コア媒体、巻線配置、潜在的な用途など、昇圧と降圧以外の変圧器の機能と潜在的な構成について学習します。
変圧器の種類と用途
1836年に最初の設計が発表されて以来、 変圧器 は電気工学の最も古い発展の1つです。電磁誘導の原理を利用して、回路間の物理的な接続を必要とせずに、一対の回路間の電圧を変換します。ただし、この原理の応用範囲は、電力を分配する際に見られる基本的な「昇圧」および「降圧」変圧器の範囲を超えています。
変圧器は、その機能に基づいて分類されます。最も基本的な用途では、変圧器は電圧レベルを変更するため、電圧を上げる (ステップアップ) か下げる (ステップダウン) かによって分類します。その他のカテゴリには、コア媒体、巻線配置、構成、および使用目的が含まれます。
変圧器コア: 鉄と空気
変圧器のコアには、鉄と空気という2つの主な媒体が使用されます。空芯変圧器では、巻線は非磁性媒体上に配置され、誘導結合は空気を介して発生します。これらの変圧器は相互インダクタンスに関しては効率が低いですが、ヒステリシスと渦電流損失を排除します。一方、鉄心は、薄い鉄板をクランプで固定したリング上に巻線を構築し、磁束結合を改善して効率を高めます。
変圧器の巻線配置
ほとんどの変圧器は一対の巻線で構成されています。ただし、オートトランスと呼ばれる特定の種類のトランスでは、片側でタップされた単一の巻線を使用して、昇圧または降圧のいずれかの機能を提供します。オートトランスフォーマーは、単一の巻線が磁気的にも電気的にも自動的に接続されるため、より高い効率を実現します。一方、高電圧入力と低電圧出力が直接接続されているため、オートトランスフォーマーは標準配電回路で使用するには安全ではないと考える人も多くいます。
トランスフォーマーの構成可能性
問題のシステムの位相に基づいて、変圧器はさまざまな構成を持つ場合があります。単相変圧器は、一般的な住宅設備に電力を供給することが多く、直列または並列構成になっています。
「三相電力システム」と「三相変圧器」の間には、重要な違いが1つあります。三相電力システムは、3つの単相変圧器を備えた三相回路で構成されますが、三相変圧器は3対の6つの巻線で構成されます。三相構成では構築に必要なリソースが大幅に少なくなるため、大量の三相電力を伝送する場合、より経済的な選択肢となります。
デルタ-ワイ変圧器は、三相システムの構成を指します。これらの変圧器は、三相電力と三相変圧器の両方に適用されます。デルタ接続では、回路は三角形状（ギリシャ文字のデルタのように）に接続されますが、Y接続では、導体は共通の中心点から放射状に広がります（ギリシャ文字のYのように）。
変圧器は何に使用されますか?変圧器の用途
変圧器の種類は機能によって次のように分類されます。
- たとえば、絶縁トランスは1:1の比率を使用し、電圧をまったく変更しません。代わりに、接地された導体を回路負荷から分離します。
- 計測トランスにより高電力システムの監視が可能になります。
- 計器用変圧器は、計器に全電力負荷を通さずに大電流を読み取ることができるようにするための、非常に精密な降圧変圧器です。
- もう一つの種類の高精度降圧変圧器は変圧器と呼ばれ、標準の電圧計で変圧器の高電圧側の電圧を読み取ることができます。
変圧器は、電圧への影響に基づいて昇圧用と降圧用の2つのカテゴリに分類できますが、実際の機能に応じてさらに分類することもできます。用途が何であれ、変圧器は現代のエネルギー配給システムにとって不可欠なものです。