変圧器の主なパラメータは何ですか？

変圧器の種類ごとに、それぞれに対応する技術要件があり、それらは対応する技術パラメータで表すことができます。例えば、電力変圧器の主な技術パラメータには、定格電力、定格電圧および電圧比、定格周波数、動作温度等級、温度上昇、電圧調整率、絶縁性能、耐湿性などがあります。一般的な低周波変圧器の主な技術パラメータは、変圧比、周波数特性、非線形歪み、磁気シールドおよび静電シールド、効率などです。

変圧器の主なパラメータには、電圧比、周波数特性、定格電力、効率などがある。

（1）電圧比

変圧器の電圧比 n と一次巻線および二次巻線の巻数と電圧の関係は、次のとおりです。n = V1/V2 = N1/N2。ここで、N1 は変圧器の一次巻線、N2 は二次巻線、V1 は一次巻線の両端の電圧、V2 は二次巻線の両端の電圧です。昇圧変圧器の電圧比 n は 1 未満、降圧変圧器の電圧比 n は 1 より大きく、絶縁変圧器の電圧比は 1 に等しくなります。

（2）定格電力P このパラメータは一般的に電力変圧器に使用されます。これは、電力変圧器が規定の動作周波数と電圧の下で、規定の温度を超えずに長時間動作できる場合の出力電力を指します。変圧器の定格電力は、鉄心断面積、エナメル線の直径などに関係します。変圧器は、鉄心断面積が大きく、エナメル線の直径が太く、出力電力が大きくなります。

（3）周波数特性とは、変圧器が一定の動作周波数範囲を持つことを指し、動作周波数範囲の異なる変圧器は互換性がありません。変圧器がその周波数範囲を超えて動作すると、温度が上昇したり、正常に動作しなくなったりします。

（4）効率とは、定格負荷時における変圧器の出力電力と入力電力の比率を指します。この値は変圧器の出力電力に比例し、つまり、変圧器の出力電力が大きいほど効率は高くなり、出力電力が小さいほど効率は低くなります。変圧器の効率は一般的に60%から100%の間です。

定格電力において、変圧器の出力電力と入力電力の比は変圧器効率と呼ばれ、すなわち、

η= 100%

どこη これは変圧器の効率です。P1は入力電力、P2は出力電力です。

変圧器の出力電力P2が入力電力P1と等しい場合、効率はη 100%の効率であれば、変圧器は損失を一切発生させません。しかし実際には、そのような変圧器は存在しません。変圧器が電気エネルギーを伝送する際には、必ず損失が発生します。主な損失は銅損と鉄損です。

銅損とは、変圧器のコイル抵抗によって生じる損失のことです。電流がコイル抵抗を通過する際に熱が発生し、電気エネルギーの一部が熱エネルギーに変換されて失われます。コイルは一般的に絶縁された銅線で巻かれているため、これを銅損と呼びます。

変圧器の鉄損には2つの側面があります。1つはヒステリシス損失です。交流電流が変圧器を通過すると、変圧器のケイ素鋼板を通過する磁力線の方向と大きさがそれに応じて変化し、ケイ素鋼板内部の分子が互いに擦れ合って熱エネルギーを放出し、電気エネルギーの一部が失われます。これをヒステリシス損失といいます。もう1つは渦電流損失です。変圧器が動作しているとき、鉄心を通過する磁力線があり、磁力線に垂直な平面上に誘導電流が発生します。この電流は閉じたループを形成し、渦状に循環するため、渦電流と呼ばれます。渦電流の存在により鉄心が発熱し、エネルギーが消費されます。これを渦電流損失といいます。

変圧器の効率は、変圧器の電力レベルと密接に関係しています。一般的に、電力が大きいほど損失と出力電力は小さくなり、効率は高くなります。逆に、電力が小さいほど効率は低くなります。