パワートランス、特にステップダウントランスの高調波歪みは、電気システムの効率、信頼性、寿命に影響を与えることができる重要な問題です。パワーステップのサプライヤーとして、トランスフォーマーをダウンさせることは、これらの問題を理解することは、当社にとってだけでなく、電気的ニーズのために当社の製品に依存しているお客様にとっても不可欠です。
高調波の歪みを理解する
高調波歪みとは、理想的な正弦波形状からの電流または電圧波形の偏差を指します。完全な電気システムでは、電圧と電流波形は純粋な正弦波です。ただし、実際のシナリオでは、可変速度駆動、コンピューター、蛍光照明などの非線形負荷がハーモニクスを電気システムに導入します。これらの高調波は、基本周波数の整数倍（50Hzまたは60Hz）です。
パワーステップ - ダウントランスが高調波 - リッチ負荷を備えたシステムに接続されている場合、これらの非正弦波波形にさらされます。トランスのコアと巻線は、正弦波条件下で動作するように設計されています。高調波の存在は、追加の損失、過熱、および機械的ストレスを引き起こす可能性があり、最終的にトランスの早期故障につながる可能性があります。
パワーステップに対するハーモニック歪みの影響 - ダウントランス
1。コア損失の増加
電力変圧器のコアは強磁性材料で作られており、電気エネルギーを磁気エネルギーに変換するのに非常に効率的であり、その逆も正弦波条件下でもその逆です。ただし、高調波は、コアの渦電流とヒステリシスの損失を増加させます。渦電流はコア内で循環電流を誘導し、その大きさは周波数の平方に比例します。ハーモニクスはより高いため、周波数成分が多いため、渦電流損失が大幅に増加します。ハーモニクスの存在により、コアがより迅速な磁化と非磁化サイクルを受ける必要があるため、ヒステリシスの損失も増加します。
2。過熱
ハーモニックの歪みによるコアの損失の増加と巻線は、追加の熱生成をもたらします。過熱は、変圧器で使用される断熱材を分解できるため、大きな懸念事項です。断熱は、巻線とコアの間の短い回路を防ぐために重要です。断熱材が長期間高温にさらされると、それは脆くなり、断熱特性を失い、電気崩壊と変圧器の故障につながる可能性があります。
3。電圧歪み
電流の高調波は、変圧器に電圧歪みを引き起こす可能性があります。トランスの巻線のインピーダンスは周波数です - 依存します。より高い - 周波数高調波は、基本周波数と比較してより高いインピーダンスに遭遇します。これにより、高調波成分の巻線全体に不均衡な電圧が低下し、歪んだ出力電圧が発生します。電圧の歪みは、変圧器の二次側に接続された電気機器の性能に影響を与える可能性があります。たとえば、敏感な電子デバイスは、歪んだ電圧波形にさらされると、寿命が減少する可能性があります。
4。機械的ストレス
変圧器内の磁力も、高調波の歪みの影響を受けます。巻線の電流によって生成される磁場は、もはや滑らかな正弦波界ではありません。高調波の存在は、磁場に急速な変動を引き起こし、機械的な振動と変圧器の構造にストレスをもたらす可能性があります。時間が経つにつれて、これらの振動は接続を緩め、巻線を損傷し、変圧器の物理的な変形さえ引き起こす可能性があります。
緩和戦略
1。トランス設計の変更
サプライヤーとして、パワーステップを設計することができます - ハーモニックな歪みによく耐えるために、トランスがダウンします。 1つのアプローチは、巻線に大きな交差領域を使用することです。これにより、抵抗が減り、その結果、高調波電流によって引き起こされるI²R損失が減少します。さらに、高品質のコア材料を使用すると、ヒステリシスが低く、現在の渦電流損失を備えていると、高調波によるコア損失を最小限に抑えることができます。
2。高調波フィルター
ハーモニックフィルターは、ハーモニクスのレベルを下げるために電気システムに設置できます。パッシブ高調波フィルターは一般的に使用され、特定の構成に配置されたインダクタ、コンデンサ、抵抗器で構成されています。これらのフィルターは、高調波電流の低インピーダンスパスを提供し、トランスから遠ざけるように設計されています。アクティブハーモニックフィルターは別のオプションであり、パワーエレクトロニクスを使用して、システム内のハーモニクスをキャンセルするカウンターハーモニック電流を生成します。
3。ロード管理
適切な負荷管理は、高調波の歪みを減らす上でも重要です。顧客は、非線形負荷の使用を制限するか、電気システムの異なる段階に均等に分配するようにアドバイスできます。システム内の全体的な高調波含有量を減らすことにより、パワーステップのストレス - ダウントランスを大幅に減らすことができます。
サプライヤーとしてのソリューション
私たちは、高調波 - 豊富な環境を処理するように設計された、さまざまなパワーステップ - ダウントランスを提供しています。私たちのリフトとエレベーターはトロイダルトランスを使用しましたしばしば非線形荷重を備えたリフトおよびエレベーターシステムに安定した信頼できる電力を提供するように特別に設計されています。これらの変圧器のトロイダル設計は、損失の低下、電磁干渉の減少、および高調波歪みに対するより良い耐性など、いくつかの利点を提供します。
私たちのトロイダル電力制御トランスまた、高調波の存在下で正確な電圧制御が必要なアプリケーションにも適しています。これらの変圧器は、高品質の材料と高度な製造技術で構築されており、困難な条件下で最適なパフォーマンスを確保しています。
風力発電などの再生可能エネルギーアプリケーションの場合風力発電用のトロイダルトランス変数と高調波 - 風力タービンによって生成される豊富な電力を処理するように設計されています。トランスの設計では、変動する出力や高周波数高調波の存在など、風力発電システムのユニークな特性を考慮しています。
結論
高調波の歪みは、パワーステップの低下トランスの重要な問題です。損失の増加、過熱、電圧の歪み、および機械的応力を引き起こす可能性があり、これによりトランスの早期故障につながる可能性があります。サプライヤーとして、私たちは、高調波の歪みの効果を軽減できるソリューションを提供することの重要性を理解しています。私たちのトロイダル変圧器の範囲は、高等性と信頼性を豊富な環境で高性能と信頼性を提供するように設計されています。
電気システムで高調波の歪みの問題に直面している場合、または困難な条件を処理できるパワーステップを探している場合は、詳細な議論のために私たちに連絡することをお勧めします。当社の専門家チームは、特定のニーズに合った適切な変圧器を選択するのを支援し、包括的な技術サポートを提供する準備ができています。
参照
- チャップマン、SJ（2012）。電気機械の基礎。マクグロー - ヒル。
- グローバー、FW（1946）。インダクタンスの計算：作業式と表。ドーバーの出版物。
- Liao、WC（2005）。パワーシステムハーモニクス：基礎、分析、フィルター設計。 Wiley-インターサイエンス。