변압기 종류

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다양한 종류의 전기 변압기가 다른 목적으로 만들어진다. 설계상의 차이에도 불구하고, 다양한 형태들은 마이클 패러데이가 1831년에 발견한 것과 동일한 기본 원리를 채택하고 있으며, 몇 가지 주요 기능 부분을 공유한다.

전력변압기

적층 코어

이것은 가장 일반적인 형태의 변압기로, 주 전압을 저전압으로 변환하여 전기 송전이나 가전제품에 널리 사용된다. 그것들은 mW에서 MW까지의 전력 정격으로 이용 가능하다. 단열 층화는 철심에서의 와전류 손실을 최소화한다.

소형 기기와 전자식 변압기는 분할된 보빈을 사용할 수 있으며, 이는 권선 사이에 높은 절연 수준을 제공한다. 직사각형 코어는 종종 E-I 모양 쌍으로 스탬핑으로 구성되지만, 다른 모양들이 사용되기도 한다. EMI(전자파 간섭)를 줄이기 위해 1차 및 2차 사이에 실드를 장착하거나 스크린 권선을 가끔 사용할 수 있다.

소형 가전제품 및 전자 변압기는 더 이상의 과열을 방지하기 위해 고온에서 차단 전력을 위해 권선에 내장되어 있을 수 있다.

토로이드

도넛 모양의 토로이드 변압기는 E-I 코어에 비해 공간을 절약하고 외부 자기장을 감소시킬 수 있다. 이들은 고리 모양의 코어, 이 링을 감싸고 있는 구리 권선(따라서 권선 중에 링을 통해 실링됨) 및 단열용 테이프를 사용한다.

토로이드 변압기는 직사각형 변압기에 비해 외부 자기장이 낮으며, 주어진 전력 정격에서는 더 작을 수 있다. 그러나, 권선은 더 복잡하고 느린 장비를 필요로 하기 때문에 만드는 데 더 많은 비용이 든다.

와셔와 고무 패드를 사용하거나 수지에 화분을 넣어 중앙을 관통하는 볼트로 장착할 수 있다. 볼트가 단락 회전의 일부를 형성하지 않도록 주의해야 한다.

오토트랜스포머

오토트랜스포머는 권선을 따라 어느 지점에서 두드려지는 권선 하나만 구성된다. 전압은 권선의 단자에 걸쳐 인가되며, 더 높은(또는 더 낮은) 전압은 같은 권선의 다른 부분에 걸쳐 발생한다. 오토트랜스포머의 등가 전력 정격이 실제 부하 전력 정격보다 낮다. VA × (Vin – Vout )/Vin 로 계산한다.^[2] 예를 들어 120V에서 240V 공급으로 정격된 1000VA 부하를 적응시키는 자동 변압기의 정격은 최소 1,000VA(240V – 120V)/240V = 500VA이다. 단, 실제 정격(집계판에 표시)은 1000VA 이상이어야 한다.

약 3:1을 초과하지 않는 전압비의 경우, 오토트랜스포머는 동일한 정격의 절연(두 방향) 변압기보다 저렴하고 가볍고 작고 효율적이다.^[3] 예를 들어 220 kV와 33 kV 서브 트랜스미션 네트워크 또는 기타 고전압 레벨을 상호 연결하는 대형 3상 자동 트랜스미셔너가 전력 분배 시스템에 사용된다.^{[citation needed]}

가변 자동 검색기

자동변속기의 구부러진 코일의 일부를 노출하고, 슬라이딩 탄소 브러시를 통해 2차 연결함으로써 연속적으로 거의 가변적인 회전율을 가진 자동변속기를 얻을 수 있어 매우 작은 증분으로도 넓은 전압 조정이 가능하다.

유도 조절기

유도 조절기는 감김-로터 유도 모터와 설계상 유사하지만, 기본적으로 1차(즉, 로터의 각도 위치)에 비해 2차적으로 회전하여 출력 전압이 변동되는 변압기다. 회전하는 자기장을 이용하는 전력 변압기로 볼 수 있다. 유도 조절기의 주요 장점은 변종과 달리 5kVA 이상의 변압기에 실용적이라는 점이다. 따라서 그러한 규제기관은 고전압 실험실에서 널리 사용되는 것을 발견한다. ^[4]

다상변압기

다상 시스템의 경우 복수의 단상 변압기를 사용할 수도 있고, 모든 상이 단상 변압기에 연결될 수도 있다. 3상 변압기의 경우 1차 권선 3개가 서로 연결되고 2차 권선 3개가 서로 연결된다.^[5] 연결의 예로는 wye-delta, delta-wye, delta-delta, wye-wye가 있다. 벡터 그룹은 권선의 구성과 권선 간의 위상각 차이를 나타낸다. 권선이 접지(접지)에 연결되어 있는 경우, 일반적으로 접지 연결점은 wye 권선의 중심점이다. 2차 권선이 델타 권선인 경우, 지면이 한 권선의 중앙 탭(높은 다리 삼각주)에 연결되거나 한 상이 접지될 수 있다(코너 접지 델타). 특수 용도 다상 변압기는 지그재그 변압기다. 6개 이상의 권선과 다양한 탭 연결을 포함할 수 있는 많은 가능한 구성이 있다.

접지변압기

접지 또는 접지 변압기는 3개의 와이어(델타) 다상 시스템 공급장치가 중립에 대한 전류 복귀 경로를 제공함으로써 위상-중립 하중을 수용할 수 있도록 한다. 접지 변압기는 지그재그로 구부러진 구성의 단일 권선 변압기를 가장 일반적으로 통합하지만, 와이델타 격리 권선 변압기 연결로 만들어질 수도 있다.

위상변압기

이것은 입력과 출력 사이의 위상 관계를 조정하도록 구성할 수 있는 특수 형태의 변압기 입니다. 이를 통해 전력 그리드의 전력 흐름을 제어할 수 있다. 예를 들어, 전력 흐름을 더 짧은 링크(과부하)에서 초과 용량을 가진 더 긴 경로로 유도할 수 있다.

가변 주파수 변압기

가변 주파수 변압기는 특화된 3상 전력 변압기로, 입출력 권선 사이의 위상 관계를 1/2 회전시켜 연속적으로 조정할 수 있다. 그것들은 동일한 공칭 주파수를 가지지만 동기 위상 조정이 없는 전기 그리드를 상호 연결하는 데 사용된다.

누출 또는 유격장 변압기

유격장 변압기로도 불리는 누설 변압기는 다른 변압기에 비해 누출 인덕턴스가 현저히 높으며, 때로는 1차 변압기와 2차 변압기 사이의 노심에서의 자기 우회 또는 분로에 의해 증가하기도 하며, 때로는 고정 나사로 조정 가능하다. 이것은 1차 권선과 2차 권선 사이의 느슨한 결합으로 인한 고유의 전류 한계를 가진 변압기를 제공한다. 단락 인덕턴스는 전류 제한 파라미터로 작용하고 있다. 출력 및 입력 전류는 2차적으로 단락되더라도 모든 부하 조건에서 열 과부하를 방지할 수 있을 만큼 충분히 낮다.

사용하다

누설 변압기는 아크용접 및 고압 방전등(네온등과 냉음극 형광등, 최대 7.5kV AC까지 직렬로 연결된)에 사용된다. 그것은 전압 변압기와 자기 밸러스트의 역할을 한다.

다른 응용 프로그램으로는 장난감이나 초인종 설치를 위한 단락 방지용 초저전압 변압기가 있다.

공명 변압기

공명형 변압기는 하나 또는 두 권선이 그 위에 콘덴서를 두고 튜닝된 회로의 기능을 하는 변압기를 말한다. 라디오 주파수에서 사용되는 공명 변압기는 높은 Q 인자 대역 통과 필터로서 기능할 수 있다. 변압기 권선은 공기 또는 페라이트 코어를 가지며, 대역폭은 커플링(상호 인덕턴스)을 변화시켜 조정할 수 있다. 한 가지 일반적인 형태는 IF(중간주파수) 변압기로, 슈퍼히터오디엔 라디오 수신기에 사용된다. 그것들은 또한 무선 송신기에도 사용된다.

공명형 변압기는 가스방전등용 전자식 밸러스트와 고전압 전원 공급 장치에도 사용된다. 그것들은 또한 일부 유형의 개폐 전원 공급 장치에도 사용된다.^[6] 여기서 단락 인덕턴스 값은 공명 변압기의 공명 주파수를 결정하는 중요한 파라미터다. 흔히 2차 권선만 공명 캐패시터(또는 스트레이 캐패시턴스)를 가지며 직렬 공명형 탱크 회로의 역할을 한다. 변압기의 2차측 단락 인덕턴스가 L이고_sc 2차측 공명 캐패시터(또는 부유 캐패시턴스)가 C일_r 때, 1'의 공명 주파수 Ω은_s 다음과 같다.

${\displaystyle \omega_{s}={\frac {1}{\sqrt {L_{sc}C_{r}}}}}}={\frac {1}{\sqrt{{{1-k^{2})L_{s}C_{r}}}}$

변압기는 효율을 위해 펄스 또는 사각파에 의해 구동되며, 전자 오실레이터 회로에 의해 생성된다. 각 펄스는 튜닝된 권선에서 공명 정현상 진동을 구동하는 역할을 하며, 공명 때문에 2차 권선에 걸쳐 고전압이 발생할 수 있다.

응용 프로그램:

• 슈퍼히터오디엔 라디오 수신기의 중간 주파수(IF) 변압기
• 라디오 송신기의 탱크 변압기
• 테슬라 코일
• CCFL 인버터
• 오딘 코일(또는 오딘 공명기, 발명가 폴 오딘의 이름을 딴 이름)
• 다르손발 장치
• 가솔린 엔진의 점화 시스템에 사용되는 점화 코일 또는 유도 코일
• 고전압 장비 및 케이블의 전기적 고장 및 절연 시험. 후자의 경우 변압기의 2차 변압기는 케이블의 캐패시턴스에 공명한다.

정전압변압기

변압기 코어의 특정 자기 특성을 배열하고, 강저항 탱크 회로(콘덴서와 추가 권선)를 설치함으로써, 변압기를 배치하여 추가 회로나 수동 조정 없이 1차 공급에 따라 2차 권선 전압을 비교적 일정하게 유지할 수 있다. 강탄성 변압기는 규제 작용이 노심 포화 상태에 따라 달라지기 때문에 표준 전력 변압기보다 더 뜨겁게 달린다. 이를 방지하기 위해 세심한 조치를 취하지 않으면 출력 파형이 심하게 왜곡된다. 포화 변압기는 AC 전원 공급을 안정화하는 간단한 견고한 방법을 제공한다.

페라이트 코어

페라이트 코어 전력 변압기는 스위치 모드 전력 공급 장치(SMPS)에 널리 사용된다. 분말 코어는 고주파 작동을 가능하게 하여 ^[7]적층 철 변압기보다 크기 대 전력 비율이 훨씬 작다.

라미네이트 변압기는 라미네이트 철심 코어가 동등한 페라이트 코어보다 저렴하기 때문에 주전원 주파수에서 전력 변압기로 사용되지 않는다.

평면변압기

제조업체는 인쇄 회로판에 평평한 구리 시트 또는 에치 나선 패턴을 사용하여 평면 변압기의 "윙"을 형성하여 다른 유형을 만드는 데 사용되는 와이어의 회전을 대체한다. 일부 평면 변압기는 이산형 부품으로 상업적으로 판매되며, 다른 평면 변압기는 주 인쇄 회로 기판에 직접 식각되며 PCB를 통해 페라이트 코어만 부착하면 된다. 평면 변압기는 다른 변압기에 비해 얇을 수 있으며, 저 프로파일 애플리케이션이나 여러 개의 인쇄 회로 기판이 쌓일 때 유용하다.^[8] 거의 모든 평면 변압기는 페라이트 평면 코어를 사용한다.

오일 냉각 변압기

배전이나 변전소에 사용되는 대형 변압기는 노심 및 코일이 기름에 담가 냉각 및 절연된다. 오일은 대류에 의해 움직이는 코일의 덕트를 통과하고 코일과 코어 어셈블리를 순환한다. 오일은 작은 정격으로 탱크 외부에 의해 냉각되고, 더 큰 정격으로 공랭식 라디에이터에 의해 냉각된다. 더 높은 등급이 필요한 경우 또는 변압기가 건물이나 지하에 있는 경우, 오일 펌프가 오일을 순환시키고, 오일 대 물 열 교환기도 사용할 수 있다.^[9] 일부 변압기는 사용이 허용된 장소 또는 시기에 PCB를 포함할 수 있다. 예를 들어 1979년까지 남아공에서는 실리콘 오일 같은 내화성 액체가 대신 사용된다.^[10][11]

주조수지변압기

주조 레진 전력 변압기는 권선을 에폭시 수지로 감싸준다. 이 변압기는 건조하고 냉각유가 없어 설치가 간편해 실내 설비를 위한 내화금고가 필요 없다. 에폭시는 먼지와 부식성 대기로부터 권선을 보호한다. 그러나 코일을 주조하기 위한 금형은 고정된 크기에서만 사용할 수 있기 때문에 변압기 설계가 유연성이 떨어지기 때문에 맞춤형 기능(전압, 회전율, 탭)이 필요할 경우 비용이 더 많이 들 수 있다.^[12][13]

절연 변압기

절연 변압기는 두 회로를 자력으로 연결하지만 회로 사이에 금속 전도성 경로를 제공하지 않는다. AC 전원 시스템에서 환자에 연결된 장치로 누출되는 것을 방지해야 하는 경우 의료기기의 전원 공급 장치에 적용 예가 있을 수 있다. 특수 목적 격리 변압기에는 회로 간 전자파 소음이 결합되지 않도록 차폐물을 포함하거나 기본 회로와 보조 회로 사이의 수천 볼트 전위차를 견딜 수 있도록 절연 강화가 있을 수 있다.

고체 변압기

고체 상태의 변압기는 사실 기존의 변압기와 동일한 기능을 수행하는 전력 변환기로, 때로는 기능이 추가되기도 한다. 대부분은 더 작은 고주파 변압기를 포함하고 있다. AC-AC 컨버터 또는 인버터를 구동하는 정류기로 구성될 수 있다.

계기변압기

계측기 변압기는 일반적으로 고전압 라인 또는 고전류 회로에서 계측 및 제어 회로를 고전압 또는 전류로부터 안전하게 격리하는 데 사용된다. 변압기의 1차 권선은 고전압 또는 고전류 회로에 연결되며, 미터나 릴레이는 2차 회로에 연결된다. 계기 변압기는 1차 회로에 영향을 주지 않고 2차량을 사용할 수 있도록 격리 변압기로도 사용할 수 있다.^[14]

단자 식별(H₁, X₁, Y 등과₁ 같은 영숫자 또는 사례에서 인상된 색상 스폿 또는 점)은 각 권선의 한쪽 끝을 나타내며 권선 사이의 순간 극성과 위상이 동일함을 나타낸다. 이는 두 가지 유형의 계측기 변압기에 모두 적용된다. 계량 및 보호 계전기 계측기의 적절한 작동을 위해서는 단자와 배선의 정확한 식별이 필수적이다.

전류 변압기

전류 변압기(CT)는 1차적으로 흐르는 전류에 비례하는 2차 코일에 전류를 공급하도록 설계된 직렬 연결 측정 장치다. 전류 변압기는 일반적으로 전력 산업에서 계량 및 보호 계전기에 사용된다.

전류 변압기는 종종 와이어의 많은 회전으로 포장된 잘 절연된 토로이드 코어를 통해 1차 턴(절연 케이블 또는 비절연 버스 바 중 하나)을 통과하여 구성된다. CT는 일반적으로 1차에서 2차까지의 현재 비율로 설명된다. 예를 들어 1000:1 CT는 1000A가 1차 권선을 통해 흐를 때 1A의 출력 전류를 제공한다. 표준 2차 전류 정격은 5암페어 또는 1암페어로 표준 측정기와 호환된다. 2차 권선은 단일 비율일 수도 있고 다양한 비율을 제공하기 위해 여러 개의 탭 포인트를 가질 수도 있다. 전류가 1차적으로 흐르는 동안 2차 권선이 저임피던스 부하에서 분리되지 않도록 주의해야 한다. 이는 개방된 2차 권선에 걸쳐 위험할 정도로 높은 전압을 생성하며 변압기의 정확도에 영구적으로 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

특별히 제작된 광대역 CT도 펄스 전력 시스템 내에서 고주파 파형 또는 펄스 전류를 측정하기 위해 주로 오실로스코프와 함께 사용된다. 하나의 유형은 측정된 전류에 비례하는 전압 출력을 제공한다. 로고스키 코일로 불리는 또 다른 코일은 비례 출력을 제공하기 위해 외부 통합자가 필요하다.

전류 클램프는 회로의 도체를 쉽게 감싸는 분할 코어가 있는 전류 변압기를 사용한다. 이는 휴대용 전류 측정기에 사용되는 일반적인 방법이지만 영구 설치 시에는 보다 경제적인 유형의 전류 변압기를 사용한다.

전압 변압기 또는 전위 변압기

전위변압기(PT)라고도 불리는 전압변압기(VT)는 병렬 연결된 형태의 계측기 변압기로, 고전압 회로나 페이저 시프트 절연에서 계측과 보호에 사용된다. 측정 중인 공급기에 무시할 수 있는 부하를 표시하고 정확한 전압비를 가지도록 설계되어 정확한 계측이 가능하다. 변압기는 다른 계량 또는 보호 회로에 사용하기 위해 1차 권선과 동일한 코어에 여러 개의 2차 권선을 가질 수 있다. 1차 주기는 위상 대 지면 또는 위상 대 위상 대 위상으로 연결될 수 있다. 보조 장치는 보통 하나의 터미널에 접지된다.

전압 변압기(VT)에는 전자기기, 캐패시터, 광학 세 가지 기본 유형이 있다. 전자파 전압 변압기는 와이어 와운드 변압기다. 캐패시터 전압 변압기는 캐패시턴스 전위분할기를 사용하며 전자기 VT보다 비용이 저렴해 더 높은 전압에 사용된다. 광전압 변압기는 광학 물질의 전기적 특성을 이용한다.^[15] 전위 변압기에 의해 고전압 측정이 가능하다. 광 전압 변압기는 엄밀히 말하면 변압기가 아니라 홀 효과 센서와 유사한 센서다.

복합 계기 변압기

복합 계기 변압기는 동일한 변압기에 전류 변압기와 전압 변압기를 둘러싸는다. 두 가지 주요 조합된 전류와 전압 변압기 설계가 있다: 오일 종이 절연과 SF₆ 절연.^[16] 이 솔루션을 적용하면 베이 내 변압기 수가 감소하여 토목 공사, 운송 및 설치 비용이 절감될 뿐만 아니라 구조와 연결을 지원할 수 있기 때문에 변전소 설치 공간을 줄일 수 있다.^[17]

펄스 변압기

펄스 변압기는 직사각형 전기 펄스(즉, 상승 및 하강 시간이 빠르고 진폭이 비교적 일정한 펄스)를 전송하기 위해 최적화된 변압기다. 신호 유형이라 불리는 작은 버전은 이더넷과 같은 디지털 로직 및 통신 회로에 사용되며, 종종 로직 드라이버를 전송 라인에 일치시키기 위해 사용된다. 이를 이더넷 변압기 모듈이라고도 한다.

카메라 플래시 컨트롤러와 같은 전원 제어 회로에는 중간 크기의 전원 버전이 사용된다. 전력 배전 산업에서는 전력 반도체의 고전압 게이트에 저전압 제어 회로를 연결하는 데 더 큰 전력 버전이 사용된다. 특수 고전압 펄스 변압기는 레이더, 입자 가속기 또는 기타 고에너지 펄스 전력 애플리케이션을 위한 고출력 펄스를 생성하는 데도 사용된다.^[18]

펄스 형상의 왜곡을 최소화하려면 펄스 변압기는 누설 인덕턴스 및 분산 캐패시턴스 값이 낮고 개방 회로 인덕턴스가 높아야 한다. 전력형 펄스 변압기의 경우 부하에 의해 생성된 고출력 과도현상으로부터 1차측 회로를 보호하기 위해 낮은 커플링 캐패시턴스(1차측과 2차측)가 중요하다. 같은 이유로 높은 절연 저항과 높은 파괴 전압이 필요하다. 에지가 느린 펄스는 전력 반도체에서 스위칭 손실을 발생시키기 때문에 2차적으로 직사각형 펄스 형태를 유지하기 위해서는 좋은 과도 응답은 필요하다.

피크 펄스 전압의 산물 및 펄스 지속 시간(또는 더 정확히 말하면 전압-시간 적분)은 펄스 변압기의 특성을 나타내기 위해 종종 사용된다. 일반적으로 이 제품이 클수록 변압기는 크고 비싸다.

펄스 변압기는 정의상 듀티 사이클이 0.5 미만이다. 펄스 중에 코일에 저장된 에너지는 펄스가 다시 발사되기 전에 "덤핑"되어야 한다.

RF 변압기

무선주파수(RF) 작업에 사용되는 변압기는 여러 종류가 있다. 적층강은 RF에 적합하지 않다.

에어코어 변압기

이것들은 고주파 작업에 사용된다. 핵심이 없다는 것은 인덕턴스가 매우 낮다는 것을 의미한다. 모든 전류는 전류를 소비하고 상호 인덕턴스에 비례하는 이차 전압을 유도한다.^[19] 그러한 변압기는 인쇄 회로판에 납땜된 몇 바퀴의 와이어에 지나지 않을 수 있다.

페라이트 코어 변압기

페라이트 코어 변압기는 RF용 임피던스 매칭 변압기에 널리 사용되며, 특히 TV 및 라디오 안테나용 발룬(아래 참조)에 사용된다. 많은 이들이 한두 바퀴만 돌게 된다.

송전선변압기

무선 주파수 사용을 위해 변압기는 때로는 페라이트나 다른 종류의 노심 주위에 감겨 있는 양방향 또는 동축 케이블의 전송 라인 구성으로 만들어지기도 한다. 이러한 형태의 변압기는 매우 넓은 대역폭을 제공하지만 이 기법을 사용하면 제한된 수의 비율(예: 1:9, 1:4 또는 1:2)만 달성할 수 있다.

핵심 재료는 인덕턴스를 극적으로 증가시켜 Q 계수를 상승시킨다. 그러한 변압기의 코어는 대역의 낮은 주파수 끝에서의 성능 향상에 도움이 된다. RF 변압기는 고색창연한 재생 라디오 수신기의 초기(검출기) 단계에 피드백을 주입하기 위해 세 번째 코일(티클러 권선이라고 함)을 사용하기도 했다.

RF와 마이크로파 시스템에서, 1/4파 임피던스 변압기는 송신선의 길이만 사용하여 제한된 주파수 범위에서 회로 사이의 임피던스를 일치시키는 방법을 제공한다. 라인은 동축 케이블, 도파관, 스트리플라인 또는 마이크로스트립일 수 있다.

발룬

발룬은 균형(비접지) 회로와 불균형(접지) 회로 사이를 연결하도록 특별히 설계된 변압기이다. 이것들은 때로는 송전선 구성으로 만들어지기도 하고 때로는 분기 또는 동축 케이블로 만들어지기도 하며, 시공 및 운용 시 송전선 변압기와 유사하다. 발룬은 균형 부하와 불균형 부하 사이의 인터페이스뿐만 아니라 그러한 부하 유형 간에 임피던스 일치를 추가로 제공하도록 설계할 수 있다.

IF 변압기

페라이트 코어 변압기는 슈퍼히터오디네 라디오 수신기에서 (중간 주파수) (IF) 단계에서 널리 사용된다. 이 변압기는 대부분 튜닝된 변압기로, IF 튜닝을 조정하기 위해 나사산이 있는 페라이트 슬러그를 포함하고 있다. 변압기는 일반적으로 안정성과 간섭을 줄이기 위해 통조림(차폐)되어 있다.

오디오 변압기

오디오 트랜스포머는 오디오 신호를 전달하기 위해 오디오 회로에 사용하도록 특별히 설계된 것이다. 그것들은 무선 주파수 간섭이나 오디오 신호의 DC 성분을 차단하거나, 오디오 신호를 분할 또는 결합하거나, 고임피던스 튜브(밸브) 앰프 출력과 저임피던스 확성기 사이의 고임피던스 회로와 저임피던스 확성기 사이의 임피던스 매칭을 제공하는 데 사용될 수 있다. 혼합 콘솔의 출력 및 저임피던스 입력 확성기 전압과 전류로 작동하는 오디오 변압기는 전력이 훨씬 적은 마이크나 라인 레벨에서 작동하는 변압기보다 크다. 브리지 변압기는 2-와이어 및 4-와이어 통신 회로를 연결한다.

오디오 변압기는 자기장이기 때문에 AC 전류 전달 도체에 의해 발생하는 것과 같은 외부 자기장에 취약하다. "Hum"은 일반적으로 "mains" 전원 공급 장치(일반적으로 50 또는 60Hz)에서 발생하는 원하지 않는 신호를 설명하기 위해 사용되는 용어다.^[20] 마이크에서 나오는 것과 같이 낮은 수준의 신호에 사용되는 오디오 변압기는 종종 외부 자석 결합 신호로부터 보호하기 위한 자기 차폐를 포함한다.

오디오 트랜스포머는 원래 각각의 전원 공급 장치를 격리시키면서 서로 다른 전화 시스템을 연결하도록 설계되었으며, 여전히 버즈 앤 허밍을 제거하기 위해 전문 오디오 시스템 또는 시스템 구성 요소를 상호 연결하는 데 일반적으로 사용된다. 그러한 변압기는 일반적으로 1차 변압기와 2차 변압기의 비율이 1:1이다. 이러한 신호는 신호를 분할하거나, 불균형 신호의 균형을 조정하거나, 균형 잡힌 신호를 불균형 장비에 공급하는 데도 사용할 수 있다. 트랜스포머는 또한 DI 박스에서 고임피던스 기기 신호(예: 베이스 기타)를 저임피던스 신호로 변환하여 믹싱 콘솔의 마이크 입력에 연결할 수 있도록 하는 데 사용된다.

특히 중요한 구성 요소는 밸브 앰프의 출력 변압기다. 품질 재현을 위한 밸브 회로는 다른 (단계간) 오디오 변압기가 없는 상태로 오래 전부터 생산되어 왔지만, 출력 밸브의 상대적으로 높은 임피던스(구성 상태에 따라 최대 수백옴)를 확성기의 낮은 임피던스와 결합하기 위해서는 출력 변압기가 필요하다.(밸브는 다음과 같은 경우에 낮은 전류를 전달할 수 있다. 고전압; 스피커는 저전압에서 고전류를 필요로 한다.) 대부분의 고체 상태의 전력 증폭기는 출력 변압기가 전혀 필요하지 않다.

오디오 변압기는 선형이 아니기 때문에 음질에 영향을 미친다. 그들은 3차 고조파를 강조하면서 원래의 신호, 특히 홀수 순서 고조파에 고조파 왜곡을 더한다. 들어오는 신호 진폭이 매우 낮으면 자기 코어를 통전시킬 수 있는 레벨이 충분하지 않다(강제성과 자기 이력 참조). 들어오는 신호 진폭이 매우 높으면 변압기가 포화 상태가 되어 소프트 클리핑에서 나오는 고조파를 추가한다.^[21] 또 다른 비선형성은 제한된 주파수 응답에서 나온다. 양호한 저주파 응답을 위해서는 비교적 큰 자기 코어가 필요하며, 높은 전력 처리로 필요한 코어 크기가 증가한다. 좋은 고주파 응답은 과도한 누출 인덕턴스나 유격 캐패시턴스 없이 세심하게 설계되고 구현된 권선이 필요하다. 이 모든 것이 비싼 부품을 만든다.

초기 트랜지스터 오디오 파워 앰프는 출력 변압기가 있는 경우가 많았지만 반도체 발전으로 출력 임피던스가 충분히 낮은 앰프를 설계해 확성기를 직접 구동할 수 있게 되면서 제거됐다.

확성기 변압기

변압기가 송전 손실을 최소화하는 고전압 송전 회로를 만드는 것과 마찬가지로, 확성기 변압기는 일반 확성기 전압보다 높은 한 개의 오디오 회로에서 많은 개별 확성기 전원을 공급할 수 있다. 이 애플리케이션은 공용 주소 애플리케이션에서 일반적이다. 그러한 회로를 일반적으로 정전압 스피커 시스템이라고 한다. 그러한 시스템은 25볼트, 70볼트 및 100볼트 스피커 시스템(스피커 또는 앰프의 전력 정격에 해당하는 전압)과 같은 확성기 라인의 공칭 전압으로도 알려져 있다. 변압기는 시스템 앰프의 출력을 분배 전압까지 상승시킨다. 원거리 확성기 위치에서는 스텝다운 변압기가 스피커를 라인의 정격 전압과 일치시키므로, 스피커는 라인이 공칭 전압일 때 정격 공칭 출력을 생성한다. 확성기 변압기는 일반적으로 각 스피커의 볼륨을 단계별로 조절하기 위해 1차 탭이 여러 개 있다.

출력변압기

밸브(튜브) 증폭기는 거의 항상 출력 변압기를 사용하여 밸브의 고부하 임피던스 요구 조건(세버 킬로옴)을 저임피던스 스피커에 일치시킨다.

소신호변압기

코일 축음기 카트리지를 움직이면 매우 작은 전압이 발생한다. 이것이 합리적인 신호 잡음비로 증폭되려면 대개 변압기가 전압을 보다 일반적인 이동-자기 카트리지의 범위로 변환해야 한다.

마이크로폰은 또한 작은 변압기로 부하와 일치시킬 수 있으며, 이는 노이즈 픽업을 최소화하기 위해 미라탈 차폐된다. 이러한 변압기는 트랜지스터화된 완충기가 현재 더 저렴하기 때문에 오늘날 덜 널리 사용되고 있다.

IMT2000 3GPP - 단계간 및 커플링 변압기

푸시-풀 증폭기에서는 반전 신호가 필요하며, 반대 위상에서 두 개의 활성 장치를 구동하는 데 사용되는 중앙 테이핑 권선이 있는 변압기에서 신호를 얻을 수 있다. 이러한 위상분할 변압기는 오늘날 많이 사용되지 않는다.

기타유형

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트랜스액터

트랜스액터는 변압기와 원자로를 합친 것이다. 트랜스액터는 공기 갭이 있는 철심을 가지고 있어 권선 사이의 결합을 제한한다.^[22]

고슴도치

고슴도치 변압기는 1920년대 집에서 만든 라디오에서 가끔 마주친다. 그들은 집에서 만든 오디오 무대간 커플링 변압기들이다.

에나멜로 된 동선은 절연된 철사 묶음(예: 플로리스트의 전선)의 절반 길이의 중앙을 감아 권선을 만든다. 그런 다음 철선의 끝부분을 전기 권선 주위를 휘어 자기회로를 완성하고, 전체가 테이프나 끈으로 감싸 함께 고정시킨다.

변수계 및 변수

변수계는 2개의 권선을 가진 연속 가변형 공기 코어 RF 인덕터의 일종이다.^[23] 하나의 일반적인 형태는 짧은 중공 원통형 형태의 코일 상처로 구성되었고, 내부에 두 번째 작은 코일이 있고, 샤프트에 장착되어 외측 코일에 대해 자기축을 회전시킬 수 있다. 두 코일은 직렬로 연결되어 있다. 두 코일이 같은 방향으로 자기장을 향하게 되면 두 개의 자기장이 추가되고 인덕턴스는 최대가 된다. 내측 코일이 회전하여 축이 외측 코일에 각을 이루면 자기장이 추가되지 않고 인덕턴스가 적다. 내부 코일이 회전하여 외부 코일과 결합되지만 자기장이 반대 방향을 가리키면 장들이 서로를 취소하고 인덕턴스가 매우 작거나 0이다. 변수계의 장점은 넓은 범위에 걸쳐 인덕턴스를 연속적으로 조정할 수 있다는 것이다. 변수계는 1920년대 라디오 수신기에 널리 사용되었다. 오늘날 그들의 주요 용도 중 하나는 장거리 무선 송신기를 안테나와 일치시키기 위해 코일을 매칭하는 안테나다.

vario-coupler는 유사한 구조를 가진 장치였지만, 두 코일은 연결되지 않고 별도의 회로에 부착되어 있었다. 그래서 가변 커플링을 가진 에어코어 RF 변압기의 기능을 했다. 내측 코일은 외측과 0° ~ 90° 각도로 회전할 수 있어 상호 인덕턴스가 최대에서 0에 가깝게 감소할 수 있다.

팬케이크 코일 변이계는 1920년대 수신기와 송신기 모두에서 사용되는 또 다른 일반적인 구조였다. 이 코일은 서로 수직으로 마주보고 매달린 두 개의 평평한 나선 코일로 구성되며, 한 쪽이 90° 각도로 회전하여 커플링을 줄일 수 있도록 한쪽에 힌지가 달려 있다. 평평한 나선형 설계는 무선 주파수에서 기생 캐패시턴스와 손실을 줄이는 데 도움이 되었다.

팬케이크 또는 "허니콤" 코일 바리오-커플러는 1920년대에 일반적인 암스트롱 또는 "티클러" 재생 라디오 수신기에서 사용되었다. 하나의 코일이 검출기 튜브의 그리드 회로에 연결되었다. 다른 코일인 "티클러" 코일은 튜브의 플레이트(출력) 회로에 연결되었다. 그것은 플레이트 회로에서 나오는 신호의 일부를 다시 입력으로 공급했고, 이 긍정적인 피드백은 튜브의 이득과 선택성을 증가시켰다.

회전변압기

회전식(회전식) 변압기는 마모 및 접촉 소음을 유발하는 슬립 링의 대안으로 서로에 대해 회전하는 두 부품 사이에 전기 신호를 결합하는 특수 변압기다. 그것들은 헬리컬 스캔 마그네틱 테이프 어플리케이션에 일반적으로 사용된다.

가변 차동변압기

가변 디퍼렌셜 변압기는 견고한 비접촉 위치 센서다. 그것은 명목상으로는 2차에서 0의 출력을 내는 두 개의 상반된 프라이머리를 가지고 있지만, 코어의 어떤 움직임도 커플링을 변화시켜 신호를 만든다.

리졸버와 싱크로

2상 분해기와 관련 3상 싱크로(Synchro)는 360°의 회전 위치 센서로 작동한다. 1차는 2-3개의 2차선 내에서 서로 다른 각도로 회전하며, 2차 신호의 진폭은 각도로 디코딩할 수 있다. 가변 차동 변압기와 달리 코일은 코어가 아닌 코일이 서로 상대적으로 이동하기 때문에 1차 변압기를 연결하기 위해서는 슬립 링이 필요하다.

분해자는 계산에 유용한 위상 및 2차 성분을 생성한다. 싱크로스는 다른 싱크로스에 연결하여 발전기/모터 구성으로 회전시킬 수 있는 3상 신호를 생성한다.

압전 변압기

두 개의 압전 변환기를 기계적으로 결합하거나 하나의 재료에 통합하여 압전 변압기를 만들 수 있다.

플라이백

플라이백 변압기는 플라즈마 볼과 브라운관(CRT)에 사용되는 고전압 고주파 변압기다. 그것은 CRT의 작동에 필요한 높은(흔히 여러 kV) 양극 DC 전압을 제공한다. 플라이백에 의해 공급되는 양극 전압의 변화는 CRT에 의해 표시되는 영상에 왜곡을 초래할 수 있다. CRT 플라이백에는 여러 개의 다른 낮은 전압을 제공하는 이차 권선이 포함될 수 있다. 그것의 출력은 플라이백과 통합될 수 있는 전압 곱셈기와 함께 종종 사용되기 때문에 종종 펄스된다.

참고 항목

• 벅-부스트 변압기
• 자기 증폭기
• 모터-제너레이터
• 포화성 원자로
• 탭 체인저
• 3상 전력
• 삼상
• 변압기

참조