相互変圧器[Winding-L、Core、Make]

Location : Transformer/Mutual Transformer

外形

MT1

説明

相互変圧器は、各巻線間の結合係数を任意に設定することによって相互インダクタンスが表現できる変圧器です。

相互変圧器はWinding-L、Coreの3つの素子を使用し、Makeによって作成します。

Note

SCALE ver1.5以前のバージョンではESRのないWinding-MとESRのあるWinding-MRが存在しておりました。
SCALE ver1.5以降ではこれらはWinding-Lに統一されました。

Winding-L

Winding-Lは自己インダクタンス及び、結合係数による相互インダクタンスを表現できる巻線です。

パラメータのValueには自己インダクタンス[H]を設定します。
相互インダクタンスはCoreで結合係数を指定することにより、全巻線一括して設定します。

極性点がある方が電圧プラス端子、極性点のない方電圧マイナス端子です。

コア損失解析用パラメータについて

Winding-Lはコア損失解析の対象となる素子です。

Coreボタンではコア損失解析用のパラメータを設定することができます。
詳しくはコア損失対象素子を参照してください。

Note

損失解析を行うにはオプション製品PowerOptionが必要です。

Core

Coreは相互変圧器コアです。
素子は理想変圧器コアと共用であり、Makeで変圧器作成時に、使用されている巻線から自動で判断されます。

Note

理想変圧器用の巻線Windingと相互変圧器用の巻線、Winding-Lは混同できません。

パラメータOrderでは各巻線に指定された巻線順序が表示されます。

その巻線順序にしたがって後述の結合係数が設定されます。
巻線順序は巻線を生成した順序になっており変更できません。

パラメータSymmetryはチェックされているときは結合係数を対称に設定します。
チェックがない時は全結合係数を設定します。

パラメータKccは結合係数を設定します。

結合係数の設定方法　Symmetryのチェックがある場合

3巻線相互変圧器の場合
異なる二つの巻線の巻線順序をi， jとすれば、巻線iに対する巻線jの結合係数Kijを次の順序で空白、改行またはカンマで区切って入力します。
そのほかのフォーマットは自由です。

これ以外の結合係数は自動的に以下のように内部で設定されるので入力不要です。

一般にn巻線変圧器の場合、入力する結合係数の個数は(n2-n)/2個となります。

結合係数の設定方法　Symmetryのチェックがない場合

3巻線相互変圧器の場合
全ての結合係数を次の順序で入力します。
ただし、Kiiは1でなければなりません。
入力する結合係数の個数はn^2個となります。

結合係数行列をKとしたとき、 でなければなりません。

結合係数Kijに対する相互インダクタンスMijは、Li，Ljを巻線i、巻線ｊの自己インダクタンスとすれば次のように求められます。

プログラムで結合係数を利用する

プログラムで結合係数を利用するには、他のパラメータと同様にparam、setparam関数で取得、設定します。 第二引数に設定するパラメータシンボルは、結合係数Kijを指定する場合、"Kcc[i,j]"と記述します。

シンボル名T1の結合係数 K[1][2] を設定・取得する場合

結合係数K[1][2]をパラメータシンボルに指定する場合は"Kcc[1,2]"と記述します。
結合係数K[1][2]は、単に"Kcc"と省略することもできます。 

setparam("T1", "Kcc[1,2]", 0.9); // set
kcc12 = param("T1", "Kcc");      // get

Note

param、setparam関数による結合係数の取得・設定は、ver.1.5.3で拡張された機能です。

変圧器の作成方法

変圧器の作成は次の手順で行います。

① 任意の数のWinding-Lを用意します。
MT2

② Coreを用意し、他の図形と交わらないように配置します。
MT3

③ Makeを選択することで配置されているWinding-L、Coreがグループ化され変圧器となります。
MT4

変圧器構成後は、CoreのSymbolが変圧器のSymbolとなり、Winding-Lのシンボルは変圧器のSymbol ．巻線のSymbolで表されます。

Example

変圧器のSymbolをT、Winding-LのSymbolをLW1であれば 変圧器構成後のWinding-LのSymbolはT.LW1となります。

Note

  1. 変圧器はカスタム化できず、機能メニューのSymbolとValueは変圧器の構成後にON可能となります。
  2. Coreは1個の変圧器につき1個しか配置できません。
    変圧器になっていないCoreが2個以上ある場合は、Makeが使用できない状態となります。
  3. 巻線とコアは必ずMakeにより変圧器として構成しなければなりません。
  4. 理想変圧器用の巻線Windingと相互変圧器用の巻線、Winding-Lは混同できません。

Note

  1. Winding-Lの等価直列抵抗は、0に設定すると短絡とみなされます。
  2. 同じ変圧器用の巻線であれば、等価直列抵抗の有無が異なっていても使用できます。
  3. 図形の色は、Makeをクリックして変圧器が構成される前では赤色、後ではデフォルト色になります。

作成した変圧器を分解する

一度構成した変圧器は一つの素子とみなされ、Ungroupで分解することはできません。
作成した変圧器を分解するには、右クリックすることで表示できる右クリックメニュー内でBreak Transformerを選択することで分解することができます。

fig

パラメーター

相互インダクタンス巻線[Winding-L]

パラメーター 内容 単位 入力範囲
Symbol 巻線シンボル - -
Value 自己インダクタンス H Value > 0
Iini 自己インダクタンス初期電流 A -
ESR 等価直列抵抗 Ω ESR > 0
Core コア損失パラメータ設定ボタン - -

相互変圧器コア[Core]

パラメーター 内容 単位 入力範囲
Symbol シンボル - -
Order 巻線順序 - -
Symmetry 結合係数対称性 - -
Kcc 結合係数 - Kii = 1
|Kij| < 1
|K| > 0（Kは結合係数行列）

変圧器エラーの対処方法

変圧器に関するエラーの対処方法については下記を参照してください。

変圧器に関するエラーの対処方法