絶縁トランスの詳細: 原理と機能の説明

絶縁変圧器は安全変圧器としても知られ、入力巻線を出力巻線から電気的に絶縁するように設計された変圧器です。それらは、2 つ以上の結合された回路を電気的に絶縁するために使用されます。絶縁変圧器の主な機能には、機械のメンテナンスおよび維持時の安全な動作の促進、落雷からの保護、およびフィルタ機能の提供が含まれます。その設計により、通電中のコンポーネントとの偶発的な接触が防止され、より安全な作業環境が確保されます。

絶縁変圧器は、機械のメンテナンスや保護用途で一般的に使用される、必須の安全電源デバイスとして機能します。これらは、入力巻線と出力巻線の間の電気的絶縁が特徴です。通常、絶縁トランスは 1:1 のトランスで、入力側と出力側の電圧比が同じになります。たとえば、単相絶縁変圧器では、一次電圧と二次電圧が両方とも 220V であるため、機械のメンテナンスや電気絶縁が必要なその他の用途で安全な電気絶縁が確保されます。

さらに、三相絶縁変圧器では、一次電圧と二次電圧の両方が 380V となり、三相電力システム内の電気保護および絶縁用途に適しています。

絶縁変圧器の原理:

絶縁トランスの原理は、電磁誘導の基本原理を利用して入力巻線（一次巻線）と出力巻線（二次巻線）を電気的に絶縁するものです。主な目的は、絶縁損傷による通電コンポーネントや通電の可能性のある金属部品との偶発的な接触によって生じる危険を防ぐことです。

絶縁変圧器は、電磁誘導に基づく従来の乾式変圧器と同様に動作します。これらは、1 つ以上の巻線で囲まれた一次鉄心で構成されます。一次巻線が通電されると、磁界が鉄心を通って二次巻線に誘導され、それによって対応する電圧が二次巻線に誘導されます。ただし、従来の変圧器とは異なり、絶縁変圧器の巻線は直接電気的に接続されていません。磁気誘導を通じてエネルギーを伝達します。

絶縁トランスの原理の主な機能:

• 電気的絶縁: 絶縁トランスは入力巻線と出力巻線を電気的に絶縁し、それらの間の直接の電気接続を効果的に防ぎます。この絶縁は、回路間の電気的干渉やノイズの伝播をブロックするのに役立ち、システムの安定性と安全性を高めます。特に高電圧や危険な電位が存在する環境では、絶縁変圧器が偶発的な感電を防ぎます。
• 高周波ノイズの抑制： 絶縁トランスは高周波損失特性を持つ鉄芯材を採用しており、高周波信号やノイズを効果的に吸収・抑制します。これにより、干渉信号が制御回路やその他の敏感な回路に侵入するのを防ぎ、干渉に対するシステムの耐性と安定性が向上します。
• 個人の安全の保護: 電気システム、特に低電圧電源システムでは、通常、中性線 (ゼロ線) が接地電位に接続されます。これにより、通電中のコンポーネントにさらされると感電の危険が生じます。絶縁トランスは、二次側 (出力側) を接地電位に対してフローティングにすることで、人が通電している部品に接触した場合でも完全な回路の形成を防ぎ、感電の危険を軽減し、人の安全を確保します。

絶縁変圧器の一般的な用途:

• AC 電力線からの機器の絶縁: 絶縁変圧器の最も一般的な用途は、機器を AC 電力線から電気的に絶縁することです。たとえば、スイッチモード電源 (SMPS) では、絶縁トランスが一次回路を二次回路から分離し、回路の干渉や偶発的な感電を防ぎます。
• 安全な故障診断: 回路のトラブルシューティング中、絶縁トランスは安全な接地点を提供し、オシロスコープのプローブと主回路間の短絡を防ぎ、重要なコンポーネントと試験装置を保護します。
• 接地の問題の解決: 絶縁変圧器は、接地電位差によって引き起こされる安全上の問題を排除します。接地基準点を安全な場所に隔離することで、接地の問題による回路の短絡や損傷を防ぎます。
• 接地回路の診断と修正: 個別の接地リターンパスを持つ複数のデバイスが相互接続されている状況では、絶縁トランスを使用して接地回路の問題を診断および修正し、接地漏れ電流の原因を特定します。
• 高周波ノイズの抑制: 絶縁トランスは、高周波ノイズの伝達と回路間の干渉を低減します。それらの直列インダクタンスとファラデーシールドは、トランスの両端間の容量結合を効果的に抑制します。

結論として、 絶縁変圧器 電気絶縁、安全保護、干渉抑制を提供することで、電気システムにおいて重要な役割を果たします。これらは回路設計とメンテナンスにおいて不可欠なコンポーネントであり、システムの信頼性と安全性を確保します。

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