변압기(트랜스포머, 계전기)

변압기(트랜스포머, 계전기)

※ 목차

1. 설명

2. 원리

3. 종류

4. ferrite transformer 와 일반 철심코어 transformer 의 차이는??

5. 센터갭의 트랜스포머 권선법

6. 참고

-----------------------------------------------------------------2차 추가분

2차 추가분 자료 출처 : heracho96

쉽게 이야기 하면, 트랜스(trans)라는건 transformer의 약자 입니다. 흔히 현장에서는 그냥 trans라고 불러요...

transformer란 전압 또는 전류를 다른 값으로 변환하는 장치라고 할 수 있습니다. 주로 텔레비, 라디오. ADSL정류기, VDSL정류기, 핸드폰, 컴퓨터 등에 사용되는 것을 말하는 것이지요..

여기서 전력(Electrical Power)을 사용할 목적으로 전압을 조정하는 것은 변압기라고도 하죠,,, 현장에서는 변압기건, 정류기건 모두 transformer라고 합니다....
이해 하셨는지요??

transformer의 기본적 구성으로는 코일과 철심입니다. 코일은 구리선으로 감아서 만든 두 쌍 이상의 코일( 대부분이 두쌍임, 그러나 용도와 사용 inductance에 따라 4쌍, 6쌍까지도 있슴) 으로 되어 있구요..

철심이란 CORE입니다.CORE란 자성재료의 용어로서, Magnetic Powser Core의 약자 입니다. 일반적으로 철심은 자성재료를 사용하는데, 사용하는 transformer의 용도 및 사용 inductance, dc-bais특성 등에 따라 재질이 정해집니다. 주로 Fe-Si-Al(Sendust라고함)계열의 재질이 가장 많이 사용되며, 퍼말로이(Permalloly)계통의 Ni-Mo-Fe(MPP:Molypermalloy powder core)와 Ni-Fe(High Flux Core)가 가장 많이 사용되고, 가장 저가인 Ferrite등을 사용합니다.

철심의 형상은 여러가지가 있습니다.
주로 코일을 둘러싸고 있는 형태와 코일 속 안에 있는 것도 있습니다.
즉 동그란 도우넛 형(전문용어로 Toridal type)과 EE형, EF(알파벳 모양)등 여러가지가 있습니다. 여러 형상을 낼 수 있는게 산업체의 기술입니다.

그러면 TRANSFORMER를 사용하는 이유는 과연 무엇일까요?
1) 전기 회로의 임피던스 정합을 취하여, 전기적인 효율의 증가를 꾀하고
2) 회로를 교류적으로 결합해 놓아서 직류적으로 분리하여 설계하기 쉽게 하기 위해서...
3) 1차. 2차 코일의 전압을 변화시켜 그것에 따른 전류의 감소 또는 증가를 꾀하기 위해서..
대충 이렇게 요약할 수 있습니다.

사용용도 와 사용주파수 등을 고려하여 상업화 된 TRANSFORMER 를 요약하면
1) Power Transformer: 정밀도를 요구하는 계측기 등에 사용되는 trans.
2) Switching Trasformer: 고주파에서 사용되며, SMPS용 trans.
3) UPS &AVR Transformer : 대용량 전압에 대한 transformer ==> 가장 고가
4) Adapter Transfomer : 일반 아답터 용.

5) 그외... 추가..(사전에서 참고)

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펄스변성기 [pulse transformer] 

요약 - 펄스회로에서 전원(電源)의 분리나 펄스의 결합 ·분배 등에 사용되는 변성기.

본문 - 파형 왜곡을 줄이기 위해 누설 인덕턴스와 표유(漂遊)용량은 작게, 여자 인덕턴스는 크게 설계한다.

 

 

변류기[變流器] (Current transformer)

CT라고 하는 계기용 변성기의 일종인데 대전류특성에 사용하는 것. 변압기와 같이 일차, 이차의 양권선으로 되어 있으며 대전류를 변성기로 소전류로 하여 측정하는 것인데 봉형(棒型)과 권선형(捲線型)이 있으며 전자는 일차권선이 한 가닥의 도선의 것으로 과부하(過負荷)에 견딘다. 그리고 CT의 이차정격은 5A로 정하고 있다.

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이정도로 요약할 수 있어요..

많은 도움이 되었는지 모르겠네요~~

==================================================================== 추가분

아래 추가분 자료 출처 : shanelia( shanelia@naver.com )

 

변압기의 한 권선 양단에 교류를 인가하면 나머지 권선에 권선의 감은 수에 비례하는 전압이 나타나는 것이 변압기입니다.



흔히 쉽게 말하면, 교류전압에 의해 교류자기장이 생이고, 이 교류자기장에 다시 전압이 유도되는 원리라고 설명하기도 합니다. 그런데, 이것은 매우 정확하지 않은 설명입니다. 암페어의 법칙에 의하면 자기장은 전류에 의해 생기는 것이며 이것은 만고불변의 진리인데, 전류의 언급없이 자기장의 발생을 논하기는 곤란합니다. 좀 더 정확하고 세밀한 원리를 수식없이 최대한 쉽게 설명해 보겠습니다.



변압기의 권선에 교류전압이 인가되면 이 권선에는 미세한 교류전류가 흐르고, 이 전류에 의해 권선 내부를 관통하는 교류자기력선(교류자속)이 발생하는데(암페어의 법칙), 자기력선을 잘 통과시키는 변압기의 코어(철심 같은 것을 말함) 덕분에 이 자기력선이 코어 내부에 갇히고 코어는 자화가 됩니다. 그래서, 전압을 인가한 변압기 권선의 이 미세한 전류를 자화전류라고 하지요.



코어 내부에 발생한 이 교류자속은, 패러데이의 법칙에 의해 코어의 다른 부분에 감겨있는 권선에 유도 기전력을 발생시키는데, 이 기전력의 크기는 교류자속의 시간에 대한 변화율과 그 권선의 감은 수에 비례합니다.



그런데, 여기서 생기는 의문이 있습니다. 왜 가해준 전압과 동일한 모양의 전압이 나머지 권선에 나타나는가?



교류자속에 의해 생기는 이 유도 기전력은 마치 직류모터의 역기전력처럼 교류전압을 인가한 권선 자체에도 발생합니다. 그래서, 변압기의 권선은 그냥 도선인데도 불구하고 교류전압을 가했을 때 단락되는 것이 아니라 인덕터와 같이 가해준 전압을 받치는 힘이 생기는 것입니다. 만일 발생된 기전력이 인가한 전압보다 작은 경우라면 즉시 자화전류가 증가하면서 코어의 자속변화율을 높여 더 큰 기전력이 생기게 되고, 반대로 기전력이 인가전압보다 높은 경우라면 자화전류가 즉시 감소하여 자속변화율을 낮추어 기전력을 낮추어, 전압을 인가한 권선에 흐르는 자화전류는 인가한 전압과 똑같은 전압을 유도할 수 있는 교류자속을 만들게 됩니다. 따라서, 변압기의 다른 모든 권선에도 인가전압과 똑같은 모양의 전압이 권선 감은 수에 비례하여 나타나게 됩니다.



지금까지 설명드린 내용을 이해하신다면, 직류변압기도 만들 수 있다는 희망을 가지시게 될 것입니다. 맞습니다, 직류변압기의 동작에 이론적으로 아무런 하자가 없습니다. 다만, 자화전류가 계속 증가함에 따라 코어에 생기는 자기력선이 무한정 증가하지 못하고 어느 점에서 포화가 됩니다. 이 점에 이르면 더이상 전류변화로 인한 자속변화에 대해 유도기전력이 발생하지 않으며, 변압기 권선이 인가전압을 지지하지 못하고 단락되어 대전류가 흐르면서 변압기 권선이나 회로의 다른 부분이 손상됩니다.



전류에 비례해서 무한히 증가하는 자기력선을 감당할 수 있는 코어물질만 있으면 직류변압기도 만들 수 있습니다. 아르키메데스가 지구를 들 수 있는 것 처럼.