鉄損と周波数について

質問

よろしくお願いいたします。
変圧器（リアクトル）の損失を調べています。
スタインメッツの法則等で鉄損Pi=Ph+Pe=Kh x f x Bm^1.6 + Ke x f^2 x + Bm^2とあります。
過去に磁束一定で鉄損の周波数増加は鉄損増加（比例）と思っていたのですが
他の公式で一次電圧一定でPh∝V1/Fなど、周波数が反比例になっているものがあります。
なぜ反比例になるのでしょうか？

回答No.1

ohkawa3 · ベストアンサー

言葉の表記だけを頼りにして解釈することはお勧めできません。物理現象に基づいて正しく評価しましょう。

交流励磁でピーク磁束密度が一定値の場合、周波数が増加すれば損失が増加することは間違いありません。
損失のうち鉄心の損失は、ヒステリシス損と渦電流損に分けて考えることが一般的です。
交流励磁でピーク磁束密度が一定値の場合、正味のヒステリシス損は、周波数に比例して増加します。
一方で、渦電流損は、周波数の二乗に比例して増加します。
従って、ヒステリシス損と渦電流損の割合次第で磁束密度の1.6乗に損失が比例するという考え方は、誤差が生じる場合もあるとお考えいただくのが適切と思います。

ご注意頂きたいのは、周波数が変化する場合、印加電圧が一定で巻数を一定とした場合、周波数に反比例して磁束密度が低下するということです。磁束密度が低下するとに伴い、ヒステリシス損と渦電流損も低下します。ピーク磁束密度を一定とするか、巻線に印加する電圧を一定とするかによって、結果が異なる場合があるとお考えいただくのが適切と思います。

お礼

いつもお世話になってます。
詳しく説明頂きありがとうございました。
V=4.44ΦFNからV・巻き数固定であれば周波数上昇でBMが小さくなっていくという事ですね。

５０HZのリアクトルから４００HZのリアクトルを製作する場合、BMが１/8になりますので、
鉄損に関してはあまり気にしなくて良いのでしょうか？
自社の履歴で４００HZのリアクトル設計でBM値が５０HZ時の1/８倍でなく１/3倍程度になっていました。
これは巻き数（インダクタンス）とギャップが関係しているのでしょうか？

お時間とれればご教授お願い致します。