Canwinはプロの電力変圧器会社および電気変圧器メーカーです
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01 突入電流
変圧器に最初に通電すると、励磁突入と呼ばれる現象が発生します。突入電流は一般に障害電流ほど破壊的ではありませんが、突入電流を磁化する持続時間は数秒です (障害電流の期間と比較して)。
磁化突入状態も短絡よりもはるかに高い周波数で発生するため、この現象は調査する価値があります。
単相変圧器に最初に通電するとどうなるかを考えてみましょう。コア内の磁束は、励起電圧の積分に等しくなります。
電圧がゼロを通過し、初期磁束がゼロのときに回路が閉じている場合、正弦波磁束はゼロから完全にオフセットされます。完全なオフセット磁束のピーク値は、対称正弦波磁束のピーク値の 2 倍です。言い換えれば、完全なオフセット波のピーク磁束は、通常のピーク磁束のほぼ 2 倍になる可能性があり、これは通常、コアを飽和させるのに十分です。
この時点で、磁化電流を制限する唯一のものは、通常の磁化インピーダンスよりも桁違いに小さい巻線の空芯インピーダンスです。
したがって、コア飽和の半サイクル中、界磁電流は通常の界磁電流よりもはるかに大きくなります。反対の半サイクルでは、コアはもはや飽和せず、界磁電流は通常の界磁電流とほぼ等しくなります。
コアに残留磁束があり、残留磁束の方向が正弦波磁束のオフセットの方向と同じである場合、状況はさらに極端になります。以下の図 2 に示すように。図 1 と 2 は異なるスケールの電流でプロットされているため、図 2 にプロットされたピーク電流は、実際には図 1 にプロットされたピーク電流よりもはるかに大きいことに注意してください。
02 励磁サージピーク値
空芯リアクタンスによってのみ制限されるピーク サージ電流を見つけるには、cgs 単位を使用して巻線のインダクタンスを計算すると便利です。
ここ：
N – コイル巻数
Amt – コイルの平均直径内の面積、cm2
l – コイルの軸方向の長さ、cm
L – コイルのインダクタンス、μH
飽和磁束は鉄にあるため、インダクタ φL によって生成される磁束は、残留磁束に通常の磁束変化の 2 倍を加えたものに飽和磁束を差し引いた値に等しくなります。ただし、φL はインダクタンスと電流に関連しています。
したがって、ピーク突入電流は cgs 単位系で次のように表されます。
ここ：
アンペアでのIpeakと
φr – 残留フラックス
φn – 通常の磁束変化
φs – 飽和フラックス
回路に抵抗がない場合、連続する各ピークは同じ値になり、突入電流は無期限に続きます。ただし、回路に抵抗が存在する場合、抵抗両端の電圧降下は大きくなり、磁束の上昇は前のサイクルほど高くする必要はありません。
電圧降下の積分は、印加電圧をサポートするために必要な磁束の正味の減少を表します。 i×R の電圧降下は常に同じ方向を向いているため、各サイクルで必要な磁束が減少します。磁束のピーク値がコアの飽和値を下回ると、突入電流は消滅します。減衰率は指数関数的な減衰電流に似ていますが、指数関数的ではありません。
重要！大きな電源トランスでは、突入電流が数秒間続き、最終的に消えることがあります。
ライン リアクタンスには、巻線の空芯インダクタンスにインダクタンスを追加するだけで、ピーク突入電流を減らす効果があります。突入電流と短絡電流の間には明確な関係があり、どちらも巻線の空芯インダクタンスに関連しています。
短絡は磁束をコアから押し出す傾向があることに注意してください。
経験則！一般に、経験則では、ピーク磁化突入電流はピーク短絡電流の 90% をわずかに上回ります。ただし、通常、励磁突入電流によって生じる磁力は、短絡力よりもはるかに小さくなります。各相には 1 つの巻線しか含まれていないため、巻線間の磁気反発はありません。
三相変圧器が関係する場合、励磁突入電流を分析する全体の問題はより困難になります。これは、励起電圧の位相角が 120° 離れており、相間に電流と電圧の相互作用があり、スイッチング デバイスの 3 つの極が正確に同時に閉じられないためです。
ただし、三相変圧器のピーク突入電流は短絡電流レベルに近いと言っても過言ではありません。
励磁突入電流の興味深い特徴の 1 つは、電流が完全にキャンセルされるため、偶数高調波の割合が大きいことです。高調波も電源回路ではめったに発生しません。
03 共感の流れ
「交感神経突入」として知られる現象もあり、近くの変圧器がオンになると、以前に通電されていた変圧器の電流が急激に変化します。交感神経サージは、2 番目の変圧器の突入電流によって引き起こされる線間電圧の変化によって引き起こされます。
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