大電流トランスの漏れリアクタンスの低減

１．まえがき
　当社では、電磁接触器、電磁開閉器、配線用ブスバー温度、変流器（CT）など様々な大電流評価を用途にした、
　試験器及びトランス単体等、機種によっては10,000Aを超える製品の設計、製造、販売しております。

　　しかしながら大電流になると、
　　　　1）トランスの1次と2次間の漏れリアクタンスの増加。
　　　　2）2次側の銅バーに接続する圧着端子の接触抵抗の増加。
　　　　3）2次側の銅バー間のリアクタンス。
　　　　4）負荷側の配線の接触抵抗。
　　　　5）引回しのループによるリアクタンス成分。
　　これらが加わり損失が増します。
　　銅損はとにかく太線を巻けば減らせます。
　　ところが、巻線による漏れリアクタンスは
　　1次巻線の上に2次巻線を巻く既存の巻線構造では減らすことができませんでした。
　　今回、変圧器の文献では既知ですが、2次巻線を1次巻線で挟む方式の構造にして
　　実際に実験しその効果を比較しました。

２． V₂の電圧降下（電圧変動率）について
　　変圧器の電圧降下について回路図とベクトル図で説明します。
　　　電圧変動率　　（％）
　　　　V₂’＝1次電圧を2次換算した電圧
　　　　V₂＝2次電圧
　　　　qr＝パーセント抵抗電圧
　　　　qx＝パーセントリアクタンス電圧

　　　今、V₂’≒OAとすると
　　　　
　　　この式をV₂で割ると　電圧変動率　ε= qr cosθ₂＋qx sinθ₂　(％）
　　　と表すことができます、つまり大電流トランスの漏れリアクタンスや
　　　配線に寄生するリアクタンスを小さくしないと
　 　　２次電圧降下⇒定格電流が得られない現象が起きます。

３．巻線構造の違いによる漏れリアクタンスの低減 　　　　　

	既存製品	漏れリアクタンス低減製品1	漏れリアクタンス製品2
仕様※	単相：図番TR-AH1763 容量225kVA 1次電圧400V 2次電圧25V 2次電流9000A 内鉄型	単相：図番 TR-AH1938 容量175kVA 1次電圧200V 2次電圧26V 2次電流5700A 外鉄型	単相：図番 TR-AH2025 容量200kVA 1次電圧200V 2次電圧40V 2次電流5000A 内鉄型
巻線の 概要	・1次巻線の上に2次巻線を巻く ごく普通のトランス巻線構造。 ・放熱効果を良くし小型化するため コイル間に隙間を設けている。	・2次巻線を1次巻線で挟み 結合を良くする。 ・これを1セットとし、分割コイル数を増す。 ・1セット間に隙間を設け放熱効果を良くし 小型化している。	・1次巻線を2次巻線で挟み、 それを交互に積み上げ結合を良くする。 ・形状は内鉄型として、 分割コイル数を 増やし大電流に対応している。
形状
構造 断面
特性 (実測値）	％抵抗電圧　5％	％抵抗電圧　5.4％	％抵抗電圧　1％
	％ﾘｱｸﾀﾝｽ電圧　8.7％	％ﾘｱｸﾀﾝｽ電圧　2％	％ﾘｱｸﾀﾝｽ電圧　1％
	％ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ電圧　10％	％ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ電圧　5.8％	％ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ電圧　1.4％

　　　　※トランスの仕様は異なりますが、特性の違いがわかります。

４．実験結果
　　・全体に言えることは、％抵抗に対し、％リアクタンスの方が大きいことがわかります。
　　・既存の巻線より、漏れリアクタンス低減品は％リアクタンスが小さいことがわかります。
　　 特に漏れリアクタンス低減製品1と2の製品は、％インピーダンス電圧を小さくして欲しいとの
　　 お客様の要求を実現した製品です。

5．むすび
　　　今回の実験より巻線構造を変えることで、特性カイゼンできることがわかりました。
　　　しかし、トランス構造を変えても、お客様の接続する負荷によって変化します。
　　　詳細は当社ホームページの技術情報←こちらをクリックし参照下さい。