ドライタイプトランス

ドライタイプの変圧器は、さまざまな材料を使用して構築されており、それぞれが電気、機械、および熱特性に選択され、最適な性能と信頼性を確保します。ドライタイプの変圧器で使用される主要な材料には次のものがあります。

スチールラミネーション：トランスのコアは、通常、シリコン鋼の積層から作られています。これらは積み重ねられ、磁束の連続経路を形成します。シリコン鋼を使用すると、ヒステリシスの損失が減少し、より良い磁気特性が提供されます。積層は薄くなり、渦電流損失を最小限に抑えることができます。これは、磁場を交互に磁場がコア材料内に誘導すると発生します。

曲がりくねった素材：一次巻線および二次巻線に使用される導体は、通常、導電率が優れているため、銅またはアルミニウムから作られています。銅は導電性ですが、アルミニウムよりも高価です。アルミニウムは軽量で費用対効果が高いが、抵抗性の損失が高い。

断熱材：ドライタイプの変圧器では断熱材が最重要です。これは、短絡を防ぎ、電気分離を確保しています。 Nomex（Aramid Paperの種類）、Mylar（二軸方向のポリエチレンテレフタレート）、さまざまな種類のポリエステルフィルムなどの材料は、ターン、層の間、巻線とコア間の断熱に使用されます。エポキシ樹脂は、VPI（真空圧力含浸）またはカプセル化プロセスにも一般的に使用され、固体絶縁マトリックスを提供します。

ブリーザーと湿気吸収体：一部の設計では、シリカゲルは、空気の動きを通じて変圧器に入る可能性のある水分を吸収するための乾燥剤として使用されます。これは、内部成分を湿度や水分から保護するのに役立ちます。

冷却要素：冷却方法に応じて、パッシブラジエーターまたはアクティブ冷却ファンのいずれかを使用できます。ラジエーターは通常、効率的な熱散逸のためにアルミニウムまたは銅で作られています。ファンは、使用する場合、通常、プラスチックまたは金属合金から作られています。

構造材料：変圧器のコアと巻線を収容するケース、タンク、またはフレームは、一般に、環境要因から変圧器を保護し、構造的完全性を提供するために、多くの場合亜鉛メッキ鋼またはアルミニウムで作られています。

ターミナルハードウェア：トランスを電力グリッドに接続するために使用される端子は、通常、良好な電気伝導率のために銅や真鍮などの金属から作られています。

過電流保護装置：これらには、ヒューズ要素のためのスズメッキ銅や、熱過負荷保護のためのバイメタリックストリップなど、事前に決められた電流レベルで溶けたりつまんだ材料から作られた回路ブレーカーまたはヒューズを含めることができます。

ドライタイプの変圧器の設計は、その性能、効率、耐久性に影響を与えるいくつかの要因に依存します。ドライタイプの変圧器を設計する際に考慮すべき重要な要因のいくつかは次のとおりです。

断熱タイプの選択：断熱型は、温度定格、誘電強度、機械的強度、および変圧器の熱衝撃耐性を決定します。一般に、FおよびHクラスの断熱材は、高温（それぞれ最大155度と180度）に耐えることができ、良好な電気的および機械的特性に耐えることができるため、ドライタイプの変圧器に使用されます。一般的な断熱材には、ワニス、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂などが含まれます。

曲がりくねった材料の選択：曲がりくねった材料は、変圧器の導電率、抵抗、損失、および機械的強度を決定します。一般的に、銅とアルミニウムは、導電率が高く、低コストがあるため、乾燥型変圧器の巻き材として使用されます。銅はアルミニウムよりも導電率と機械的強度が優れていますが、より高価で重いです。同じ現在の評価では、銅はアルミニウムよりも少ない断面領域を必要とします。

ヒステリシス損失が低いコア材料の選択：コア材料は、磁束密度、透過性、ヒステリシス損失、およびトランスの渦電流損失を決定します。コア材料は、無負荷損失を減らし、変圧器の効率を改善するために、透過性が高く、ヒステリシス損失が低い必要があります。一般的なコア材料には、シリコンスチール、コールドロールグレイン指向スチール（CRGO）、アモルファスメタルなどが含まれます。

規制：トランスの調節は、全負荷での電圧降下の比率と無負荷電圧の比です。この規制は、変動する荷重条件下で一定の出力電圧を維持するトランスの能力を示しています。この規制は、変圧器のインピーダンスと抵抗に依存します。低いインピーダンスと抵抗は、低い規制とより良い電圧調節をもたらします。ドライタイプの変圧器の漏れリアクタンスは、設計中に2％以内に保持する必要があります。

平均余命：トランスの寿命は、変圧器が障害や劣化なしに動作できると予想される時間です。平均寿命は、温度上昇、水分、ほこり、腐食、またはその他の要因による巻き込み断熱の分解に依存します。乾燥型トランスの断熱クラスと品質は、分解せずに高温や過酷な環境に耐えるように選択する必要があります。トランスの温度上昇は、断熱クラスで指定された制限を超えてはなりません。

損失：トランスの損失は、入力電力と出力電力の違いです。損失は​​、負荷なしの損失と負荷損失で構成されています。負荷なしの損失は負荷とは無関係であり、コア損失と渦電流損失が含まれます。負荷損失は負荷に比例しており、銅の損失と迷走損失が含まれます。損失は​​、変圧器の効率、加熱、冷却に影響します。コア材料、巻線材料、断熱材、および設計パラメーターを選択して、損失を最小限に抑え、ドライタイプの変圧器の効率を最大化する必要があります。

オーバーロード：トランスの過負荷は、変圧器が定格容量または温度制限を超えて動作する状態です。過負荷は、過熱、断熱材の崩壊、短絡、または変圧器の火災を引き起こします。過負荷は、過度の負荷需要、高調波、断層、または周囲温度によって引き起こされる可能性があります。ドライタイプの変圧器は、コンポーネントやパフォーマンスを損傷することなく過負荷を処理するのに十分なマージンで設計する必要があります。ドライタイプの変圧器には、ファンクーリングシステムまたはエアコンシステムを装備して、オーバーロードで発生した熱を放散する必要があります。

Kファクター：Kファクターは、変圧器が巻線中の非シヌソイド電流によって発生する熱に耐える能力の尺度です。非シヌソイド電流は、電圧および電流波形で高調波を生成するさまざまな電子デバイスによって引き起こされます。高調波は、変圧器の損失、加熱、歪みを増加させます。高いKファクターは、トランスが過熱や分解せずに高レベルの高調波を処理できることを示しています。ドライタイプの変圧器は、非シヌソイド電流を含むアプリケーションで長期にわたる寿命と信頼性の高いパフォーマンスを提供するために、高いKファクターで設計する必要があります。