内部アークの間に展開するガスを検出し突発故障を避けるために急速にエネルギーを減らしなさい変圧器を。[34]

ポリ塩化ビフェニール 一度冷却剤として使用を支持した特性を、しかしかかわる毒性に持ちなさい 環境の持続 使用の広まった禁止に導かれる。[45] 今日、無毒、安定した シリコーン-基づいたオイル、または fluorinated炭化水素 耐火性の液体の費用が変圧器の地下のための付加的な建築費を相殺するところに使用されるかもしれない。[42][2] 1977年の前に、ミネラルオイルでだけ名目上一般にまた満ちていた均一な変圧器は10-20で汚染物としてポリ塩化ビフェニールを含んでいた PPM.[46]

ある「乾燥した」変圧器は加圧タンクで囲まれ、冷却される 窒素 または 硫黄の六弗化物 ガス。[42] ガスが漏らないし、絶縁の機能が悪化することを保障するためには、変圧器の包装は完全に密封される。 2 MVAの範囲の実験電源変圧器はと造られた superconducting 巻上げ銅の損失を除去する、ない中心の鋼鉄損失。 これらは冷却される 液体窒素 または ヘリウム.[47]

ターミナル

非常に小さい変圧器は直接コイルの端に接続され、回路の関係のための単位の基盤に引き出されたリード線を備えている。 より大きい変圧器に絶縁される重いボルトで固定されたターミナル、母線または高圧があるかもしれない ブッシュ ポリマーか磁器の作られる。 大きいブッシュはの注意深い制御を提供しなければならないので複雑な構造である場合もある 電界勾配 変圧器の漏出オイルの許可なし。[48]

歴史

変圧器の主義は1831年に示された Michael Faraday、原則だけをの示すのに彼がそれを使用したが 電磁誘導 そして実用的な使用を予知しなかった。 最初の広く利用された変圧器はだった インダクション・コイル、アイルランドの牧師によって発明されて ニコラスCallan 1836年に。[49] 彼は多くが変圧器の巻上げを持っている回す主義を理解する第1の1才だった、より大きいEMFを作り出す。 インダクション・コイルは電池からより高い電圧を得るための科学者の努力から展開した。 それらは動力を与えられた AC、しかし DC 電池から振動の「ブレーカ」のメカニズムによって中断した。 1830sと1870年代のよりよいインダクション・コイルを、大抵試行錯誤で造る努力の間でゆっくり変圧器操作の基本原則を明らかにした。 有効な設計は1880年代まで現われない、[50] しかし十年よりより少しの中では、変圧器はだったの間に器械「流れの戦争「見ることで 交流 システムは彼等のに打ち勝つ 直流 同等、それらが支配的に残った位置。[50]

ロシアエンジニア Pavel Yablochkov 1876で一組にの基づいて照明装置を発明した インダクション・コイル、第一次巻上げが交流および二次巻上げの源に接続されたところで接続できる複数に 「電気蝋燭」. パテントは電力の単一のもとからの異なった光度を複数の照明器具にシステムを別の供給に」与えることができる「要求した。 明らかに、変圧器として作動するこのシステムのインダクション・コイル。

Lucien Gaulard そして最初に開いた鉄心の装置を表わしたジョンディクソンGibbsの1882年にロンドンの「二次発電機」を呼び、次にアメリカの会社に考えを販売した Westinghouse.[32] それらはまた電気照明装置のために採用されたところで、1884年にトゥーリンの発明を表わした。

ハンガリー語 エンジニア Zipernowsky, Bláthy そして Déri から Ganzの会社 1885で有効な「ZBD」の閉鎖中心モデル作成されたブダペストでGaulardおよびGibbsによって設計に基づいていた。[51] 特許出願は単語「変圧器」の最初の使用をした。[32] ロシアエンジニア Mikhail Dolivo-Dobrovolsky 第1開発した 三相 1889年に変圧器。 1891年に Nikola Tesla 発明した Teslaコイル、非常に発生のための空気芯を取られた、二重調整された共鳴変圧器 高い電圧 高周波。 可聴周波頻度 変圧器(その時に呼ばれる 中継コイル)の開発で最も早い実験者によって使用された 電話.

新技術がある電子工学の適用の変圧器を時代遅れにする間、変圧器はまだ多くの電子デバイスにある。 変圧器は高圧のために必要である 力伝達、長距離伝達を経済的に実用的にする。

また見なさい

ノート

  1. ^ a b c Flanagan、ウィリアムM。 (1993-01-01)。 変圧器の設計および塗布の手引. McGraw丘の専門家、荒れ。 1、p。 1–2. ISBN 0070212910. 
  2. ^ a b c ENERGIE (1999年)。 "エネルギー効率が良い電気の配分の変圧器の使用によるEUの省エネのための規模「(PDF)。
  3. ^ Heathcote。 J及びPの変圧器の本、p。 1. 
  4. ^ a b Nailen、リチャード(2005年5月)、「私達が変圧器になぜかかわっていなければならないか”, 電気器具、 <http://findarticles.com/p/articles/mi_qa3726/is_200505/ai_n13636839/pg_1> 
  5. ^ a b 巻取り機。 電源変圧器の主義および塗布、PP。 20–21. 
  6. ^ a b c d 、M.言いなさい。 G. (1984年2月)。 交流機械、第5版. Halstedの出版物。 ISBN 0470274514. 
  7. ^ Heathcote、マーティン(1998-11-03)。 J及びPの変圧器の本、第12版. Newnes、PP。 2–3. ISBN 0750611588. 
  8. ^ a b c d e Calvert、ジェームス(2001年)。 中の変圧器. デンバーの大学。 取り出される 2007-05-19.
  9. ^ a b McLaren、P。 G. (1984-01-01)。 基本的な電力および機械、PP。 68–74. ISBN 0132576015. 
  10. ^ 、M.言いなさい。 G. (1984年2月)。 交流機械、第5版. Halstedの出版物、p。 485. ISBN 0470274514. 
  11. ^ a b c ディクソン、Lloyd、 「磁気学設計手引」 
  12. ^ a b Billings、Keith (1999年)。 Switchmodeの電源の手引. McGraw丘。 ISBN 0070067198. 
  13. ^ 400のHzの電気システム. Aerospaceweb.org. 取り出される 2007-05-21.
  14. ^ Kubo、T.; Sachs、H。 及びNadel、S。 (2001), 新しい電気器具および装置の効率の標準のための機会、エネルギー効率が良い経済のためのアメリカ議会、PP。 39、 <http://www.aceee.org/pubs/a016full.pdf> 
  15. ^ Riemersma、H.、 等。 (1981), “電源変圧器へのSuperconductingの技術の適用”, 権力機構およびシステムのIEEEトランザクション PAS-100 (7)、 <http://md1.csa.com/partners/viewrecord.php?requester=gs&collection=TRD&recid=0043264EA&q=superconducting+transformer&uid=790516502&setcookie=yes> 
  16. ^ Calwell C。 及びReeder T.、(2002年) 電源: 省エネのための隠された機会 NRDC
  17. ^ a b c Heathcote、マーティン(1998-11-03)。 J及びPの変圧器の本、第12版. Newnes、PP。 41–42. ISBN 0750611588. 
  18. ^ Pansini、アンソニーJ。 電気変圧器および力装置. Fairmontの出版物、p。 23. ISBN 0881733113. 
  19. ^ a b c Daniels、A。 R. 電気機械への紹介、PP。 47–49. 
  20. ^ a b 、M.言いなさい。 G. (1984年2月)。 交流機械、第5版. Halstedの出版物、PP。 142–143. ISBN 0470274514. 
  21. ^ Pansini。 電気変圧器および力装置、pp89-91。 
  22. ^ Bakshi、M。 V。 そしてBakshi、U。 A. 電気機械- I、p。 330. ISBN 8184310099. 
  23. ^ a b Kulkarni、S。 V。 そしてKhaparde、S。 A. (2004-05-24)。 変圧器工学: 設計および練習. CRC、PP。 36–37. ISBN 0824756533. 
  24. ^ 、M.言いなさい。 G. (1984年2月)。 交流機械、第5版. Halstedの出版物、p。 166. ISBN 0470274514. 
  25. ^ Hindmarsh。 電気機械および適用、p173。 
  26. ^ Abdel-Salam、M。 等。. 高圧工学: 理論および練習、PP。 523-524}。 ISBN 0824741528. 
  27. ^ Carr、ヨセフ。 RFの回路設計の秘密、PP。 193-195}。 ISBN 0071370676. 
  28. ^ 策略、A。 そしてPaterson、W。 電力システム、容積1、PP。 330–331. ISBN 008021729X. 
  29. ^ 電気技師の施設. パワー系統の保護、PP。 38–39. ISBN 0852968345. 
  30. ^ a b Hindmarsh、ジョン。 電気機械および適用. Pergamon、PP。 29–31. ISBN 0080305733. 
  31. ^ Gottlieb、Irving。 実用的な変圧器の手引. Newnes、p。 4. ISBN 075063992X. 
  32. ^ a b c アラン、「電源変圧器-第2世紀」、 力工学ジャーナル 
  33. ^ a b c d McLymanのWm大佐。 T. 変圧器および誘導器は手引を設計する. CRCの荒れ。 3、PP。 9–14. ISBN 0824753933. 
  34. ^ a b Harlow、ジェームスH。 電力の変圧器工学. テイラー及びFrancisの荒れ。 2、PP。 20–21. 
  35. ^ Boteler、D。 H.; Pirjola、R。 J. 及びNevanlinna、H。 (1998年)、「地球の表面の電気システムの地磁気妨害の効果”, スペース研究の前進 22: 17–27、DOI 10.1016/S0273-1177 (97) 01096-X 
  36. ^ 長谷川、Ryusuke (2000-06-02)。 「無定形の柔らかい磁気合金の現在状態」の。 磁気および磁気材料のジャーナル 215-216: 240–245. doi:10.1016/S0304-8853 (00) 00126-8. 
  37. ^ McLyman。 変圧器および誘導器は手引を設計する、荒れ。 3 p1。 
  38. ^ 、M.言いなさい。 G. (1984年2月)。 交流機械、第5版. Halstedの出版物、p。 485. ISBN 0470274514. 
  39. ^ リー、Reuben。 空気中心の変圧器. 電子変圧器および回路. 取り出される 2007-05-22.
  40. ^ a b c 中央電気発生板(1982年)。 現代発電所の練習. Pergamon出版物。 
  41. ^ Heathcote、マーティン(1998-11-03)。 J及びPの変圧器の本. Newnes、PP。 720-723. ISBN 0750611588. 
  42. ^ a b c Kulkarni、S。 V。 そしてKhaparde、S。 A. (2004-05-24)。 変圧器工学: 設計および練習. CRC、PP。 2–3. ISBN 0824756533. 
  43. ^ Pansini、アンソニーJ。 電気変圧器および力装置. Fairmontの出版物、p。 32. ISBN 0881733113. 
  44. ^ a b Willis、H。 リー(2004年)。 電力配分の計画の参考書. CRCは、p.押す。 403. ISBN 0824748751. 
  45. ^ ポリ塩化ビフェニールのためのASTDR ToxFAQs, 2001、 <http://www.atsdr.cdc.gov/tfacts17.html>. 取り出される 2007-06-10 
  46. ^ マクドナルド、C。 J. そしてTourangeau、R。 E. (1986). PCBs: ポリ塩化ビフェニールに関する質疑応答ガイド. カナダの政府: 環境のカナダ部、p。 9. ISBN 066214595X. 取り出される 2007-11-07. 
  47. ^ Pansini、アンソニーJ。 電気変圧器および力装置. Fairmontの出版物、PP。 66–67. ISBN 0881733113. 
  48. ^ ライアン、ヒューM。 高圧工学およびテスト. 施設の電気技師、PP。 416–417. ISBN 0852967756. 
  49. ^ Fleming、ジョンAmbrose (1896年)。 理論および練習、Vol.2の交流の変圧器. Co.を出版している電気技師。  p.16-18
  50. ^ a b Coltman、J。 W. (1988年1月)、「変圧器」、 科学的なアメリカ人: PP. 86–95, OSTI:6851152 
  51. ^ {{網を引用しなさい Zipernowsky, Bláthy そして Déri 変圧器の数学の方式を発見した: Vs/Vp = Ns/Np ウィリアムStanley、WestinghouseのためのエンジニアはWestinghouseがGaulardおよびGibbsのパテントを買ったジョージの後の1885年に、最初の商業装置を造った。 中心は連結のE定形鉄の版からなされた。 この設計は1886年の。ref /refで最初に<商業的に><使用された> | 最後=国際電気標準会議 | authorlink =国際電気標準会議 | タイトル=オットーBlathy、Miksa Déri、Károly Zipernowsky | 仕事= IECの歴史 | URL = http://www.iec.ch/cgi-bin/tl_to_htm.pl?section=technology&item=144 | accessdate = 2007-05-17}}

参照

  • 中央電気発生板 (1982). 現代発電所の練習. Pergamon。 ISBN 0-08-016436-6. 
  • Daniels、A.R。 (1985). 電気機械への紹介. マクミラン。 ISBN 0-333-19627-9. 
  • Flanagan、ウィリアム(1993年)。 変圧器の設計および塗布の手引. McGraw丘。 ISBN 0-0702-1291-0. 
  • Gottlieb、Irving (1998年)。 実用的な変圧器の手引. Elsevier。 ISBN 0-7506-3992-X. 
  • Hammond、ジョンWinthrop。 人およびボルトのGeneral Electricの物語、1941年J.B.Lippincottによって出版されて。 参照: 設計、早いタイプ- 106-107; 設計、 ウィリアムStanley、最初に造られる- 178; oil-immersed、- 238の使用を始めた。
  • Harlow、ジェームス(2004年)。 電力の変圧器工学. CRCの出版物。 ISBN 0-8493-1704-5. 
  • Heathcote、マーティン(1998年)。 J及びPの変圧器の本、第12版. Newnes。 ISBN 0-7506-1158-8. 
  • Hindmarsh、ジョン(1977年)。 電気機械および適用の第4版. Exeter: Pergammon。 ISBN 0-08-030573-3. 
  • Kulkarni、S.V。 及びKhaparde、S.A. (2004). 変圧器工学: 設計および練習. CRCの出版物。 ISBN 0-8247-5653-3. 
  • McLaren、ピーター(1984年)。 基本的な電力および機械. Ellis Horwood。 ISBN 0-4702-0057-X. 
  • McLymanのウィリアム(2004年)大佐。 変圧器および誘導器は手引を設計する. CRC. ISBN 0-8247-5393-3. 
  • Pansini、アンソニー(1999年)。 電気変圧器および力装置. CRCは、p23押す。 ISBN 0-8817-3311-3. 
  • ライアン、H.M。 (2004). 高圧工学およびテスト. CRCの出版物。 ISBN 0-8529-6775-6. 
  • 、M.G.言いなさい。 (1983). 交流機械、第5版. ロンドン: 連接捧。 ISBN 0-273-01969-4. 
  • 巻取り機、ジョン(2002年)。 電源変圧器の主義および塗布. CRC. ISBN 0-8247-0766-4. 
  • Gururaj、B.I。 (1963年6月)。 "3-Phase変圧器の巻上げの自由振動数". 権力機構およびシステムのIEEEトランザクション 82 (66): 318–329. doi:10.1109/TPAS.1963.291359. ISSN 0018-9510. 

外部リンク

Wikimediaの公有地にと関連している媒体がある:
エネルギー入口
電子工学の入口
Wikibooks [[wikibooks: |]]この主題についての詳細を持っている:
The original article is from Wikipedia. To view the original article please click here.
Creative Commons Licence

 
Custom Search