変圧器の特徴①(過去問にチャレンジ)解答

正解:(5)

解説

(1)変圧器の励磁特性①の通り、励磁電流と磁束の関係は、ヒステリシス特性により、バナナカーブと呼ばれる、増磁と減磁で異なる経路をたどる。このため、励磁電流に通常の正弦波電流を流すと、励磁磁束は歪んだ正弦波カーブを描くので、励磁磁束を正弦波形状にするためには、励磁電流に第3高調波成分をはじめ、多くの高調波成分を含ませた、ひずみ波にする必要がある。正解。

(2)変圧器の等価回路①の通り、鉄損電流は電圧V₁に対して同位相、磁化電流は電圧V₁に対して$\frac{π}{2}$遅れ位相である。正解。

(3)鉄損①の通り、ヒステリシス損=$K_1fB_m^2$、渦電流損=$K_2f^2B_m^2t^2$と表現出来るので、ヒステリシス損は周波数fに比例し、渦電流損は周波数fと鉄心に用いる薄鋼板の厚さtそれぞれの2乗(つまりf×tの2乗)に比例する。正解。

(4)変圧器の効率③の通り、変圧器の損失には主に鉄損と銅損があり,両者が等しくなったときに最大効率となる。また,負荷損の主なものは銅損で,負荷電流の2 乗に比例する。鉄損①の通り、無負荷損は周波数の影響を受けるが、電圧と周波数が一定であれば負荷に関係なく一定である。正解。

(5)変圧器の等価回路①の通り、変圧器の等価回路において,励磁回路は励磁コンダクタンスと励磁サセプタンスで構成される。両者を合わせて励磁アドミタンスという。励磁コンダクタンスに流れる電流は鉄損電流であり,励磁サセプタンスに流れる電流は磁化電流である。したがって、設問の記載が逆転している。誤り。

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