エネルギー変換　第12週講義内容とレポート課題

本日の内容

１．変圧器の等価回路定数の決定

２．変圧器の電圧変動率

３．変圧器の損失と効率

［講義内容］

３　リアクトルと変圧器

３−６　等価回路定数の決定法

励磁回路に鉄損抵抗R_Mを考慮した近似等価回路（教科書：図３−１１）を対象に，各パラメータ（抵抗，インダクタンス）をどのように決定するか？　⇒　等価回路定数の決定

（１）無負荷試験と短絡試験

無負荷試験（教科書：図３−１２（ａ））：　2次側を開放して定格電圧を印加する（I_2’ = 0）

短絡試験（教科書：図３−１２（ｂ））：　2次側を短絡して定格電流を流す（V_2’ = 0）

（２）回路定数の算出

無負荷試験の入力電力P_0と励磁電流I_0からg_0とb_0を算定

短絡試験の入力電力P_sと電流I_sからR_sとx_sを算定，R_1は巻線抵抗を計測して温度補正

３−７　電圧変動率の計算

近似等価回路から分かるように，短絡インピーダンスZ_sによるインピーダンス降下でV_2’が決定される。　　⇒　出力端電圧は流れる電流によって変化する

（１）電圧変動率の定義

電圧変動率：ε ＝ （無負荷2次電圧 V_20 − 定格負荷2次電圧 V_2）／定格負荷2次電圧 V_2　×100%

これは，近似等価回路で考えればε = V_1 / V_2’−1に相当

（２）ベクトル図による電圧の計算

2次電圧V_2’及び2次電流I_2’が与えられれば，V_1をベクトル図（教科書：図３−１３）から求めて電圧変動率を計算することが可能である。

３−８　変圧器の損失と効率

変圧器の損失　＝　（励磁回路の無負荷損失）　＋　（巻線抵抗の負荷損失）　＝　鉄損P_i　＋　銅損P_c

（１）鉄損と銅損

鉄損： P_i = ヒステリシス損失P_h （∝1 / f，V^2）　＋　うず電流損失P_e （∝V^2）

銅損： P_c = R_1 I_1^2 + R_2 I_2^2 = R_s I_1^2

（２）効率の計算

効率：η = P_out / （P_out + P_I + P_c）

［レポート課題］

１．例題３−３

２．例題３−４

３．例題３−５

４．例題３−６