변압기란 철심과 권선을 가지고 교류전압을 받아 전자유도작용에 의해 전압 및 전류를 변성하여 다른 회로에 동일 주파수의 교류전압을 공급하는 장치
변압기 원리
- 권수비
\[a=\frac{N_1}{N_2}=\frac{V_1}{V_2}=\frac{I_2}{I_1}\]
\[E_1=N_1\frac{d\phi}{dt}=\frac{2\pi}{\sqrt2}fN_1\phi_m[V]\]
주파수 변화가 변압기에 미치는 영향(60[Hz]->50[Hz])
1)자속밀도 변화 : 6/5으로 증가
\[E=4.44 fN\phi I_m∝f B_m\]
\[\to B_m=\frac{E}{f}\]
\[\to \frac{B_{m50}}{B_{m60}}=\frac{\frac{E}{50}}{\frac{E}{60}}=\frac{6}{5}\]
2)히스테리시스손 증가
\[P_h=\sigma_h f B_m^n[W/kg]\]
\[n=1.6\sim 2\]
\[(\frac{50}{60})\times(\frac{60}{50})^{1.6-2.0}\]
3)와전류손 일정
\[P_e=\sigma_e(K_f\cdot f\cdot t\cdot B_m)^2[W/kg])\]
4)온도 상승
히스테리시스손 증가분만큼 상승
5)출력 및 전압변동률 감소
- 무부하손 증가로 출력 감소
- 내부 임피던스 감소로 전압 변동률 감소
6)소음증가
자속밀도 증가로 소음 증가
7)용량감소
5/6로 감소
8)가격상승
용량 감소에 따른 가격 상승
주파수 변화에 따른 변압기 적용방법
- 주파수 변환장치 적용
- UPS에 의한 주파수 변환
- 용량은 주파수 변환에 따라 부하에 공급