電力トランス

パワートランスに関する問題には、基本特性を満足するといった設計に関するものだけでなく、試験や保守に関わるものも多く含まれます。 例えば、大容量化に伴う漏洩磁束は、タンクにおける局所的な漂遊損失を生じます。巻線の絶縁耐性は、局所的に発生する最大電界により決める必要があります。 また、電磁力や磁歪に起因する振動現象は形状や磁束分布が影響します。
JMAGは現象を可視化することで要因分析を進めやすくします。また、測定が難しい、物体内部の温度上昇や騒音の定量評価を可能にします。

評価項目

磁気飽和、渦電流、誘起電圧、漂遊損失、鉄損、磁歪力、電力、効率、温度、電界

事例/機能

鉄心に発生する漂遊損失

短絡試験における鉄心の損失分布を示しています。巻線端部からの漏れ磁束が鋼板の面内に垂直に入ることで表面に渦電流が生じていることが分かります。この漏れ磁束が運用時の局所的な発熱を引き起こします。磁化特性や導電率に異方性を与えることで、積層構造の鉄心における磁束や渦電流の振る舞いを正しく捉えます。

鉄心に発生する鉄損分布

変圧器は鉄心に方向性電磁鋼板を使用するため、解析では、容易軸と困難軸ごとに材料特性を定義します。額縁形積層鉄心では、脚部と継鉄部がVノッチ状にジョイントする継目付近に方向性電磁鋼板の異方性が効いてきます。鉄損解析の解析結果は、継目付近に損失が集中することを示しています。

コアに発生する鉄損分布

コア形状に応じた鉄損分布を確認できるだけでなく、鉄損を構成するヒステリシス損失とジュール損失に分けることで、それぞれの寄与度を評価します。

JMAGの機能 : 異方性磁化特性

方向性電磁鋼板に対して、容易方向と困難方向にそれぞれ磁化特性、鉄損特性を定義します。

漏れ磁束と漂遊損失の評価

磁気回路として評価が難しい漏れ磁束を正確に捉え、タンク壁に生じる漂遊損失を評価します。 損失分布を見ることで、タンク形状やトランスとの最適な位置関係を考慮した設計が可能です。

JMAGの機能 : 薄板メッシュ

タンクや遮蔽板などに対して層状メッシュを自動生成します。

JMAGの機能 : ディフィーチャリング

ステップラップ鉄心などの複雑形状を簡略化します。

絶縁耐久性を評価

局所的な電界分布から、巻線を含むトランスの絶縁耐性を評価します。

JMAGの機能 : 電界解析

巻線間に働く電界強度から絶縁耐性を計算します。

発熱現象

コアの鉄損、巻線の銅損、タンクの漂遊を熱源とした熱解析により、コアやタン壁などにおける温度分布を確認します。

JMAGの機能 : 磁界と熱の連成解析

部品各部で生じた銅損、鉄損および漂遊損を発熱源とした温度を求めます。

振動/騒音

コアに発生する電磁振動と磁歪振動をそれぞれ求めることで、振動現象に対する寄与度を比較します。

JMAGの機能 : 磁歪特性

磁束密度に対する歪量を定義できます。
磁界と構造の連成解析、LMSVirtual.Lab連携により、部品各部に働く電磁力、ローレンツ力、磁歪等価力を加振源とした振動、騒音が評価できます。

巻線に発生する電磁力の評価

電力投入時に発生する過渡的な電流は、巻線に対して大きなローレンツ力を発生します。また、絶縁皮膜の局所的な摩滅を予測評価します。

JMAGの機能 : 電磁力の計算

コイルを流れる電流に働くローレンツ力、コアに働く電磁力を計算します。




並べ替え条件
新しい順
古い順
閲覧数順
    • アプリケーションカタログ

    221 – 磁性めっき線チョークコイルの高周波抵抗値低減効果の確認

    チョークコイルは高周波電流のフィルタリングを目的とした電子部品です。チョークコイル内部で発生する電流は、表皮効果、近接効果、ギャップ付近の漏れ磁束による電流の偏りのため、素線内や素線間で分布を持ちま…

    2018-10-24

    • アプリケーションカタログ

    235 – リアクトルのコア漂遊損解析

    コンバータの基幹部品である高周波リアクトルを設計する上で、電圧変換に必要なパラメータとなるインダクタンス、損失は重要な要素となっています。

    • アプリケーションカタログ

    202 – 電力用変圧器のコア漂遊損失解析

    漂遊損失は主として巻線からの漏れ磁束により発生しますが、漏れ磁束の影響は巻線に近い構造物ほど受け易くなります。漂遊損失が損失全体に占める割合は、必ずしも大きくはありませんが、局所的な発熱が生じること…

    • アプリケーションカタログ

    203 – 電力用変圧器の無負荷試験解析

    大型の電力用変圧器は、産業インフラを支える機器として高い安全性が求められますが、大型ゆえに実際の負荷を接続した試験は不可能です。このため、無負荷試験、短絡試験など特殊な回路構成で試験を行います。

    • アプリケーションカタログ

    238 – 直流重畳を考慮したリアクトルのヒステリシス損失解析

    コンバータの基幹部品である高周波リアクトルを設計する上で、電圧変換に必要なパラメータとなるインダクタンス、損失は重要な要素となっています。

    2018-03-05

    • アプリケーションカタログ

    232 – リアクトルの交流損失解析

    コンバータの基幹部品である高周波リアクトルを設計する上で、電圧変換に必要なパラメータとなるインダクタンス、損失は重要な要素となっています。リアクトルのコアにギャップを設けることによって、コアが磁気飽…

    2018-03-02

    • アプリケーションカタログ

    206 – 磁界と熱流体連携による油入変圧器の温度解析

    電力用の大型変圧器は発電所で発電された高圧の電力を送電用に変圧するためなどに用いられます。変圧器の構造として、冷却と絶縁のために変圧器本体を納めたタンク内を絶縁油で満たした油入変圧器が多く用いられて…

    2018-02-20

    • アプリケーションカタログ

    204 – リッツ線を用いたスイッチングトランスの銅損解析

    フライバックコンバータは、スイッチング電源を実現する小電力向けの電源回路として幅広く使用されています。部品点数が少なく簡単な構造のため、製造時のコストを抑えた電源回路を実現することができます。電源回…

    • アプリケーションカタログ

    185 – 大型変圧器の漂遊損の解析

    変圧器は長期にわたる運用が想定されるため、損失によるランニングコストを抑えることが重要な設計指針のひとつです。損失には巻線の銅損、コアの鉄損、また容量の大きな変圧器ではコアから漏れ出す漏れ磁束による…

    • アプリケーションカタログ

    184 – 磁歪を考慮したリアクトルの音圧解析

    リアクトルは電気系統に関わる様々なシステムの中で利用されています。例えば、インバータとモータの間で電流脈動を平滑化する役割を担います。一方で、リアクトルの振動騒音が問題となってきており、解析での対策…

    • アプリケーションカタログ

    158 – マイナーヒステリシスループを考慮したリアクトルの直流重畳特性解析

    DC-DCコンバータなどで使用される高周波リアクトルは、直流電流に加えてスイッチングに伴う高周波電流が流れます。リアクトルの性能として、交流成分が重畳した幅広い直流電流領域で安定したインダクタンス特性をも…

    2018-02-19

    • アプリケーションカタログ

    152 – 電力用変圧器コイルの短絡時電磁力解析

    変圧器は電磁誘導を利用して、交流電力の電圧を変換する電気部品です。電力変換時、変圧器のコイルには電流と磁界による電磁力が発生します。特に異常時に短絡電流が流れると、大きな電磁力が発生してコイルが変形…

    • アプリケーションカタログ

    151 – 電力用変圧器の絶縁評価解析

    トランスは電磁誘導を利用して、交流電力の電圧を変換する電気部品です。トランスの中でも電力変換に用いられている電力用変圧器では、巻線に非常に高い電界が加わるため、巻線構造、絶縁材、絶縁構造などの絶縁技…

    • アプリケーションカタログ

    148 – 電源トランス(フライバックコンバータ)の損失解析

    フライバックコンバータは、数十Wクラスの小型容量電源の代表的な方式の一つです。構造が簡単で廉価なことから、おもに昇圧用のコンバータとして、家庭用電気製品を中心に広く利用されています。近年は小型スイッチ…

    • アプリケーションカタログ

    146 – トランスの漂遊損の解析

    変圧器は長期にわたる運用が想定されるため、損失によるランニングコストを抑えることが重要な設計指針のひとつです。損失には巻線の銅損、コアの鉄損、また容量の大きな変圧器ではコアから漏れ出す漏れ磁束による…

    • アプリケーションカタログ

    143 – 空芯コイルのインダクタンス解析

    チョークコイル、チップインダクター等の電子部品は自身が持つインダクタンスを利用して電磁ノイズ対策等に使用されます。中でも空芯コイルは、コアを有するものと比べインダクタンスが小さいですが、非線形磁化特…

絞込み検索