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蛍光灯用磁気安定器に使われている『磁気漏れ変圧器』についてわかりやすく教えてください。

ネットで調べてはみましたがwikipediaに書いてあることと同じことを書いてるところばかりでよくわかりません。

また何か図などがあればお願いします。

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A 回答 (3件)

磁気漏れ変圧器は漏洩インダクタンスが多いので、等価回路で表すとトランス(変圧器)の2次(高圧)側にインダクタ(リアクトル)が付いた形になります。



蛍光灯が真空で放電するのは始動時だけで、点灯時は水銀蒸気中で放電しています。
水銀の発光スペクトルは紫外線領域にあり、管壁に塗られた蛍光塗料で可視光に変えています。
同じ水銀蒸気でも、HIDランプのように高圧下で放電させると直接可視光が得られます。
放電中の蛍光灯は「負性抵抗」特性を示します。
負性抵抗のため、インピーダンス素子である安定器が無いと暴走します。

AC100V駆動の場合放電時の蛍光灯端子電圧から、30W以下ではただのインダクタで、32W以上に磁気漏れ変圧器が使用されています。
インバータは周波数を高くして、インダクタを小型軽量、高効率(点灯周波数を高くすると発光効率が上がる)にしています。
インバータでは電圧は高くならないので、30W以下はブリッジ整流、32W以上は倍電圧整流ですが、最近は「高調波電流規制」のため、「PFC(力率改善回路)」と呼ばれる「昇圧型コンバータ」が付加されることが多いです。
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とりあえず画像を届けます。


http://www.tdk.co.jp/techmag/inductive/200705/in …
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磁気漏れ変圧器やリアクトルの原理を易しく書くと次のとおりです。


鉄心部が一様ではなく途中に空隙が設けてあります。その部分は磁力線が通過しにくくなっています。道路に置き換えていうと、部分的に道が細くなっているようなものです。
負荷が少ないときは磁力線は流れますが、負荷が多くなって、磁力線が増えようとしても、途中に通りにくいところがあるので、磁力線は思うように流れません。その結果、反作用として電流を押さえます。よって、負荷の増加が抑制されることになります。
蛍光灯は真空放電をしますが、この場合は電気抵抗が非線形というか、不安定なので、電流が暴走する性質があります。安定器が入っていると、電流の暴走を抑えてくれます。
安定器の代わりに電気抵抗を入れても同じような効果は得られますが、損失が生じます。コイルだと損失が少ないので、安定器が使われます。
トランジスタを使っても同じような効果を得ることが出来ます。
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この回答へのお礼

早速の回答ありがとうございます。

なんとなくわかったような気がします(笑

お礼日時:2007/07/28 16:17

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しかし、なぜ、始動できないのかについての詳しい説明がない、当然であるかのような記述があります。
私が考えるところでは、界磁には励磁電流が流されることにより磁極が発生し、電機子(固定子)には三相交流が流され回転磁界をつくるので、磁力線の中を電流が流れることから、電機子導体にはフレミングの左手により力が作用するが、固定されていることから、反作用により界磁が回転するのではないかと思うのですが・・・・
なぜ回転しないのか、その原理を教えていただけないでしょうか。
なお、初めから回転している状態であれば、引き続き回転するというのはそれなりに理解できております。

Aベストアンサー

#1お礼欄に関して
周波数0から引っ張り挙げる場合(簡単のために、回転子の角度を知るセンサがあるとします)
・回転子の角度(界磁磁界の方向)から、若干ずれた角度に起磁力ができるよう固定子に電流を流します。(このときは直流電流)
・トルクが発生して、回転子が回り始めます。
・ここで、固定子の電流位相を回転子の角度に対して進みの状態を保持する(自動的に、固定子につながった電源の周波数は上がっていきます)と、回転子はどんどん加速し、目標速度まで持ち上げることができます。

周波数一定の電源での起動
回転子が静止しているとき、固定子に定周波の電源をつなぐと、平均値が0の脈動トルクが発生します。回転子の機械的な時定数よりも電源の周期があるていど長ければ、回転子は脈動トルクで加速されて、回転を始めることができます。
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Aベストアンサー

#1です。
>V結線になると電源が1つなくなりベクトルが1本消えるということですよね?
●変圧器のベクトルとしてはそのとおりです。

>なぜ2つの電源の和を「マイナス」にして考えることができるのかが疑問なのです。
●もっと分かりやすいモデルで考えてみましょう。
乾電池が2個あってこれを直列に接続する場合ですが、1個目の乾電池の電圧をベクトル表示し、これに2個目の乾電池の電圧をベクトル表示して、直列合計は2つのベクトルを加算したものとなりますが、この場合は位相角は同相なのでベクトルの長さは2倍となります。

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いやいや電線は普通交流なんだから、電圧は上がったり下がったりしているんだろう・・・
そしたら対地電圧0Vってなによ???

・・・みたいな感じで、すっかり沼にはまってしまっております。
詳しい方、どうか中学生に教えるような感じでわかりやすく解説してください(´・ω・`)

Aベストアンサー

#1お礼欄に関して、

通常の屋内配線では、
常時電線に対地100または200Vがかかっていることによる危険性
トラブルがおきたときに電線が対地6600Vになる危険性
どちらを避けますか?(どちらの方が対策が楽ですか?)という話になるかと思います。

一部特殊なところでは、一次二次の接触がおきないように十分な配慮をしたうえで、対地100Vによる感電(だけじゃなかったかも)を防止するために二次側を浮かしている、というところもあると聞いたことがあります。(医療関連だったかな。)

三相の電圧
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ここで、v相を接地すると、中性点の対地電位が-Vv=-115sin(wt-2π/3)になり、
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#1お礼欄に関して、

通常の屋内配線では、
常時電線に対地100または200Vがかかっていることによる危険性
トラブルがおきたときに電線が対地6600Vになる危険性
どちらを避けますか?(どちらの方が対策が楽ですか?)という話になるかと思います。

一部特殊なところでは、一次二次の接触がおきないように十分な配慮をしたうえで、対地100Vによる感電(だけじゃなかったかも)を防止するために二次側を浮かしている、というところもあると聞いたことがあります。(医療関連だったかな。)

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Q普通のヒューズと包装ヒューズはどう使い分けるのでしょうか?

普通のヒューズと包装ヒューズはどう使い分けるのでしょうか?

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非包装ヒューズは安価に作成出来ますが、溶断した時にまわりに飛び散る可能性があります。
包装ヒューズは溶断した物が飛び散る可能性は無くなりますが、極まれに包装物に蒸着してリークする事が考えられますが、一般的にはショートなどの状態が変わっていなければ再度蒸発してしまうので問題にならないことが多いです。

Qタンジェントとアークタンジェントの違い

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Aベストアンサー

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 tan60°=√3
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 arctan√3=60°
などのように、数値を入力すると角度が出てきます。

そして、タンジェントとアークタンジェントの関係は、
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逆関数というのは、原因と結果が逆になるような関数です。
例えば、
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  1  →アークタンジェント→45°
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こういう関係を、「逆関数」というんです。

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Q突極型と円筒型

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Aベストアンサー

お使いの電験3種のテキストに形状や構造の記載はないでしょうか?そのテキストにないなら電気機器の参考書を探してみてください。
単純に文章だけを覚えても身につきません。構造を知り、その背景を知り、実際に極数や回転数、周波数の関係を計算してみて初めて身につきます。
3種を目指すなら過去問を整理して4分冊(基礎・電力・応用・法規)のタイプを選んでください。
さらに、電気工学ハンドブックかポケットブックを学習机の横に置いていつでも参照できるようにしておいてください。(1冊5万円は高いと思うか、参考書代全部あわせても10万円以下じゃないかと考えるかどっちが確実に資格が取れると思いますか?)

タービン発電機(火力)は50Hzを作るために3000rpmで回転します。
3000rpmで50Hzを作るのに必要な極数は2極で、巻き線コイルの数は3個(120度ずつずれた位置に配置)になります。
高速回転に耐えるように回転子の直径を小さくし、回転子の表面に溝を切り、コイルの銅線を埋め込んでいます。

水車発電機は水車の構造から速度に制約をうけて100-1000rpmと低速です。この回転数で50Hzを作るために極数を増やして出力を合成しています。
起磁力をつくるためにはコイルの巻き数を増やすか、流す電流を増やす(電線を太くする)必要があり、コイルの小型化は限界があります。そのためたとえば10極のコイルを配置するためには発電機の直径を大きくし、一番外側にコイルを並べてスペースを作ることになります。そこで中心部は中空で外側に断面がハンマー状の鉄心を置き、そこにコイルを並べていくので突極といいます。
直径が大きくなることから遠心力が大きくなるので発電機の構造上からも回転数に制約が出ます。

こういった背景がわかると速度リレーの設定値(105%)とか技術基準の規定がわかってきますし、実務上も保守管理のポイントとか事故時の原因解明に役立ちます。

ぜひ栄冠を目指してがんばってください。

なお、質問内容に対する回答は入っていませんが、入門編としては東京電力の電力講座をご覧になることをお勧めします。

参考URL:http://www.tepco.co.jp/kouza/

お使いの電験3種のテキストに形状や構造の記載はないでしょうか?そのテキストにないなら電気機器の参考書を探してみてください。
単純に文章だけを覚えても身につきません。構造を知り、その背景を知り、実際に極数や回転数、周波数の関係を計算してみて初めて身につきます。
3種を目指すなら過去問を整理して4分冊(基礎・電力・応用・法規)のタイプを選んでください。
さらに、電気工学ハンドブックかポケットブックを学習机の横に置いていつでも参照できるようにしておいてください。(1冊5万円は高い...続きを読む

Q発電機の非同期投入による事故例について

自立運転でも系統連系にしろ、複数の発電機を並列運転させるには、『起電力の大きさ・位相・周波数が等しい』事が条件で、その際、同期検定器を用いるわけですが、同期検定を行わず接続した場合、どのような事故に至るのでしょうか?また、実際に非同期にて系統連系に接続し事故を起こした例などあるのでしょうか?宜しくお願いします。

Aベストアンサー

 事故例はいくつか知っていますが,具体的どこでとは申し上げられません。
 とある火力発電所での1例をあげると,同期検定器が不調で試験をしていたところ,発電機につながる断路器を開放しないで試験したので,同期条件が揃って遮断器が投入されました。必然的に発電機が系統に接続されて,発電機が誘導電動機の如く起動してしまいました。
 この場合一番深刻なのは,回転子に誘導電動機の如く電流が流れた事による,回転子構造物の電蝕の発生です。
 電蝕により,金属が焼き入れされた様になって脆くなり,長時間の運転の後に焼き入れ部からクラックが進展し,回転子破損に至る事です。
 タービンミサイルという言葉がありますが,毎分3000回転とか3600回転で運転している数10トン~数100トンある回転子が運転中に破損した場合,部品がミサイルの如く飛散する事故となります。タービンや発電機が火薬を装填している訳ではありませんが,鉄の塊が高速で飛散したらどうなるか・・・。
 当然先の例では,他の部分も含め,回転子も徹底的に修理されました。


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