変圧器の特性試験方法で巻線抵抗試験方法というものがあるそうですが、式の意味が解らない事と、油中変圧器の場合の試験の時、周囲温度というのは何を測ればいい仲を教えて下さい。

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A 回答 (3件)

かなり行き違いが有ったようです。

どうやら巻線抵抗試験だけでなく温度上昇試験もやられたようですね。もう一度、最初から整理してみます。
まず巻線抵抗試験は常温(または非使用時)の直流抵抗を測ります。この抵抗値は他のいろんな試験の基礎的な数値となります。(補足の回答は忘れて下さい)
次に、無負荷試験、短絡試験、温度上昇試験が有ります。
温度上昇試験では定格負荷に近い負荷を掛け、温度が定常状態(コイル温度、油温共一定値)になるまで(相当長時間かかる)放置したあと、電源を切って、すぐにコイルの抵抗値と油温を測ります。コイルの抵抗値からコイルの温度を計算しますが、電源を切るとコイル温度が急激に下がり、抵抗値も変化するので何回か測定して、時間と温度のグラフを書き、このグラフから時間ゼロの時の温度を推定します・
このとき油温は変圧器のケースの温度と考え、コイルの温度は、絶縁物が耐えられる規格の温度を越えていないことの証明となります。
温度上昇試験の方法の詳細は下記のURLをご参照下さい。

参考URL:http://lib1.nippon-foundation.or.jp/1998/0145/co …
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この回答へのお礼

質問の意味をうまく伝えられなく申し訳ありませんでした。今回のアドバイスを参考にさせていただき早速再度試験を行ってみます。本当にありがとうございました。

お礼日時:2001/02/18 23:36

補足、了解です。


試験方法に誤解があります。
抵抗測定は常温で1回だけ(平均でもよい)行い、後はすべて計算で行います。
抵抗温度係数、全負荷時の湯温、一次側電流、二次側電流などは、すべて仮定か計算値です。
測定は正しいと思いますので後は全て「計算」でおやりになってください。
温度の推定→コイル抵抗の推定→1コイルの損失推定→全コイルの損失推定
で銅損が求まります。
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この回答へのお礼

回答いただきありがとうございました。
上記アドバイスの
(1)抵抗温度係数、全負荷時の湯温、一次側電流、二次側電流
(2)1コイルの損失推定→全コイルの損失推定
について平易な説明または、参考文献等のアドバイスをお願いします。

一回目のホームページを参照しましたが今ひとつ理解までに行っていません。

お礼日時:2001/02/18 13:18

巻線抵抗試験とはコイルの抵抗を測って、全負荷時の銅損(コイルの発熱によるロス)を推定するものです。


試験時のコイル温度と抵抗値から銅線の抵抗温度変化を加味して、全負荷時のコイル温度における抵抗値を推定するわけです。
全負荷時の電流の2乗に全負荷時のコイル抵抗を掛けると損失電力がでます。
全コイルについて合計すると銅損が求められます。
あとのロスとして鉄損その他がありますが別の方法で試験します。
試験時の周囲温度とはもちろん油の温度ですが、通電しないで長時間放置して、コイル温度と油温が等しいことが条件です。
詳しい試験方法は次のURLでどうぞ。

参考URL:http://lib1.nippon-foundation.or.jp/1998/0145/co …

この回答への補足

回答いただきありがとうございました。
昨日、巻線抵抗試験を行いました。巻線抵抗を低抵抗計で測定前後で測定し、油温については、ガラス管の棒温度計で測定しましたが、抵抗の変化が少なく巻線の温度変化がマイナスとなりました。油温は、変圧器の構造上給油穴より差込んでの測定の為、巻線より離れていた為間違った結果になったのか再度アドバイスをお願いします。

補足日時:2001/02/18 11:17
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Q抵抗法によるモータの巻き線温度の計測

抵抗法によるモータの巻き線温度の計測

こんにちは。
抵抗法でモータの巻き線温度を計測しようとしていますが、分からないことがあるため質問させて頂きます。

抵抗法で巻き線の温度を算出するためには、下記のパラメータが必要だと思います。

・動作前のモータの温度(周囲温度と同じとみなす)
・動作前のモータの巻き線の抵抗値
・動作後のモータの巻き線の抵抗値

ここでわからないのが、動作後の巻き線の抵抗値の計測方法です。

モータに通電したままの状態で抵抗値を計測することはできません。
しかし、モータへの電源供給を遮断するとモータの温度、抵抗値は急速に低下するため、
最大値を計測することは困難です。

時間経過による抵抗値の推移から近似的に算出できないかと考えているのですが、
どのような近似(1次近似、指数近似等)が妥当であるかが判断できません。

長文で申し訳ありませんが、ご存知方がいらっしゃいましたらご回答よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

モータの熱時定数を考慮して指数近似が妥当です。

モータ巻き線が電気子に巻かれているDCモータの場合と、固定子
に巻かれているブラシレスDCモータあるいは交流モータなのか
文面からはわかりませんが、巻き線の巻かれている部分は熱的に
ある熱容量を持っています。その熱容量のおかげで、放熱(過熱も
同じですが)は熱時定数を持ちます。モータ巻き線の遮断直前の
温度をTwmax、周囲温度Ta、モータ巻き線の熱時定数をτとすれば、
モータ遮断後のモータの巻き線温度Tw(t)は概略

 Tw(t) = (Twmax - Ta)EXP(-t/τ) + Ta (1)

の関係式で下がってゆきます。式(1)でT=0がモータ遮断の
瞬間です。巻き線の熱時定数はモータの巻き線部に熱伝対等の
温度センサを取り付けてモータを回転しないようにロックした状態で
モータが壊れない程度の少ない電流を一定時間(2時間くらい(モータ
の大きさによるが)流し続け、巻き線温度が一定になって安定したら
電流を遮断します。電流遮断後から時間と巻き線温度(温度センサの
電圧)を連続的に測定して測定結果から熱時定数を割り出します。

実際のTwmaxの測定ではモータ遮断後から実際に巻き線温度を測定開始
するまでの正確な遅れ時間tdelayを測定しておきます。


 ここで式(1)を書き換えて、

 Twmax = {Tw(t) + Ta(EXP(-t/τ) - 1)}/EXP(t/τ)  (2)

を得ます。

この式に巻き線温度開始時の最初の測定温度 Tw(tdelay)とt=tdelay と 
熱時定数τを式(1)に代入すればTwmaxを逆算できます。

モータの熱時定数を考慮して指数近似が妥当です。

モータ巻き線が電気子に巻かれているDCモータの場合と、固定子
に巻かれているブラシレスDCモータあるいは交流モータなのか
文面からはわかりませんが、巻き線の巻かれている部分は熱的に
ある熱容量を持っています。その熱容量のおかげで、放熱(過熱も
同じですが)は熱時定数を持ちます。モータ巻き線の遮断直前の
温度をTwmax、周囲温度Ta、モータ巻き線の熱時定数をτとすれば、
モータ遮断後のモータの巻き線温度Tw(t)は概略

 Tw(t) = (Twmax - Ta...続きを読む

Q銅損試験と鉄損試験

変圧器で、無負荷試験を銅損試験、短絡試験を鉄損試験とも言うのは何故なんでしょうか?いくら調べてもわかりません。もしよろしければ教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

まず、質問内容が間違ってますよ。

<無負荷試験>
2次側を解放(無負荷)なら、理論上は1次側の消費電力もゼロです。しかし、鉄心に電流が流れて(渦電流という)電力を消費します。無負荷でも鉄心で損失する。→無負荷=鉄損

<短絡(全負荷)試験>
2次側を短絡すると理論上1次側も短絡状態になるはずです。しかし、銅線には抵抗分があり短絡にならず、これによって損失が発生します。短絡なら変圧器では損失=熱が発生しません。短絡しても銅線で損失する。→短絡=銅損

こんなもんでわかってもらえたでしょうか?

Qテスターでのモーターの抵抗の測り方。

古い二槽式洗濯機をいただきました。
テスターを使い、モーターの抵抗を測ろうとしたのですが、予想と違います。

方法は、
プラグの両端にテスターのテストリードを接続し、洗濯機のダイヤルを回してから抵抗を計測する、というものです。

洗濯機本体には、
洗濯槽:85W
脱水槽:35W
と書いてあり、電源は100Vなので、抵抗は((電圧)^2)/(電力)なので、
洗濯槽:118Ω
脱水槽:286Ω

しかし、実測値は
洗濯槽:8Ω
脱水槽:31Ω
とでました。

 これだと電流が過剰に流れるのでは、と心配です。
 試しにベンチグラインダー(まぁまぁ新品)で、同様のことを試してみました。
予想値:59Ω
実測値:6.0Ω
となり、違っていました。

 使ったテスターはデジタルのもので、200Ωのレンジで計測しました。
アナログのテスターを使っても、結果は似た感じでした。
 洗濯機はシンプルなもので、見えるものは洗濯槽用、脱水槽用モーターと、それに使われているコンデンサくらいです。
 パッと見では、モーターは焼けていなく、動きも正常です。

 私の計測の仕方がおかしいのだと思うのですが、 どこが間違っていて、またどうすれば、うまく計測できるのでしょうか?

古い二槽式洗濯機をいただきました。
テスターを使い、モーターの抵抗を測ろうとしたのですが、予想と違います。

方法は、
プラグの両端にテスターのテストリードを接続し、洗濯機のダイヤルを回してから抵抗を計測する、というものです。

洗濯機本体には、
洗濯槽:85W
脱水槽:35W
と書いてあり、電源は100Vなので、抵抗は((電圧)^2)/(電力)なので、
洗濯槽:118Ω
脱水槽:286Ω

しかし、実測値は
洗濯槽:8Ω
脱水槽:31Ω
とでました。

 これだと電流が過剰に流れるのでは、と心配で...続きを読む

Aベストアンサー

質問の要旨が計り兼ねますが…

洗濯槽も脱水槽もどちらも、モーターの話なので、モーターは、コイルで出来て(成り立って)いるので、純抵抗とは、話が違うと思うのですが…
どちらかと言うとリアクタンスの問題なので、そちらの計算式を立てた方が良い…
----
モーターの「数値」とは出力の話なので、消費電力のwと混同しては、話が成り立たない…

力率の問題も絡むので(0.7Kw略、1馬力)とは成らない(小型モーターは、力率が悪い)

Q変圧器の励磁電流と一次電流との違いについて。

変圧器について勉強しています。
そこで,1点引っかかっています。

励磁電流と一次電流との違いは何なのでしょうか?
勉強不足なものでよく分かりません…。

励磁電流は鉄心に主磁束を形成する電流と書かれています。
ですが,一次電流も同じでは???と思って混乱しています。

お手数ですが,どなたかお分かりでしたら
教えてください。

Aベストアンサー

一次電流とは一次巻線を流れる電流のことで、(1)励磁電流と(2)負荷をかけたことによって流れる電流のベクトル和です。質問者の疑問点はおそらく、後者の負荷電流も磁束を発生させる筈なのに、何故前者だけに限るのか、ということでしょう。一次側だけを考えると確かにそうですが、負荷電流は二次側にも流れており、一次と二次の負荷電流が作る磁束は大きさが同じで向きが逆なので打ち消しあって無くなります。だから、主磁束は励磁電流だけが寄与すると言ってもいいのです。
また、電流の位相も違います。損失を無視すると励磁電流は電圧に対して90度の遅れですが、負荷による電流の位相は負荷の力率次第です。もし純抵抗負荷であれば、電圧との位相差はゼロです。よって、(1)と(2)は別々に取り扱う必要があります。

Qモーターが焼損しているかどうか調べる方法

三相200vのモーターが焼損しているかどうかを調べるにはどうすれば最も良いでしょうか??メガテスターをつかって調べると良いようなのですがよくわかりません。匂いである程度わかりますが、もっと確信が持てる方法を知りたいと思います。どなたか詳しい方がいらっしゃったら教えてください。

Aベストアンサー

モータの主な故障原因とその確認法について私見ですが書いて見ます。
(1)ベアリング故障:小型モータであれば、軸を手で回転させて、滑らかに回るかどうかを確かめる。
(2)断線:テスターの抵抗レンジで、巻線間の抵抗値を測定する。アンバランスがあると断線の可能性あり。
(3)絶縁破壊:メガー(500V)で巻線と外枠の間の絶縁抵抗を測定する。JISC4004の基準では0.2MΩ以下が不良とされるが、これは水中ポンプなど使用環境の良くない場合であり、通常の環境なら1MΩを下回るようであれば要注意。
(4)総合:通電して無負荷で運転中の電流、振動、騒音、臭気などの異変を確かめる。

Qなぜ基準温度は75度か

回転機の実験をする際、予備実験として巻線抵抗の値を測定するというのがありますが、室温によって抵抗値はかわるということで、75度の時の値に換算しますよね。

友人が『なぜ75度か?』というのを考えていたようなのですが、『回っているうちに温度があがって75度ぐらいになるのではないか』という仮説で終わったようで、それを聞いて、本当はどうなのだろうか知りたいと思いました。

なぜ『75度』なのですか?

Aベストアンサー

回転機の巻線がその温度以上になると絶縁不良を起こすからです。

回転機の温度を75度と仮定するということは、その温度になる時が連続定格最大出力ということです。それ以上の負荷をかけると温度上昇により巻線の絶縁が保てなくなり壊れます。
抵抗は温度と共に上がりますから、低温時の抵抗値で計算すると温度上昇にしたがって電流が下がり、定格に達しません。したがって、定格内で最も抵抗値の高くなる「75度」で計算するのです。

Q油入変圧器絶縁油および巻線の温度上昇限度について

油入変圧器絶縁油および巻線の温度上昇限度について質問があります。


絶縁油および巻線温度の上昇限度がJECに設定されていますが、その理由がわかりません。
(調べてもなかなか載ってる文献を発見できません。)


絶縁物の最高許容温度が定まっているのは絶縁破壊を起こさないためであることは
理解できます(A種で105℃)。
この最高許容温度の観点から、周囲温度が40℃の時(基準周囲温度)に高負荷にて
絶縁物が最高許容温度に達することのないように温度上昇限度が決定されていると
思っていましたが、文献を調べていくと、どうやら温度上昇の基準周囲温度とは
「その時の周囲温度(夏は高く、冬は低い)である」
ではないかと思いました。


この解釈が正しいとすれば、周囲温度が5℃の場合、巻線の温度上昇限度(JECの
定めた値で60℃)を足し合わせると65℃となり、絶縁物の最高許容温度の
105℃よりかなり低い値となります。


このような場合、巻線温度上昇限度を設定する理由はあるのですか?

周囲温度が5℃の場合は、巻線温度上昇限度を100℃にしても
絶縁物の最高許容温度を超えないので、温度上昇限度は100℃で
問題ないのではないかと考えてしまします。


乱文で申し訳ありませんが、
(1)この解釈が正しいかどうか
(2)もし正しいとすれば、巻線温度および油温度上昇限度が定められている理由
(3)もし解釈が間違っていれば、正しい解釈

以上を教えていただけると幸いです。

また、もしできることならば、ご回答とともに参考文献のURLを貼っていただけると
大変助かります。

よろしくお願いいたします。

油入変圧器絶縁油および巻線の温度上昇限度について質問があります。


絶縁油および巻線温度の上昇限度がJECに設定されていますが、その理由がわかりません。
(調べてもなかなか載ってる文献を発見できません。)


絶縁物の最高許容温度が定まっているのは絶縁破壊を起こさないためであることは
理解できます(A種で105℃)。
この最高許容温度の観点から、周囲温度が40℃の時(基準周囲温度)に高負荷にて
絶縁物が最高許容温度に達することのないように温度上昇限度が決定されていると
思っていました...続きを読む

Aベストアンサー

JEC-2200(1995)2.8節で,
温度上昇とは「変圧器各部の測定温度と基準冷媒温度との差をいう」
基準冷媒とは「変圧器周辺の冷却媒体の温度を冷媒温度といい,
変圧器の温度上昇を定める時の基準となる冷媒温度を基準冷媒温度という」
と定義しています。
平たく言うと,冷却風取り入れ口の気温に比べて巻線が何℃上昇したか,が温度上昇です。

> 温度上昇の基準周囲温度とは
>「その時の周囲温度(夏は高く、冬は低い)である」
その通りです。

なぜ,温度上昇を規定するかと言うと,
温度試験のしやすさ,温度試験データの使いやすさ,から来ているようです。
すなわち,冬場は冷却風も冷たく,巻線温度も低い。夏場は冷却風が暖かく,巻線温度も高い。
しかし,その温度差は,変圧器内で発生する熱量(損失)と冷却系の熱抵抗(冷却性能)で決まります。
よって夏場でも冬場でも,その温度差(温度上昇)はほぼ同じになります。

常規使用状態で,周囲空気温度は最高40℃と定めています(3.1節)。
巻線の温度上昇限度を50Kとすれば,
夏の暑い日でも冷却風温度が40℃を超えない条件で,
巻線温度を90℃以下に保証できます。

逆に,周囲温度が5℃の寒い日であれば,多少,過負荷運転しても,
巻線温度は許容最高温度を超えない事になります。
周囲温度が5℃なら,温度上昇が85Kあっても巻線温度は90℃なので,
機内発熱量と温度上昇が比例するとして,
85/50=1.7倍の発熱してもかまわない,
すべてを負荷損として,
定格の1.3倍の負荷電流を流してもかまわない,
という計算になります。


> 周囲温度が5℃の場合は、巻線温度上昇限度を100℃にしても
> 絶縁物の最高許容温度を超えないので、温度上昇限度は100℃で
> 問題ないのではないかと考えてしまいます。

例えば,寒冷地で夏でも周囲温度が5℃以下の環境なら,
温度上昇限度は,JECによらず,100Kとかに指定して特注品を
作ってもらう事も出来ると思います。

JEC-2200(1995)2.8節で,
温度上昇とは「変圧器各部の測定温度と基準冷媒温度との差をいう」
基準冷媒とは「変圧器周辺の冷却媒体の温度を冷媒温度といい,
変圧器の温度上昇を定める時の基準となる冷媒温度を基準冷媒温度という」
と定義しています。
平たく言うと,冷却風取り入れ口の気温に比べて巻線が何℃上昇したか,が温度上昇です。

> 温度上昇の基準周囲温度とは
>「その時の周囲温度(夏は高く、冬は低い)である」
その通りです。

なぜ,温度上昇を規定するかと言うと,
温度試験のしやすさ,温度試験...続きを読む

Q電機子巻線抵抗と界磁巻線抵抗について

直流機の問題ではよく電機子巻線抵抗と界磁巻線抵抗を使う計算があります。その中で、電機子巻線抵抗はいつも0.何Ωであるに対して、界磁巻線抵抗は何十Ωもあります。同じ巻線だと思いますが、なぜそんなに抵抗値の差が出ますか。使用する量もそれほど差がないだと思いますが、なぜですか。
ご教授よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>界磁巻線についてですが、外付け抵抗を使うのが普通ですか。

直流機を速度調整するためには,電機子電圧か界磁電流を調整します。
界磁の方が電力が小さいので,界磁を調整する方が手軽です。
分巻界磁でしたら,界磁回路に可変抵抗器を挟む場合が多いと思います。
他励界磁でしたら,励磁電源を可変電圧にすれば,可変抵抗は不要です。

>可変抵抗を外付けしない時は、その巻線抵抗値はどう調節しますか。
>巻線の量を増やす、または抵抗率の大きい巻線を使うことですか。

界磁巻線の設計としては,
1)電機子鉄心の飽和磁束から,ギャップの磁束密度を決める。
2) 機械的要求とスロット高調波の要求などから,ギャップ長を決める。
3) 界磁巻線に必要な起磁力(アンペアターン)が決まる。
4) 使いやすい電圧,電流になるよう巻数と巻線直径を決める。
という段取りです。
例えば100アンペアターン必要だとして,
1A×100回巻にするか,10A×10回巻にするかは,
自由度があります。使う電源をにらみながら,
適当な電流値になるように巻数を決めます。
界磁鉄心の周長から巻線全長は決まりますから,
巻線の直径を調整して,巻線の抵抗値を調整します。
巻線材料は普通は銅ですが,
その材質を変えて抵抗率を調整することまではしないと思います。


>また、界磁巻線を電機子巻線と同じように大電流、小抵抗仕様にするのはだめですか。

直巻界磁であれば,電機子電流と同じ大電流が流れますから,大電流・小抵抗仕様にします。
分巻界磁であれば,電機子電圧と同程度の電圧で使うことを前提に,
小電流・高抵抗仕様を選ぶでしょう。
他励界磁であれば,界磁電源にも自由度があるので,
1A・50V(100回巻),10A・5V(10回巻)などの仕様から,
使いやすい電流電圧の組み合わせを選ぶことになります。

ここで,巻数をn倍にすると,巻線の全長はn倍,
巻線の総断面積を一定として,巻線1本の断面積は1/n倍,
巻線抵抗値はn^2倍になります。
アンペアターン一定とすれば,電流は1/n倍になり,
励磁用の消費電力は変わらないことになります。


>電流が大きいほうが磁束も大きくなるので、その方がもっといいではないですか。
巻線の電流密度には上限があるので,
電流を大きくするためには巻線を太くします。
巻線スペースが決まっていると,巻数は減ってしまい,
アンペアターンや磁束は変わりません。

>界磁巻線についてですが、外付け抵抗を使うのが普通ですか。

直流機を速度調整するためには,電機子電圧か界磁電流を調整します。
界磁の方が電力が小さいので,界磁を調整する方が手軽です。
分巻界磁でしたら,界磁回路に可変抵抗器を挟む場合が多いと思います。
他励界磁でしたら,励磁電源を可変電圧にすれば,可変抵抗は不要です。

>可変抵抗を外付けしない時は、その巻線抵抗値はどう調節しますか。
>巻線の量を増やす、または抵抗率の大きい巻線を使うことですか。

界磁巻線の設計としては,
1)電機子...続きを読む

Qトランスの短絡試験

トランスの短絡試験では定格運転時の負荷損(銅損)を電力計で測るようですが、
色々なところで紹介されている測定法では、鉄損が混入するように見えてなりません。
これは無視するということなのでしょうか?

今迄見た説明は全部、短絡試験で銅損が分かる、という結果だけが説明されていました。
ひとこと、鉄損は無視できるくらい小さい、みたいなことが書いてあればすっきりするのですが、
それも見ませんでした。

実際のところどうなのでしょう?
この測定法で鉄損が混入していない値が得られるのでしょうか?
それとも無視できるほど小さな値だから無視するということなのでしょうか?

Aベストアンサー

トランスの無負荷試験では、一次側が【定格電圧】、二次側が解放時の無負荷損失を求めています。
短絡試験では、二次側を短絡し、一次側に定格電流を流し、その時の電圧と電流から負荷損を求めています。
この時の【一次側の電圧は、定格電圧に比べてとても低い】ため、無負荷損は無視できるのです。
たとえば、単相6.6kV、100kVAのトランスの短絡試験時(定格電流を流したとき)の一次側電圧は約100V程度です。
電圧が一定の場合は、無負荷、全負荷に関わらず無負荷損もほぼ一定ですが、電圧が変わると大きく変化します。

Q極性試験の必要性

柱上変圧器の極性試験はどんな時に必要なものなのでしょうか?もしよろしければ教えてください。お願いします。

Aベストアンサー

こんばんは。
変圧器は、1台で使用する場合には問題になりませんが、容量の関係で複数台並列運転させる場合には、単相変圧器の場合極性を一致させる事が必要となります。
(並列運転上、望ましい状態は、変圧器間に循環電流を流さないことであり、そのために上記の事が必要となります)
こんなお答えでよろしいでしょうか。


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