変圧器のちょっとした豆知識！

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こんにちは、私は工業制御のお手伝い役です。毎日、工業制御に関するちょっとした知識をお届けします。前回は質量流量計の動作原理について説明しましたが、今日は変圧器について簡単にご紹介しましょう。送配電の運用において、変圧器は欠かせない存在です。変圧器の基本的な知識を身につけておくことも非常に重要です。一緒に見ていきましょう。 1、変圧器とは何ですか？交流回路において、電圧を上昇させたり低下させたりする装置を変圧器と呼びます。変圧器は、任意の値の電圧を同じ周波数の、私たちが必要とする電圧値に変換することで、電力の送配電や利用のニーズを満たします。例えば、発電所で発電された電力は電圧レベルが低いため、遠く離れた需要地に送るには電圧を上げなければならない。そして需要地では、適切な電圧レベルに下げて動力機器や日常的な電化製品に供給する必要がある。 2、変圧器はどのようにして電圧を変換するのか？変圧器は電磁誘導によって作られています。それは、シリコン鋼板（または矽鋼片）を重ねて作った鉄心と、その鉄心に巻かれた2組のコイルで構成されており、鉄心とコイルは互いに絶縁されており、電気的な接続は一切ない。変圧器と電源側が接続されているコイルを一次コイル（または原辺とも呼ぶ）といい、変圧器と電気機器が接続されているコイルを二次コイル（または副辺とも呼ぶ）という。変圧器の一次コイルを交流電源に接続すると、鉄心内に変化する磁力線が発生します。二次コイルが同一の鉄心に巻かれているため、磁力線が二次コイルを切り裂き、二次コイルには必然的に誘導起電力が発生し、コイルの両端に電圧が生じる。磁力線が交流であるため、二次コイルの電圧も交流となる。また、周波数は電源の周波数と完全に同じです。理論により、変圧器の一次コイルと二次コイルの電圧比は、一次コイルと二次コイルの巻き数の比率に関連しており、次の式で表される：一次コイル電圧／二次コイル電圧＝一次コイル巻き数／二次コイル巻き数。これは、巻き数が多いほど電圧も高くなることを示している。したがって、二次コイルの方が一次コイルより少ないことから、これは降圧トランスであることがわかる。逆に、昇圧変圧器です。 3、変圧器の設計にはどのような種類がありますか？相数によっては、単相変圧器と三相変圧器があります。用途によっては、電力用変圧器、専用電源変圧器、調圧変圧器、計測用変圧器（電圧変成器、電流変成器）、小型電源変圧器（低出力機器用）、安全変圧器があります。構造によっては、コア型とケース型の2種類があります。コイルには二重巻線と多重巻線、および自動変圧器がある。冷却方式によっては、油浸式と空冷式があります。 4、変圧器の部品はどのようなもので構成されていますか？変圧器の部品は主に鉄心とコイルで構成され、その他にオイルタンク、オイルパッド、絶縁カバー、分接切替スイッチなどがある。 5、変圧器油にはどんな役割があるのですか？(1)絶縁作用、(2)放熱作用、(3)アーク消去作用 6、自動変圧器とは何か？自動変圧器にはコイルが1組のみで、二次コイルは一次コイルからタップを取って作られている。その電力伝達には電磁誘導によるもののほか、直接電流が送られる方式もある。この種の変圧器は、一般的な変圧器に比べてシリコン鋼板と銅線の量が少なく、電圧調整に用いられることが多い。 7、調圧器はどのようにして圧力を調整するのか？調圧器の構造は自動変圧器と同じで、鉄心を環状コイルにしてそれを環状の鉄心に巻き付けるだけである。二次コイルのタップには、滑動可能なブラシ接点が用いられ、この接点がコイル表面を環状に滑動することで、電圧をスムーズに調整する効果が得られる。 8、変圧器の一次コイルと二次コイルの電流の関係はどのようなものですか？変圧器が負荷を接続して動作しているとき、二次コイルの電流の変化によって、一次コイルの電流もそれに応じて変化する。磁束ポテンシャルの平衡原理に基づいて導き出されると、一次コイルと二次コイルの電流はコイルの巻き数に反比例し、巻き数が多い方の電流は小さく、巻き数が少ない方の電流は大きくなる。次の式で表すことができる：一次コイル電流／二次コイル電流＝二次コイルの巻き数／一次コイルの巻き数。 9、変圧器の電圧変化率とは何ですか？調圧器の電圧変化率は、変圧器の主要な性能指標の一つです。変圧器が負荷に電力を供給すると、変圧器の負荷側の電圧は必然的に低下する。この低下した電圧値を定格電圧値と比較し、その割合を百分率で表したものが電圧変動率であり、次の式で表すことができる；電圧変化率＝［(二次側定格電圧－負荷側電圧)/二次側定格電圧］×100%。通常の電力変圧器は、定格負荷を接続した場合、電圧変動率は4～6％です。 10、変圧器が定格電圧を出力し続けるためにはどうすればよいか？電圧が高すぎたり低すぎたりすると、変圧器の正常な動作や使用寿命に影響を与えるため、必ず電圧を調整する必要があります。調圧の方法は、一次コイルからいくつかのタップを引き出し、タップスイッチに接続するもので、タップスイッチは回転する接点によってコイルの巻数を変える。タップスイッチの位置を調整するだけで、必要な定格電圧値を得ることができます。注意すべきは、調圧は通常、変圧器に接続されている負荷を切断した後に行うべきであるということです。 11、通常使われる小型変圧器とはどのようなものですか？どのような場面で使われますか？小型変圧器とは、容量が1キロボルトアンペア未満の単相変圧器で、主に電気機器の制御用電源変圧器、電子機器の電源変圧器、および安全照明用の電源変圧器として使用されます。 さて、今日の内容はここまでです。何か知りたいことや話したいことがあれば、いつでもメッセージを残してください。定期的に更新していきますので、フォローお待ちしています。