変圧器の損失は何ですか?

変圧器一次コイルと二次コイルの磁束は同じである。しかし、実際には、磁場の伝達は損失を伴い、大きく次の状況に分けることができます。

1.渦電流損失

2.ヒステリシス損失

3.磁気漏れ損失

1. エディ電流損失

ファラデーは、変化する磁場が発電できると述べ、レンツは、この種の電気はバックEMFと呼ばれる磁場の変化を妨げると言いました。

変圧器の磁気コアは変化する磁場にあり、その上に電気も発生し、多くの小さな渦流を示します。この現象は渦電流効果(渦電流)と呼ばれています。

図1-渦電流現象(渦電流)

渦電流は、いくつかの状況で有用である、例えば、家電誘導調理器は、食品を加熱する渦電流の原理に基づいている。しかし、それは変圧器の損失を引き起こすでしょう。

渦の現在の問題を解決するために、2つのアイデアがあります。

大きな磁気コアを、積層、粉末などの多数の小さな磁気コアに分解します。

フェライトセラミックス、シリコンスチール、その他の材料などの高抵抗性材料を使用してください。

1. ラミネート

トランスの「口」型または「」タイプのタイプの基幹は、単一の円筒ではなく、多くの磁気チップの層で構成されています。磁気チップと磁気チップの間に絶縁があり、渦電流は非常に狭い領域でのみ生成されます(領域は磁場に垂直です)。渦電流の大きさは面積に比例するため、渦電流を大幅に低減できる。そして、磁気チップが薄いほど効果が良くなります。

図2-トランスフォーマーコアモノマー(左)対積層(右)、Bは磁場を表し、赤は渦電流を表す

図 3-変圧器の積層コア(""/"E+I"フォント)

2. フェライト

フェライトは、酸化鉄を主成分としているセラミック材料です。ほとんどのフェライトは、永久磁石(ハードフェライト)と変圧器(ソフトフェライト)コアを作るために使用される磁性材料です。フェライト自体の高い抵抗率は渦電流の現象を低減することができます。

2. ヒステリシス損失

いわゆるヒステリシスとは、物質の磁化が「その時」の外部磁場だけでなく、「前」の磁化の結果にも依存することを意味します。つまり、一度磁化すると、磁気は残ります。減磁するには、逆方向に磁場を印加する必要があります。

B-Hカーブから手がかりを見ることができます:

シンボルBは磁束密度(磁束密度)を指し、中国では磁性誘導強度としても変換されます。前者の方が正確だと思います。

シンボルHは磁界強度(磁化力)を指し、これは単位長さ当たりの磁力(上記)であり、コイルを通過する電流に比例していると理解できる。

図 5-B-H カーブ

進化プロセスは次のとおりです。

座標軸の原点(a)は、材料が磁化していないことを示し、次に正の電流がコイルに入力され(H軸は正)、材料は磁性を示し、磁束は正(赤い点線)です。

電流がある程度増加すると、磁束はゆっくりと増加し、磁気飽和状態(b)に入ります。

電流が止まった場合でも、物質は磁性(c)を示すことができます。

逆電流(d)を適用した場合のみ、磁性は消滅します。

変圧器では、磁気コアは交流によって繰り返し磁化されます。磁気コアの磁気ヒステリシスが可能な限り小さいことを願って、そうでなければヒステリシスを克服する上でより多くのエネルギーが無駄になります。

三漏れ磁束

磁気コアは、磁性透過性が高いが、磁性コアに沿って伝播しない磁束が常にあり、外部に漏れ、磁気漏れと呼ばれる。

図 7-漏れ流れ

磁気漏れは、一次コイルと二次コイルの間の磁気結合エネルギー伝達には関与しません。彼らはインダクタのようなもので、回路内で直列に接続されています。インダクタンスはインピーダンスとして機能し、電圧降下を生じるので、変圧器の実際の電圧は小さくなります:

図8-トランス変換等価回路(インダクタの簡易シリーズ)

要約すると、変圧器の損失現象について説明した。二次コイルが開いている場合、小電流が一次コイルを通過します。この電流の一部は磁化電流(磁化電流)であり、もう一方の部分は損失(コア損失電流)によって引き起こされる電流です。2 つの合計は励起電流(励起電流)と呼ばれます。

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