産業用変圧器: 種類と用途

導入

産業用変圧器は、さまざまな産業用途における電力の伝送および配電において重要な役割を果たします。これらは、産業用機器や機械への安全かつ効率的な電力供給を確保するために、電圧レベルを昇圧または降圧するために不可欠です。技術の進歩に伴い、産業用変圧器はさまざまな業界の特定のニーズを満たすために進化し、幅広い種類と用途を提供しています。この記事では、さまざまな種類の産業用変圧器と、さまざまな産業環境におけるその応用について説明します。

昇圧トランス

昇圧トランスは、一次巻線から二次巻線への電圧レベルを高めるように設計されています。このタイプの変圧器は発電所でよく使用され、効率的な長距離送電のために生成された電圧を昇圧する必要があります。昇圧変圧器は、重機や機器に高電圧が必要な産業施設でも使用されます。昇圧変圧器は電圧を昇圧することで、伝送中の電力損失を最小限に抑え、効率的な電力分配を確保します。

昇圧トランスは、一次巻線、二次巻線、および高透磁率磁性材料で作られたコアで構成されています。交流 (AC) が一次巻線を通過すると、コア内に磁束が発生し、二次巻線に高い電圧が誘導されます。この電圧は、動作に高電圧を必要とする産業用機器や機械に電力を供給するために使用できます。産業環境では、電力を大量に消費する機器の信頼性の高い継続的な動作を保証するために、昇圧変圧器が不可欠です。

降圧変圧器

ステップアップトランスとは対照的に、ステップダウントランスは、一次巻線から二次巻線への電圧レベルを下げるように設計されています。これらの変圧器は、機器を安全かつ効率的に動作させるために高電圧電力を低電圧に変換する必要がある産業用途で広く使用されています。降圧変圧器は、入力される高電圧電力を日常使用のためにより安全なレベルに降圧する必要がある製造施設、商業ビル、集合住宅でよく見られます。

降圧トランスは、一次巻線、二次巻線、コアを備えた昇圧トランスと同じ原理で機能します。 ACが一次巻線を通過すると、コア内に磁束が誘導され、その結果、二次巻線の電圧が低下します。この低い電圧は、施設内の産業機械、照明システム、その他の電気負荷に分配されます。降圧変圧器は、産業環境内で電力の安全性と信頼性を維持し、機器に供給される電圧が安全な動作限界内にあることを保証するために不可欠です。

絶縁変圧器

絶縁トランスは、入力巻線と出力巻線の間を電気的に絶縁し、電源を負荷から効果的に分離するように設計されています。これらの変圧器は、敏感な機器の安全で信頼性の高い動作を保証するために、電気ノイズ、電圧スパイク、グランド ループを排除する必要がある産業用途で広く使用されています。絶縁変圧器は、電子機器や機械を電力障害やその他の電気的問題から保護するために、製造施設、制御室、データセンターで一般的に使用されています。

絶縁トランスは、それぞれが他方から電気的に絶縁された 2 つの個別の巻線と、巻線間に磁気結合を提供するコアで構成されます。 ACが一次巻線を通過すると、コア内に磁束が誘導され、対応する電圧が二次巻線に生成されます。入力回路と出力回路を絶縁することにより、絶縁トランスは電源と負荷間の電気ノイズやその他の障害の伝達を効果的に防ぎます。これにより、電力品質が向上し、産業環境内の機器保護が強化されます。

可変変圧器

バリアックとしても知られる可変トランスは、ユーザーが一次巻線と二次巻線の巻数比を調整できるようにすることで、可変出力電圧を提供するように設計されています。これらの変圧器は、電圧の正確な制御が必要な産業用のテスト、研究、開発アプリケーションで一般的に使用されます。可変トランスは、特定のテスト要件を満たすように出力電圧を調整する便利な手段を提供し、機器の校正、モーター速度制御、電圧調整などのアプリケーションに最適です。

可変トランスは、巻線に沿って調整して巻数比を変更できる可動接点を備えた単一の巻線で構成されています。接点の位置を変えることにより、出力電圧を指定範囲内で効果的に制御できます。この柔軟性により、可変トランスは正確な電圧制御と調整を必要とする産業用途に最適になります。さらに、可変変圧器を使用すると、電圧変動をシミュレートしたり、さまざまな動作条件下で機器の性能をテストしたりできるため、産業の研究開発活動にとって貴重なツールとなります。

単巻変圧器

単巻変圧器は、共通の導体によって接続された一次セクションと二次セクションの両方を備えた単一巻線を含む特別なタイプの変圧器です。これらの変圧器は、モーターの始動、照明制御、電圧調整など、わずかな電圧調整が必要な産業用アプリケーションで使用されます。単巻変圧器は、一次巻線と二次巻線を別々にする必要がなく、単一の巻線を使用して必要な出力電圧を提供するため、電圧変換のためのコスト効率が高く省スペースなソリューションを提供します。

単巻変圧器は、巻線の一次セクションと二次セクション間の電気結合の原理に基づいて動作します。巻線の一部をタップオフすることで、出力電圧を効果的に所望のレベルに調整できます。これにより、単巻変圧器は、入力電圧からのわずかな偏差が意図した目的に十分であるアプリケーションに対して効率的になります。産業環境では、特定の機器またはプロセスの電圧調整を行うために単巻変圧器が一般的に使用され、さまざまな電圧要件を満たすシンプルで経済的な手段を提供します。

まとめ

産業用変圧器は、産業環境内での電力の安全かつ効率的な伝送、配電、利用を促進する上で重要な役割を果たします。産業用変圧器は、さまざまな種類と用途があり、さまざまな業界の特定の電圧変換と制御のニーズを満たすように設計されています。昇圧変圧器および降圧変圧器から絶縁変圧器、可変変圧器、単巻変圧器まで、各タイプは産業用機器や機械の電圧要件に対応するための独自の機能と利点を提供します。これらの変圧器の特性と用途を理解することで、産業専門家は変圧器の選択と実装に関して情報に基づいた決定を下して、電力供給と機器の性能を最適化できます。