リングメイン三相パッドマウント変圧器の漂遊損失は、その性能、効率、全体的な費用対効果に大きな影響を与える重要な側面です。リングメイン三相パッドマウント変圧器のサプライヤーとして、お客様に高品質の製品を提供するには、浮遊損失を理解し、対処することが最も重要です。
漂遊損失を理解する
漂遊損失とは、主磁気回路および巻線の外側で発生する変圧器内の電力損失を指します。よく知られている銅損 (巻線の I²R 損失) やコア損失 (コアのヒステリシスおよび渦電流損失) とは異なり、漂遊損失はより複雑で、正確に定量化することが困難です。
リング主三相パッド実装変圧器では、浮遊損失はいくつかのカテゴリに分類できます。主な原因の 1 つは、変圧器の構造部品における渦電流損失です。タンク、クランプ、ボルトなどの構造部品は、巻線によって発生する漏洩磁界にさらされます。漏れ磁場がこれらの導電性材料を貫通すると、渦電流が誘導され、発熱して電力損失が発生します。
浮遊損失のもう 1 つの重要な要因は、並列接続された巻線または導体での循環電流損失です。三相変圧器では、並列経路のインピーダンスが完全にバランスしていないと、これらの経路間で循環電流が流れます。これらの循環電流は追加の電力損失につながり、全体の漂遊損失が増加します。
漂遊損失に影響を与える要因
漏洩磁界
漏れ磁界の大きさは、浮遊損失に影響を与える重要な要素です。漏れ磁界が強くなると、構造部品に大きな渦電流が誘導され、浮遊損失が増加します。巻線の配置、巻数、巻線間の物理的距離などの変圧器巻線の設計は、漏れ磁場に大きな影響を与える可能性があります。たとえば、よりコンパクトな巻線設計により、漏れ磁場が減少し、その結果、漂遊損失が減少する可能性があります。
材料特性
変圧器に使用される構造材料の導電率と透磁率も重要な役割を果たします。導電率の高い材料は、磁場にさらされるとより大きな渦電流が発生します。同様に、透磁率の高い材料は磁界の侵入を強化し、漂遊損失の増加につながる可能性があります。したがって、導電率と透磁率が低い適切な材料を選択すると、漂遊損失を減らすことができます。
負荷条件
変圧器の負荷も浮遊損失に影響します。負荷電流が増加すると、漏れ磁界も比例して増加します。これにより、構造部品での渦電流損失が増加し、並列接続された導体での循環電流損失が増加します。高負荷条件では、漂遊損失が変圧器の総損失のかなりの部分を占める可能性があります。
漂遊損失の測定
漂遊損失は複雑な性質を持っているため、正確に測定することは困難な作業です。一般的な方法の 1 つは、変圧器の構造部品の温度上昇を直接測定することです。無負荷状態と全負荷状態の間の温度差を測定し、材料の熱特性を知ることによって、熱として放散される電力 (すなわち漂遊損失) を推定できます。
もう 1 つのアプローチは、有限要素解析 (FEA) ソフトウェアの使用です。 FEA は、変圧器内の磁場分布をシミュレートし、さまざまな部分の誘導渦電流と循環電流を計算できます。この方法では、漂遊損失をより詳細かつ正確に予測できますが、高度なソフトウェアと大量の計算リソースが必要です。
漂遊損失がトランスの性能に及ぼす影響
効率
漂遊損失はトランスの効率を直接低下させます。効率は入力電力に対する出力電力の比として定義されるため、浮遊損失が増加すると、所定の入力電力に対する出力電力が減少し、その結果、効率が低下します。漂遊損失が高い変圧器は動作中により多くの電気エネルギーを消費し、エンドユーザーの運用コストの増加につながります。
温度上昇
浮遊損失によって発生する熱により、トランスの温度が上昇します。過度の温度上昇は、変圧器に使用されている絶縁材料を劣化させ、寿命を縮め、絶縁不良のリスクを高める可能性があります。これにより、修理費用が高額になったり、変圧器の早期交換が必要になったりする可能性があります。
ノイズ
漂遊損失も、トランスによって発生するノイズの原因となる可能性があります。磁場と誘導渦電流との相互作用による構造部品の振動により、可聴ノイズが発生する可能性があります。変圧器が設置されている住宅地や商業地域では、高レベルのノイズが迷惑となる可能性があります。
漂遊損失を削減するための戦略
巻線設計の最適化
前述したように、巻線の設計は漏れ磁場に大きな影響を与えます。同心巻きや交互巻きなど巻き方の配置を最適化することで漏れ磁界を低減できます。さらに、巻き数と導体のサイズを適切に選択すると、並列接続された巻線のインピーダンスのバランスが取れ、循環電流の損失を最小限に抑えることができます。
低損失材料の使用
トランスの構造部品に導電率と透磁率の低い材料を選択すると、浮遊損失を効果的に低減できます。たとえば、タンクやクランプに強磁性材料の代わりに非磁性のステンレス鋼やアルミニウムを使用すると、渦電流損失を大幅に減らすことができます。
磁気シールド
漏洩磁場の多い領域の周囲に磁気シールドを設置すると、磁場の方向を変え、構造部品への磁場の侵入を減らすことができます。磁気シールドは通常、ミューメタルなどの透磁率の高い材料で作られています。磁気シールドは、磁場を吸収して方向を変えることにより、周囲の導電性材料に大きな渦電流が誘導されるのを防ぐことができます。
サプライヤーとしての当社の提供内容
リングメイン三相パッドマウント変圧器のサプライヤーとして、当社は製品の浮遊損失を最小限に抑えることに取り組んでいます。当社のエンジニアリング チームは、高度な設計技術とシミュレーション ツールを使用して巻線設計を最適化し、漏れ磁界を低減します。当社は、トランスの構造部品を構成するために、導電率と透磁率が低い高品質の材料を慎重に選択しています。
さまざまな変圧器モデルを提供しています。デッドフロントパッドマウント変圧器、ループフィード三相パッドマウントトランス、 そして油入三相パッドマウント変圧器。これらの各モデルは、低い浮遊損失と高効率を確保しながら、お客様の特定の要件を満たすように設計されています。
リングメイン三相パッドマウント変圧器をご検討の場合は、お客様のニーズについて詳しくご説明いたしますので、お気軽にお問い合わせください。当社の技術専門家は、専門的なアドバイスとカスタマイズされたソリューションを提供する準備ができています。当社の変圧器を選択すると、エネルギー消費量の削減、運用コストの削減、耐用年数の延長というメリットが得られます。
参考文献
- グローバー、FW (1946)。インダクタンスの計算: 実際の公式と表。ドーバー出版。
- マクリーマン、CW (2004)。トランスおよびインダクターの設計ハンドブック。 CRCプレス。
- 国際電気標準会議 (IEC)。 （2019年）。 IEC 60076 - 2: 電源変圧器 - パート 2: 温度上昇。