さまざまな種類の変圧器とアプリケーション

 

コア関数

電圧変換：さまざまなグリッドシステムまたはデバイスの要件に合わせて電圧レベルを調整します。

電気分離：一次回路と二次回路間の断層伝播を防ぎ、安全性を高めます。

トランスミッション効率：高電圧伝送は、ライン電流とエネルギー損失を減らし、全体的な効率を改善します。

 

 電圧レベルによる分類

1。パワートランス

目的と機能による分類

 

1. パワートランス

意味：電力ネットワークで使用されて、上下に電圧をステップ（通常33kVを超える）。大容量と継続的な動作用に設計されています。

アプリケーション：発電所、変電所、伝統的な送電線、大規模な産業ゾーン。

利点：高効率（最大99％）は、高電流とパワー、長いサービス寿命をサポートしています。

短所：かさばる、高価で、複雑な冷却システム。

 

2. 配電変圧器

意味：エンドユーザーの場合は、中電圧（10〜35kV）を低電圧（400\/230V）に下げます。通常<2000kVA.

アプリケーション：住宅コミュニティ、オフィスビル、モール、学校、病院。

利点：費用対効果が高く、インストールと保守が簡単です。屋外またはポールに取り付けられた使用に適しています。

短所：フルロード効率が低い。光負荷下でのエネルギー損失。限られた電圧\/容量範囲。

 

3。自動トランスフォーマー

意味：巻線の一次および二次シェア部分。タップで調整された電圧。

アプリケーション：モーターの開始、電圧調整、パワーテストシステム。

利点：コンパクト、低コスト、高効率。

短所：隔離はありません。安全性の低下、障害のリスクが高くなります。

 

4. 楽器変圧器

電圧変圧器（VTS）

意味：測定\/保護のために電圧を縮小します。

アプリケーション：電圧メーター、保護リレー、エネルギー計量。

利点：高精度、高電圧システムからの電気分離。

短所：セカンダリは短絡してはなりません。費用に敏感。

 

現在の変圧器（CTS）

意味：安全な測定または保護のために電流を縮小します。

アプリケーション：現在のメーター、障害電流検出、保護システム。

利点：正確な測定、低電圧機器からの高電圧を分離します。

短所：セカンダリはオープンサーキットであってはなりません。残留磁性が生じやすい。

 

一般的な計器変圧器

意味：高電圧\/電流信号を安全で低レベルの信号に変換します。

アプリケーション：変電所、計量、リレー保護。

利点：安全な測定、高精度、標準化。

短所：インピーダンスと飽和に敏感。キャリブレーションと正しい接地が必要です。

 

5。分離変圧器

意味：プライマリとセカンダリーの完全な分離。多くの場合、1：1の比率。

アプリケーション：医療機器、データセンター、研究所、精密機器。

利点：安全性を高め、コモンモードの干渉を減らし、グランドループを排除します。

短所：通常、電圧は変更されません。比較的高いコスト。大きなフットプリント。

 

分類による容量

In IEC 60076-6, transformers can be classified by capacity into small, middle, and large transformers. Small mainly refers to transformers without additional radiators/coolers/pipes/corrugated oil tanks. Medium transformers refer to transformers with three-phase capacity ≤100 MVA or single-phase capacity ≤33.3 MVA. Large transformers refer to transformers with three-phase capacity >100 MVA or single-phase capacity >33.3 MVA。

 

冷却媒体による分類

冷却媒体によると、変圧器はオイル浸漬トランスとドライタイプの変圧器に分けることができます。次に、ドライタイプの変圧器を樹脂鋳造型変圧器と真空圧力変圧器に分割できます。真空圧力変圧器は通常、VPI変圧器と呼ばれます。

ドライタイプとオイル浸漬トランスの比較

 

特徴	ドライタイプの変圧器	オイル浸漬トランス
冷却媒体	空気またはその他のガス	トランスオイル
安全性	高く、火災と爆発のリスクはありません	低い、石油燃焼と爆発のリスクがあります
メンテナンス	シンプルで、冷却媒体を定期的に交換する必要はありません	定期的なオイルの交換とメンテナンスが必要です
環境保護	環境への汚染は高く、汚染はありません	低い、石油漏れや環境汚染のリスクがあります
アプリケーション領域	高層ビル、地下鉄、病院など	屋外変電所、工業団地など

 

 

フェーズごとの分類

 

コアマテリアルとデザインによる分類

 

1。コア素材による

 

鉄のコアトランス

意味：磁束を誘導するために、ラミネートされたシリコンスチールシートを磁気コアとして使用します。コアデザインには、しばしば、軽減されたジョイントまたは段階的なラミネーションが含まれています。シリコン鋼板の厚さは、動作周波数に反比例します（例えば、0。50 Hzで3 mm、400 Hzで0.1 mm）。

アプリケーション：送電（50\/60 Hzシステム）、ライン周波数電源、高出力、コストに敏感な電気システム用の大型モーターコントロールアイディア。

利点：高効率（95〜99％）、大規模な容量（GVAレベルまで）、低コスト。積層設計と最適化された磁気回路は、エネルギー変換効率を向上させます。

短所：ラミネートシートのためにかさばる。高頻度での大幅な損失（渦電流とヒステリシス）;振動と騒音が発生しやすい。損失の増加による高周波操作には適していません。

 

フェライトコアトランス

意味：高周波アプリケーションに適した磁気コアとしてフェライト（セラミック磁気材料）を利用します。 MN-Znフェライトは1 MHz未満で最適ですが、NI-ZNフェライトは1 MHzを超える周波数に適合しています。キュリー温度（80〜300度）が最大動作温度を決定します。

アプリケーション：電源の切り替え（電話充電器など）、高周波インバーター、RFサーキット、コンパクトで低底の高周波デバイスに適した電子バラスト。

利点：非常に低い高周波損失（1 MHzを超える）、コンパクトサイズ、強力な飽和度能力。特定の周波数帯域に合わせて調整された材料は、伝送効率が高いことを保証します。

短所：容量が限られている（<10 kW), magnetic permeability varies with temperature, fragile and prone to cracking; performance degrades in high-temperature environments.

 

エアコアトランス

意味：磁気フラックスを送信するために、空気または非磁性媒体に完全に依存する磁気コアが欠けています。 RFIDアプリケーションなどのマイクロ波周波数（GHz範囲）で有効で、多層またはハニカム巻線構造を使用して結合を改善します。

アプリケーション：RF通信（アンテナチューニング）、テスラコイル、高周波測定機器、高周波または高線形環境向けの超伝導機器の認知度。

利点：ヒステリシスまたは渦電流損失、磁気飽和なし、高い直線性。コアレスデザインは磁気損失を排除し、高周波数で安定した性能を提供します。

短所: Low efficiency due to poor magnetic coupling, large size, limited to high-frequency applications (>100 kHz）;低周波または高出力シナリオには適していません。

 

2。コアデザインによって

 

ソレノイドコアトランス

意味：巻線はコアの中心肢に巻き付けられています。コアの中央の四肢は、通常はe型またはUIタイプであり、磁束が閉じた磁気経路を通るコア型トランス構造で一般的に使用されます。

アプリケーション：流通トランス、電源変圧器、および一般的な産業\/電気機器。

利点：標準化された大量生産に適した成熟した製造プロセス。十分な断熱スペースにより、高電圧動作が可能になります。オイルまたは空冷システムに適しています。

短所：磁気回路が長くなると、漏れ流束が高くなり、振動と騒音がわずかに高くなります。比較的大きなフットプリント。

 

トロイダルコアトランス

意味：閉じたリングの磁気コアを使用して、巻線の周りに均一に巻かれ、完全に密閉された磁束パスが可能になります。

アプリケーション：ハイエンドオーディオ機器、医療機器、精密機器、ラボ機器、電源アダプター、コンパクト電源。

利点：非常に低い磁気漏れと電磁干渉。高効率、静かな操作。コンパクトで軽量で柔軟なインストール。

短所：複雑な巻線プロセス、より高い製造コスト。高電圧アプリケーションには適していません。維持または交換が困難です。

 

3。コア構造別

特別な変圧器

 

1。整流器トランス

意味：整流器ユニットに特定の電圧を供給します。マルチワインディングデザインは、高調波を減らします。

アプリケーション：アルミニウム製錬、DC伝送、牽引力、電気めっき。

利点：ハーモニクスをよく処理します。安定した出力;高出力整流に適しています。

短所：ハーモニクスによる高熱;高価な冷却システム。

 

2。炉トランス

意味：工業用炉には、低電圧（10〜100V）および高電流（最大数十KA）を供給します。

アプリケーション：鋼製造、金属製錬、熱処理。

利点：高く、調整可能な電流出力。頻繁な短絡をサポートします。

短所：より低い効率;高エネルギー消費;冷却が必要です。

 

3。トランスのテスト

意味：短期断熱テストのために、高電圧（最大数百kV）を生成します。

アプリケーション：ケーブルテスト、断熱テスト、工場の受け入れテスト。

利点：高い調整可能な出力。強力な短時間の過負荷容量。

短所：大きなサイズ;制限された動作時間;複雑なメンテナンス。

 

4。溶接変圧器

意味：アーク溶接に低電圧の高電流を提供します。磁気シャントまたは漏れリアクタンスを使用して、形状出力を使用します。

アプリケーション：手動アーク溶接、スポット溶接、および建設現場。

利点：頻繁なアークに適した安定した出力。高い安全性。

短所：低力率;複雑な制御;補償が必要です。

 

このセクションでは、変圧器の電圧レベル、目的と機能、フェーズ、コア材料、コア設計、コア構造、冷却媒体など、複数の寸法を通じて電気変圧器の分類の概要を説明します。これらのカテゴリの比較分析は、特定の運用上の需要と環境制約に基づいて最適な変圧器の選択を導くために提供されます。