トランスの電圧調整

電圧調整の定義と重要性
定義

電圧調整とは、変圧器の送電端と受電端の電圧の間の大きさの変化を指します。このパラメータは、負荷条件が変化する際に変圧器が安定した出力電圧を維持する能力を数量化します。

変圧器が一定の供給電圧で動作する場合、その端子電圧は負荷の変動および負荷の力率に応じて変動します。

数学的表現

電圧調整は数学的には以下の式で表されます：

数式の記号

ここで：

• E2: 無負荷状態での二次端子電圧

• V2: 満負荷状態での二次端子電圧

一次側電圧を考慮した電圧調整

一次側端子電圧を考慮すると、変圧器の電圧調整は以下の式で表されます：

例を用いた電圧調整の説明

以下のシナリオを考えて電圧調整を理解しましょう：

無負荷状態

変圧器の二次端子が開回路（負荷が接続されていない）の場合、一次巻線にのみ無負荷電流が流れます。二次には電流がないため、二次抵抗成分とリアクティブ成分による電圧降下はなくなります。また、この条件下では一次側の電圧降下も無視できるほど小さいです。

満負荷状態

変圧器が満負荷（二次端子に負荷が接続されている）の場合、負荷電流により一次巻線と二次巻線の両方に電圧降下が生じます。最適な変圧器性能を得るためには、電圧調整値を最小限に抑えることが望ましいです。低い調整値は、異なる負荷条件下での電圧の安定性が高いことを示します。

回路図の分析と結論

上記の回路図に基づいて、以下の観察ができます：

• 変圧器の一一次電圧は常に一一次誘導起電力よりも高いです： V1 > E1。

• 無負荷時の二次端子電圧は常に満負荷時の電圧よりも高いです： E2 > V2。

回路図から導かれる方程式

回路構成を分析することで、以下の式が確立されます：

異なる種類の負荷に対する無負荷時の二次電圧の近似式は以下の通りです：

1. インダクティブ負荷の場合

2. キャパシティブ負荷の場合

このようにして、変圧器の電圧調整を定義します。