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こんにちは!
変圧器は、電気に関する非常に単純な事実に基づいています。変動する電流がワイヤーを流れ、磁場(磁性の目に見えないパターン)または「磁束」をその周囲全体に生成します。磁気の強さ(磁束密度というかなり技術的な名前が付いています)は、電流の大きさに直接関係しています。したがって、電流が大きいほど、磁場は強くなります。さて、電気についても興味深い事実があります。磁場がワイヤーの周りで変動すると、ワイヤーに電流が発生します。したがって、最初のワイヤーの隣に2番目のワイヤーのコイルを配置し、変動を送信すると、最初のコイルに電流を流し、2番目のワイヤーに電流を生成します。最初のコイルの電流は通常一次電流と呼ばれ、2番目のワイヤーの電流は(驚き、驚き)二次電流です。ここで行ったのは、ワイヤーの1つのコイルから別のコイルに空のスペースに電流を流すことです。これは、最初のコイルの電流が2番目のコイルに電流を発生させる(または「誘導する」)ため、電磁誘導と呼ばれます。柔らかい鉄バー(コアと呼ばれることもあります)にコイルを巻き付けることで、電気エネルギーを1つのコイルから別のコイルに効率的に渡すことができます。
ワイヤーのコイルを作るには、ワイヤーを丸く丸めてループにするか、(物理学者が呼びたいように「回転」させます)。 2番目のコイルの巻き数が最初のコイルと同じである場合、2番目のコイルの電流は最初のコイルの電流と実質的に同じサイズになります。しかし(そしてここで賢い部分です)2番目のコイルの巻き数が多かれ少なかれあれば、二次電流と電圧を一次電流と電圧より大きくしたり小さくしたりできます。
1つの重要なことこのトリックは、電流が何らかの形で変動している場合にのみ機能することに注意してください。つまり、変圧器では交流(AC)と呼ばれる一定の逆電流のタイプを使用する必要があります。変圧器は直流では機能しません( DC)、定常電流が常に同じ方向に流れます。
ありがとうございます。
回答
大型の電源トランスに通電すると、多くの場合、大きなうなり声が聞こえます。これは、異常に高い非対称の突入電流が存在するためです。突入電流には通常、交互のAC半サイクルでコアを飽和させるDC成分が含まれます。突入電流は、多くの場合、定格全負荷電流の10〜15倍です。大型電源トランス用。コアが飽和すると、異常に高い磁石を引き込みます。一次側電源からの電流のサイズ設定。これらの異常な電流は、振動するコアと一次巻線から大きなうなり音を引き起こします。異常な突入電流は公称(対称)レベルに向かって指数関数的に減少し、一時的な突入電流は最終的にコア飽和レベルを下回ります。
入力電流が公称値に安定するまでにかかる時間は、トランスのコアのサイズ、トランスが再通電される前のコアの残留磁化、およびトランスがオンになったときの入力AC電圧波形上の位置に依存します。再通電。最悪の場合の過渡状態の持続時間は、小型変圧器の場合は数分の1秒から、大型配電用電力変圧器の場合は数十秒、さらには非常に大型の送電用変圧器の場合は数分に及ぶ可能性があります。
たとえば、 138kV変圧器のバンクが通電されている音は次のとおりです。
次のビデオクリップは、はるかに大きな400kV電源変圧器の突入電流の過渡音をキャプチャしています。これらの大規模な電力変圧器で突入電流が減少するのにどれだけ時間がかかるかに注意してください。
電子スイッチング技術を使用して、入力電圧波形のピークでトランスをオンにすることにより、突入電流の影響を大幅に減らすことができます。コアに残っている残留磁化の程度を減らして、変圧器が再通電されたときの最悪の場合の突入電流を減らすことも可能な場合があります。これは、トランスの製造中にコアの磁気回路に意図的に小さなエアギャップを追加することによって行われます。別のアプローチは、最悪の場合の突入電流を制限するために、一次巻線と直列に高出力抵抗の適切なバンクを一時的に挿入することによって、トランスを「ソフトスタート」することです。次に、過渡突入電流が許容レベルまで低下した後、抵抗バンクが短絡されます。ただし、これらの手法のすべてが、大型の高電圧電源変圧器で可能または費用効果が高いとは限りません。