変流器と電力変圧器の違い


14

変流器では、一次電流がコアに磁場を発生させ、それが二次コイルに電流を生成します。いいよ

電源トランスが電流ではなく電圧を出力するのはなぜですか?それは同じ原理ではありませんか?

回答:


13

変圧器は、電流検出用であろと電力変換用であろと、変圧器です。すべての変圧器は同じ原理で動作します。

ただし、トランスを設計する際には、さまざまなパラメーターにかなりの自由度があります。これらの異なるトレードオフは、トランスに異なる特性を与えるため、さまざまなアプリケーションに適しています。

電流検出トランスは、一次インピーダンスが小さくなるように最適化されており、電流を測定するラインの電圧降下を最小限に抑えます。二次コイルは低抵抗に接続することも目的としています。これは、プライマリへの低インピーダンスを反映しています。トランスは主に短絡出力モードで動作します。トランスを通してほとんど電力が伝送されないことに注意してください。エネルギーは、プライマリによって磁場に配置されるとすぐに、セカンダリから磁場から取り出されます。その結果、一度に多くのエネルギーを保持する必要がないため、コアを小さくすることができます。

電源トランスには、1次から2次に電力を伝送するという別の目的があります。絶縁のためだけの場合もありますが、多くの場合、入力とは異なる出力で電圧と電流の組み合わせを取得することもあります。電力を得るには、電圧と電流の両方が必要です。つまり、変圧器は、電圧のない短絡出力と電流のない開回路出力の間で動作する必要があります。一般に、電源トランスは、二次側が適度に低いインピーダンスに見えるように設計されているため、定格出力で電圧が低下しすぎないようになっています。また、軽負荷または無負荷で合理的に動作する必要があります。これは、開回路の場合を意味します。ここでも、軽負荷の場合の電圧が全負荷の場合とあまり変わらないように、低インピーダンスが必要です。このタイプのトランスは、磁場内のより大きなエネルギーを処理できる必要があります。これは、物理的に大きく、それゆえより重いコアを意味します。


5

違いは、物理的な原則ではなく、使用方法だけです。

電源トランスは、2つのコイルの巻き数を比率として使用して電圧を変換するために使用されますが、電流トランスは、変化する電流によって生じる磁場を感知するためにワイヤの周りに配置された単なるインダクタです。したがって、これを使用して、回路を破壊せずに(AC)電流を測定します。

しかし、両方の変圧器は、基本的にファラデーの誘導則によって与えられる電圧を出力します。違いは、電源トランスが電圧駆動であり、電流が他の巻線の負荷によって決まることです。

コメントの更新

トランスの原理は、変化する電流が磁場を誘導し、磁場が電圧を誘導するというものです。次に、オームの法則があります。これは、負荷に印加される電圧に対して、負荷の抵抗に比例する電流があることを意味します。

それらをまとめると、負荷内の電流が負荷自体に電圧を生成する磁場に影響する無限ループになります。これが、電源トランスの一次側の電流を決定する方法です。

変流器については、フィードバック効果を生成するため、大きな電流が流れるのを避けるために、可能な限り最大の負荷が必要です。


しかし、CTが終了しない場合でも、巻線の数に比例した電圧が表示されないのはなぜですか?すべての後、主の巻き数は1です
フェデリコ・ルッソ

答えを編集します。もっと簡単です。そして、あなたがトロイドの周りにワイヤを巻きつけない限り、巻き数は偶数ではありません。
クラバッキオ

@Federico:実際カレントトランスは、あろう一次電圧回巻数比で開回路電圧を生成します。しかし、一次電圧が何であるかを考慮してください。一次巻線は多くの場合、1ターン(またはそれ以下)のワイヤであるため、その両端にあまり電圧はかかりません。
オリンラスロップ

3

簡単な要約:

変流器は、特別なタスク用に最適化された「通常の」(電圧入力):(電圧出力)変圧器です。

変流器は常に、定義された負荷抵抗で動作します。

定数Kは、負荷抵抗と巻数比に基づいて計算でき、
Iin = Vout x kとなります。詳細は以下をご覧ください。
したがって、IinはVoutを測定することで決定できます。


名前にもかかわらず、変流器は標準的な変圧器関連の式に従って動作します(巻線抵抗などの非理想性を無視します)。プライマリは通常、コアを介して測定される回路を運ぶワイヤを実行することにより生成される事実上単一のターンです。:

  • Vout = Vin x Turns_Out / Turns_In ......(1)

ターンイン=プライマリターンまたはターン。
ターン= 2次ターン。ターン比の定義= TR = Turns_out / Turns_in

  • Vin x Iin = Vout x Iout ......(2)

  • Iin = Iout x Vout / Vin ......(3)=(2)の再配置

しかし、抵抗負荷= Routがある場合

  • Iout = Vout / Rload ......(4)

そう

  • Iin = Vout / Rload x Turns_out / Turns_in ......(5)-上記の1、3、4の組み合わせ。または
  • Iin = Vout x TR / RLoad ......(5b)

    (したがって、Vout = Iin x Rl / TR)......(5c)

与えられたRloadと与えられた巻数比に対してTR / Rloadは定数= Kです

-Iin = Vout x K ......(6)<-ターゲット結果

したがって、与えられた負荷に対して、定数を掛けたVoutからIinを決定できます。

一部の変流器には、アセンブリの一部としてRoutが含まれています。
一部のCTにはRoutを追加する必要があります。
Routの追加に失敗すると、Vout =は非常に非常に大きくなりますが、通常は長くなりません。

通常、入力の「巻線」は、1回転またはコアを通るワイヤです。複数のターンを使用するか、コアにターゲット電流を流すワイヤを数回ループさせると、巻数比が低下します(5cを参照)。Voutが低下します。

Ioutは、コアが飽和せず、R1に対して可能な限り直線的に動作するため、Voutは「大きすぎない」可能性があります。最大Rlおよび/またはVoutは製造元によって指定されます。


CTでは、VinはIin Ioutに依存します。式5cは、Rloadが無限大に近づくにつれてVoutが無限大に近づくことを意味しますが、二次開放ではVout = M.dIp / dtで、Mは約Ls /(巻数比)です。一般的に、VoutはIinが及びdIin / DTの線形結合である
MikeJ、英国

@ MikeJ-UK-ご存知のとおり、CTではVinはほとんどの場合あまり関心がなく、プロセスの副産物です。5cが何を意味するのか、そしてCTセカンダリO / Cを実行する非常に理想的ではないケースで何が起こるかについては、あなたは正しいです。しかし、実際には、先に述べたように、CTがCTとして実行されると、出力は常に低い値の抵抗によって終端され、Voutを低く保ち、コアを線形領域に保ちます。動作中の終端されていないCTはCTではありません。それは、花火大会、火花発生器、シミュレートされた噴火または悲惨な経験かもしれません:-)。
ラッセルマクマホン

おそらく私の最初の文章は誤解を招くものでした。理想的には、CTは短絡で終了する必要があります(実際にはあまり役に立たないことがあります-当然です!)。私の主なポイントは、終端されていないCTが必ずしも高出力電圧を生成するわけではないということでした。
MikeJ-UK
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.