Q&A形式でアルミ電線トランスの紹介をします

なぜアルミ線でトランスを作るのですか?
ALTR

すでに白物家電のモーターなどでアルミ線は使用され、軽量化に役立っています。トランスもアルミ線を使って軽くしようと考えました。

アルミ材は銅と比較すると下記のメリットがあります。
①軽量…銅の1/3の重さ(体積比)
②安価…銅の1/3の価格(体積比)
③安定供給…埋蔵量が銅の10倍、相場が安定しており
 価格の変動が小さい
ALvsCU
      <銅とアルミの価格推移>

なぜ今まで活用しなかったのですか?

課題として、導電率が銅の2/3のため、通常通り作ると太い線を使用することになり、
これに伴いコイルが大きくなり鉄心量も増えてしまいます。

☆大きくせずに軽量化するために☆
アルミ線は軽いので鉄心量と電線量のバランスを電線寄りにして、鉄心量を減らす(基準 電気装荷)方向にします。
更に、鉄心の縦、横、積厚より質量が最小になるように設計することで軽量化を実現しました。

設計例  < 三相変圧器、 容量:100KVA、 耐熱クラス:H >
項目 銅線を使った場合 アルミ線を使った場合
電線質量(kg) 105 68
鉄心質量(kg) 336 305
合計(kg) 441 373
質量差(kg) 0 -68
質量比(%) 100 84.6
結 論

上記は100kVAの例ですが、質量比84.6%を実現しています。
約50kVA以上の容量においては、鉄心と電線のバランスにより、質量・価格のメリットが出ます。

実験データ

(1)温度上昇試験
 ・試験トランス:TR-AI1405
   仕様:3φ 50KVA, 440V-400V-360V/200V, Y-Δ, 50/60Hz, 耐熱クラス H
 ・試験方法:短絡法 60Hz 周囲温度 20℃
 ・試験結果
  上昇値:1次巻線78K 2次巻線87K 鉄芯42K  いずれも120K以下で問題無し
kairo AI1405_deg
    <試験回路>                 <温度上昇データ>