ちょっと、そこ！ AC 電源変圧器のサプライヤーとして、私はこれらの重要な機器に関する問題をかなりの割合で見てきました。このブログでは、AC 電源変圧器で発生する可能性のある一般的な障害のいくつかについて説明します。
過熱
最も一般的な問題の 1 つは過熱です。これが起こる理由はいくつか考えられます。まず、変圧器に過負荷がかかると、設計よりも激しく動作する必要があります。定格容量を超えると、より多くの電流が巻線を流れます。この余分な電流により抵抗が増加し、古き良きジュールの法則 (P = I²R、P は電力、I は電流、R は抵抗) に従って、より多くの電力が熱として放散されます。
もう一つの原因は換気の悪さである可能性があります。変圧器は通常の動作中に熱を発生するため、冷却を保つために適切な空気の流れが必要です。変圧器が狭い空間に設置されている場合、または冷却フィンが埃やゴミで塞がれている場合、熱を効率的に逃がすことができません。この閉じ込められた熱は時間の経過とともに蓄積し、過熱を引き起こします。
過熱は巻線の絶縁を劣化させる可能性があるため、重大な問題となります。絶縁体は、ワイヤの巻線間の短絡を防ぐためにあります。高温になりすぎると絶縁が破壊され、最終的には短絡や変圧器の完全な故障につながる可能性があります。
短絡
短絡も大きな悩みの種です。それらは変圧器の一次巻線または二次巻線で発生する可能性があります。短絡は、ワイヤの 2 つの隣接する巻線間の絶縁が破壊され、電流が通常の経路ではなく巻線間を直接流れるときに発生します。
短絡の原因はいくつかあります。物理ダメージは1です。変圧器を落としたり、ぶつけたり、過度の振動にさらしたりすると、巻線が損傷し、絶縁が損なわれる可能性があります。湿気も問題になる可能性があります。変圧器が湿気の多い環境にさらされたり、水が浸入したりすると、湿気により絶縁が腐食され、短絡が発生する可能性があります。
短絡が発生すると、電流が大幅に増加する可能性があります。これにより、変圧器を保護する回路ブレーカーやヒューズが作動する可能性があります。場合によっては、保護装置が適切に機能しない場合、過剰な電流によって変圧器が急速に過熱し、発火する可能性もあります。
開回路 - 回路
開回路は短絡の逆です。これは、巻線の電気経路に断線があることを意味します。これにはさまざまな理由が考えられます。たとえば、巻線のワイヤが細すぎて、長時間大電流にさらされると、ワイヤが焼損する可能性があります。腐食は時間の経過とともにワイヤーを侵食し、最終的には破損する可能性があります。
一次巻線が開回路になると、変圧器は電力を受け取ることができなくなり、まったく動作しなくなります。二次巻線で開回路が発生すると、出力電圧がゼロに低下し、二次側に接続されている機器は必要な電力を受け取ることができなくなります。
騒音・振動
変圧器は静かに動作するはずですが、場合によっては大きな騒音を発したり、過度に振動したりすることがあります。磁歪は変圧器のノイズの主な原因の 1 つです。コア内の磁場が変化すると、コア材料はわずかに伸縮します。この膨張と収縮の繰り返しにより、ブーンという音が発生することがあります。
緩んだ部品も騒音や振動の原因となる可能性があります。コアの積層がしっかりと締め付けられていない場合、またはボルトやブラケットが緩んでいる場合は、変圧器の動作中に振動する可能性があります。過度の騒音や振動は、変圧器に潜在的な問題があることを示すだけでなく、静かな環境では迷惑となる可能性があります。
電圧規制の問題
優れたトランスは、入力電圧や負荷が変化した場合でも、比較的安定した出力電圧を維持できる必要があります。ただし、電圧レギュレーションが問題になる場合があります。トランスの電圧レギュレーションが不十分な場合、負荷の変化に応じて出力電圧が大幅に変化する可能性があります。
これは、トランスの設計、コア材料の品質、巻線抵抗など、さまざまな要因が原因である可能性があります。電圧レギュレーションが不十分だと、変圧器に接続された機器に問題が発生する可能性があります。たとえば、出力電圧が低すぎると、機器が正常に機能しない可能性があります。高すぎると、機器が損傷する可能性があります。
油漏れ（油入変圧器の場合）
油が入った変圧器を扱っている場合、油漏れは深刻な問題になる可能性があります。油入変圧器内の油は、絶縁体と冷却剤として機能するという 2 つの主な目的を果たします。油漏れがあると、変圧器の絶縁と冷却特性が損なわれる可能性があります。
オイル漏れは、ガスケットの損傷、タンクの亀裂、バルブの緩みなどが原因で発生することがあります。少量のオイル漏れは最初は大したことではないように思えますが、時間の経過とともにオイルの重大な損失につながる可能性があります。これにより、過熱や電気的故障のリスクが高まる可能性があります。
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参考文献
- 「変圧器エンジニアリング: 設計、技術、および診断」TA Lipo 著
- ロジャー C. デューガン、マーク F.