変圧器の残留磁束について

質問

変圧器を直流脈流で動作させたいのですが　交流ならばコア内の残留磁束が打ち消されるでしょうけど　直流ならば残ると思いますが　この残留磁束をモートルのくまとりコイル状のもの（又はコイル＋コンデンサー）を設けて位相の遅れた起電力で打ち消すことはできないでしょうか　又は　細隙を設けて永久磁石をコアに残留磁束を打ち消す方向に設けてはだめでしょうか

回答No.3

tnt · ベストアンサー

no.2です。

こういっては申し訳ありませんが、直流起因の現象と交流起因の現象がごっちゃになっていませんか？

まず、効率よくという事ですが、直流を流している限り、
何をやっても効率は低下します。
（磁気回路に余計な磁気が流れるため）

ただ、なぜ直流を変圧器に流さなければならないのかがよくわかりません。コンデンサ１つで直流は阻止できますし、本当に効率を求めるのならチョッパを使うべきです。
この場合は直流も交流になりますし、周波数も任意に選べますから、設計さえちゃんとやれば非常に効率の良い物ができあがります。

つぎに、コイルで発生する位相の遅れた電流は、交流分に起因します。一方、残留磁束は直流分に起因します。
つまり、全く別々の物です。
このため、普通は最適な補償量は得られないでしょう。
そして、もしもここで位相の遅れた電流を発生させる
事ができたとしても、ここでは一番大切な変圧動作を
させるための交流分を消費しています。
つまり、効率は悪化します。

元は脈流ですから、交流分＜直流分ですので、
交流分を使って直流分をコントロールしようとすると
変圧器の出力は無くなってしまうわけです。

最後に、変圧器に外部から磁気を掛ける件ですが、
やってやれないことは無いけれど、
それによるメリットは全くありません。
何故なら、変圧器の動作は電流で生じるのではなく
電流変化で生じるからです。
また、この磁気を掛ける部分は
磁気回路からみると磁気の抵抗として存在することに
なりますが、これも効率を低下させる原因となります。

直流が掛かって性能が低下するのは
十分な磁気回路が無い場合（つまりコアが薄すぎる場合）
ですが、その場合も一ランク上のサイズのコアに変えれば
問題は無くなるのが普通であり、
変調トランス、DC重旦型パルストランス、
オーディオのアウトプットトランス等は
この考え方で設計されていて、
特に問題は生じていません。

お礼

分かりました　私の悩みはコアの容量を大きくする事で解決できるようですね、　長々と回答頂き有難う御座いました。

回答No.2

tnt

なぜ、残留磁束を消そうとするのでしょうか？

確かに残留磁束はトランスに影響を与えますが、
あらかじめそれを含んで設計されていて、
それで定常状態となるのなら
問題はありません。

それでまずいのでしたら、
整流回路のチョークコイルや
ＡＭ送信機の変調トランスは動作しなくなってしまいます。

さて、ご質問の回路ですが、
位相の遅れた....は、申し訳ないですが
良く理解できずにいます。
というのは、位相が変わるとしたら、
その元は交流だからです。

また、ギャップをもうけて永久磁石でというのは
トランスとしての性能を落としてしまう可能性が
高いです。
（磁気回路が切れる形になるため）

ただし、トロイダルコアでもともと
ギャップが必要なトランスに永久磁石を
くっつけるとしたら、
それが本当に”永久”磁石なら、
改善される可能性があります。
普通は、磁石が消磁されてしまうか、
逆の方向に帯磁してしまうかだと思いますが。

補足

回答頂き有難う御座います
１．本案は直流矩形波を入力する電源回路に使用したいと思っております　なるべく効率良くと考えています。
２．私の電気的知識のレベルが低いので申し訳ありませんモートルのくまとりコイルは　たしか位相が遅れて磁力を発するものと聞いたように思うのですが　位相が遅れても同位相ならなんにもならないのかな？　コイル＋コンデンサーでは位相が遅れてコイル内を電流が逆流しませんかね
３．永久磁石をコアに作用させる件では　変圧器のコアは切断せずに外部から作用させてはと言う考えです。
　（知識の無い者ってとんでもない事を考える？）

回答No.1

ymmasayan

直流分の磁束はどうする事も出来ません。

お礼

そうですか　有難うごさいました