大規模な発電所からコンパクトなSMPS回路まで、変圧器はほとんどどこにでもあります。変圧器には多くの種類があり、その正確な動作はアプリケーションによって異なりますが、変圧器の基本的な動作は同じです。変圧器を含む回路図を調べると、変圧器の巻線の一端に記号のような「ドット」が配置されていることに気付いたかもしれません。これらの記号は、ドット規則規則に従って配置されます。しかし、それは何ですか?そして、それはどのような目的に役立ちますか?
ドットコンベンションとは何ですか?
ドット規則は、他の巻線との関係で、巻線のどちらの端がどちらであるかを示す変圧器巻線の極性マーキングの一種です。これは、変圧器の回路図で位相関係を示すために使用され、以下に示すように、一次端子と二次端子の上にドットを配置する必要があります。
以下に示すように、一次巻線と二次巻線の上端の隣にドットを配置すると、一次巻線の瞬時電圧の極性が二次巻線の瞬時電圧の極性と同じになることを示します。つまり、一次巻線と二次巻線の間の位相シフトはゼロ(同相)になり、二次電流(Is)と一次電流(Ip)の方向は同じになります。
ただし、下の画像のように、ドットが逆の位置に配置されている場合(たとえば、一次上に上、二次上に下、またはその逆)、一次および二次の電流と電圧が180°位相がずれており、一次と二次がずれていることを示しています電流(IPとIS)は互いに反対方向になります。
この規則と変圧器の極性を知っているエンジニアは、運命を手にすることができ、回路のどちらの端を変圧器の端子に接続するかを変更することで、位相関係を好きなように逆にすることができます。たとえば、上記の逆相トランスの例では、下の画像のように端子の接続方法を切り替えることで、2次側を1次側と同相にします。
ドットコンベンションが重要なのはなぜですか?
変圧器の研究では、一般に(少なくとも抵抗性負荷の場合)電圧と電流が2次巻線と1次巻線で同相であると想定されています。この仮定は通常、トランスの二次巻線と一次巻線が同じ方向に行われるという信念に基づいています。一次および二次電流と電圧の間の位相関係は、各巻線がコアにどのように巻き付けられているかによって異なります。したがって、巻線が以下に示すように同じ方向にコアに巻き付けられている場合。次に、両側の電圧と電流が同相である必要があります。
ただし、巻線の方向が反対になる可能性があるため(上の画像に示すように)、この仮定は常に正しいとは限りません。つまり、接続が同じ端子にある場合、2次巻線(VS)の電圧は次のようになります。位相がずれており、電流の方向(Is)は一次電流と反対方向です。
この位相損失と逆極性は、些細なことのように聞こえますが、電力システムの保護、測定、および制御システムに深刻な問題を引き起こします。たとえば、計器用変成器の巻線の極性を逆にすると、保護リレーが無効になったり、電力とエネルギーの測定が不正確になったり、測定中に負の力率が表示されたりする場合があります。また、並列トランス巻線の効果的な短絡につながる可能性があり、信号回路では、アンプやスピーカーシステムの誤った動作、または追加することを意図した信号のキャンセルにつながる可能性があります。
変圧器は透明ではないため、同相(または逆相)の電圧と電流を得るために回路を変圧器に接続する方法を知ることは不可能です。したがって、逆極性の接続と相に関連するリスクを軽減します。損失、および巻線の極性を識別する方法を提供するために、変圧器メーカーはと呼ばれる極性表示規格を考案しました。「ドットコンベンション」。
トランスフォーマーの英数字ラベル
ドットの規則に加えて、変圧器で使用される別の極性表示技術は英数字ラベルです。これは通常、巻線の極性を表す下付き文字とともに「H」と「X」で構成されます。「1」ワイヤ(H1およびX1)は、極性マーキングドットが通常配置される場所を表します。英数字ラベルの付いた典型的な変圧器を以下に示します。