1.まえがき
 当社では、電磁接触器、電磁開閉器、配線用ブスバー温度、変流器(CT)など様々な大電流評価を用途にした、
 試験器及びトランス単体等、機種によっては10,000Aを超える製品の設計、製造、販売しております。

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  しかしながら大電流になると、
    1)トランスの1次と2次間の漏れリアクタンスの増加。
    2)2次側の銅バーに接続する圧着端子の接触抵抗の増加。
    3)2次側の銅バー間のリアクタンス。
    4)負荷側の配線の接触抵抗。
    5)引回しのループによるリアクタンス成分。
  これらが加わり損失が増します。
  銅損はとにかく太線を巻けば減らせます。
  ところが、巻線による漏れリアクタンスは
  1次巻線の上に2次巻線を巻く既存の巻線構造では減らすことができませんでした。
  今回、変圧器の文献では既知ですが、2次巻線を1次巻線で挟む方式の構造にして
  実際に実験しその効果を比較しました。

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2. V2の電圧降下(電圧変動率)について
  変圧器の電圧降下について回路図とベクトル図で説明する。
電圧変動率trans-3(%)
    V2’=1次電圧を2次換算した電圧
    V2=2次電圧
    qr=パーセント抵抗電圧
    qx=パーセントリアクタンス電圧

trans-2

   今、V2’≒OAとすると
    trans-4
   この式をV2で割ると 電圧変動率 ε= qr cosθ2+qx sinθ2 (%)
   と表すことができます、つまり大電流トランスの漏れリアクタンスや
   配線に寄生するリアクタンスを小さくしないと
    2次電圧降下⇒定格電流が得られない現象が起きます。

3.巻線構造の違いによる漏れリアクタンスの低減      

既存製品 漏れリアクタンス低減製品
仕様※ 単相:1次電圧200V/2次電圧2.9V×2400A
容量6,960VA 60Hz
単相:1次電圧200V/2次電圧7V×2500A
容量17,500VA 60Hz
巻線の
概要
・1次巻線の上に2次巻線を巻くごく普通のトランス巻線構造。
・放熱効果を良くし小型化するためコイル間に隙間を設けている。
・2次巻線を1次巻線で挟み結合を良くする。
・これを1セットとし、分割コイル数を増す。
・1セット間に隙間を設け放熱効果を良くし小型化している。
巻線
構造図
trans-5 trans-6
巻線
写真
trans-7
trans-8
特性
(実測値)
%抵抗電圧(qr)・・・・・・・ 8.2%  %抵抗電圧(qr)・・・・・・ 2.5%
%リアクタンス電圧(qx) ・・ 25.8% %リアクタンス電圧(qx)・・ 5.3%
%インピーダンス電圧(qz)・・ 27.1% %インピーダンス電圧(qz)・・5.9%
    ※トランスの仕様は異なりますが、特性の違いがわかります。

4.実験結果
  ・両方に言えることは、%抵抗に対し、%リアクタンスが大きいことがわかります。
  ・既存の巻線より、漏れリアクタンス低減品の%リアクタンスが少なく効果があります。

5.むすび
   今回の実験より巻線構造を変えることで、特性カイゼンできることがわかりました。
   しかし、トランス構造を変えても、お客様の接続する負荷によって変化します。
   詳細は当社ホームページの技術情報←こちらをクリックし参照下さい。