変圧器のコア窓面積とコア面積：正しい比率を選択する

1.クイックアライメント：Aw、Ac、Kw、Kuの意味するもの

ここでは長い理論はなく、ただラベルを貼って同じことを話しているだけだ。.

• Ac - 積層磁束の実効磁束断面積、積層係数後（ネット≒グロス×積層係数；典型的なSi-steel積層では～0.95、アモルファス金属では～0.8程度）。.
• ああ - 一つの窓で銅と断熱材を使用できる。.
• Ap - エリア製品、, Ap = Aw - Ac, ほとんどのコアメーカーが電力能力を評価するために使用している。.
• Kw - 窓面積係数、銅面積／総窓面積。.
• ク - 窓の利用率（断熱システムと巻き方を考慮した上で、実際に窓のどれだけが銅製なのか）。.

パワーレベルの公式は、常に次のような形に戻すことができる。

Aw - Ac ∝ P / (Kw - Bmax - J - f)

選択された磁束密度、電流密度、周波数、利用率に対して。.

だからApはあなたを捕まえる なんぼ コアでなければならないこの記事は ApをAwとAcに分ける方法 ラミネーション・スタックを注文または設計する際に、以下の点をご確認ください。.

2.たとえApが “正しい ”としても、なぜAw/Acの比率が重要なのか？”

テイク2 ラミネートスタック 同じApで：

• コアA： ビッグAc、タイト・ウインドウ
• コアB： 小さめのAc、広い窓

どちらも紙の上では電力方程式を満たしている。巻いて、絶縁して、出荷すれば、同じようにはならない。.

いくつか例を挙げよう：

1. 着磁電流と銅損
   • Acを押し上げる（同じ磁束の場合）：着磁電流が下がり、1kgあたりのコアロスが改善する。.
   • しかし、窓は収縮するので、銅はより熱くなり、ワイヤーゲージは下がる。.
2. 高電圧絶縁
   • 同じApでも、そのほとんどがAcであれば、バリア、ダクトスペーサー、アキシャルクリアランスのためのスペースは残されていない。.
   • KwとKuは、熱設計が満足する前にクラッシュしてしまう。.
3. メカニカル・スタックとコスト
   • 同じApでより大きなAcは、多くの場合、より厚いスタックまたはより広いタングを意味する。どちらも、より多くの鋼材、より多くの打ち抜きトン数、より多くの焼鈍荷重を必要とする。.
   • 同じApでより大きなAWは、より高いヨーク、より長いストリップ、より多くのスクラップを必要とする。.

だから、バイヤーが「Ap≧X cm⁴」とだけ書いた図面を送ってきても、それは話半分なのだ。その 比率 銅、絶縁体、ラミネーション金型にどれだけのストレスがかかるか。.

3.Aw対Acについての実践的な考え方

大まかなメンタルモデルは、ラミネーション・スタックの議論ではかなり有効だ：

• Acは磁気限界 (Bmax、コアロス、着磁電流）。.
• Awは断熱限界 (J、巻線温度、クリアランス、沿面経路）。.

Apが必要な電力によって固定されれば、解決策のラインに沿ってスライドしていく：

• スライド Acは大きく、Awは小さい → 磁気は簡単になり、巻線と絶縁は難しくなる。.
• スライド 大きいAw、小さいAc → 巻線と絶縁が緩み、磁気と無負荷損失が硬くなる。.

それだけだ。あとはあなたが決めること どちら あなたが闘いたい問題の。.

4.積層スタックの典型的な設計「ゾーン

絶対的な数字（材料や頻度によって跳ね回る）ではなく、通常は次のような話をする方が役に立つ。 バイアス - 明らかにAcまたはAwに有利なデザイン。.

以下は、スペックの議論にスライドできる定性的な表である。.

表：実際のトランスでAw/Acバイアスの違いがどのように現れるか

あなたの世界と一致するテーブルの行を読めば、どこの比率をいじればいいか、もうわかる。.

5.実際のラミネーション・スタックとの関係

ラミネーション側から見ると、AwとAcを微調整するには、通常、いくつかのレバーに行き着く。.

5.1 窓を割らずにAcを交換する

ラミネートEI/UIスタック用：

• スタックの高さを上げる シンプルだが、ヨーククランプとタンクの高さが許す範囲まで。.
• ラミネーション形状の変更（例：2段から3段の十字形へ） これにより、コアの面積率（ネットAc対外接円）が改善され、ベロの幅をより有効に使うことができる。.
• より良い素材を使うか、Bmaxを上げる Acを増やす代わりに、もう少しコアのロスを受け入れることもある。.

この3つとも、AWをほぼ同じに保ちながら、磁気ヘッドルームを与えている。.

5.2 Acをあまり動揺させずにAwを変える

• 背の高い窓 スタックまたはヨークの寸法を調整しながらウィンドウの高さを上げ、Acがターゲットの内側に収まるようにする。.
• より広い窓／より広い脚の間隔 (コアタイプ）脚が離れると窓の幅が広がるので、Acを回復させるためにベロの幅を調整する必要があるかもしれない。.
• コアファミリーの違い（シェルとコア） シェル型コアは、より複雑な巻線の代償として、単位Acあたりより多くの窓を買う。.

ラミネートの図面では、これはしばしば新しい値として表示される：

• ウィンドウの高さ/幅
• 枝の間隔
• 舌幅
• 厚さ

従って、ラミネーション・サプライヤーと変更を交渉する際には、単に「10% Awがもっと必要だ」ではなく、これらのうちどれを移動しても構わないかを明確に伝えることが有効です。.

6.Aw/Ac比率を選択するためのクイックルールセット

これは、B2Bプロジェクトでよく見られる、短く、少し大雑把なガイドである。.

ステップ1 - カタログApからではなく、損失から始める

1. ターゲットを選べ：
   • 許容無負荷損失
   • 許容負荷損失
   • トップオイル / 巻取り温度
2. その中から Bmax そして J あなたの組織が使いやすいように。.

そして、次のように計算する。 最小Ap 普段使っているフォーミュラ・セットから、あるいは高周波またはパワー高周波のガイドから。.

ラミネーションテーブルを開くのはそれからだ。.

ステップ2 - プロジェクトに基づいて「バイアス」を選ぶ

• 短負荷、低電圧、高電流 (溶接機、電動工具、充電器)→AwをきつくしてAcを押し上げる。.
• 連続デューティ・ディストリビューション → バランスの取れたAw/Acに近づく。銅も鉄もフリーパスではない。.
• 高電圧、多数の巻線、絶縁が多い → 窓の多いレイアウトもOK。コア・キロでの支払いになるが、生産時の巻き直しを避けることができる。.

このバイアスをスペックに書き込む。一行で十分だ：

“与えられたApに対して、コアヘビー／バランス型／ウインドウヘビーのソリューションを好む”

何度もやり取りする手間が省ける。.

ステップ3 - ワインディング・ショップが実際にどのようにワインディングするのか、ウィンドウ・スペースのファクターをチェックする。

暫定的なAWが決まれば

1. 計算する Kw 銅の部分と窓の部分から。.
2. バックアウト ク 一般的な絶縁システムと巻き方（レイヤーとランダム）で。.

それから正気度をチェックする：

• もし Kw 低電圧ユニットの場合、例えば0.25未満であれば、おそらく窓を無駄にしている。.
• もし Kw 高電圧設計の場合、～0.45～0.5を超えると、CAD上では合っていても、実際のクリアランスで苦労することになります。.

Acで何かを変更する前に、Awまたはウィンドウの数を調整する。.

ステップ4 - 実際の積層係数と公差でAcを再チェックする

設計計算では、多くの場合、きちんとした積層係数を想定している。実際の積層はそうではない。.

各候補ラミネーションセットについて：

1. を適用する。 現実的なスタッキング係数 サプライヤーのテストデータから（厚みやコーティングによって異なる）。.
2. 予想されるバリ、バリ取り、ワニス、クランプのばらつきを差し引く。.
3. 定格磁束でBmaxを再評価する。.

もし、あなたの “窓を多用する ”選択がBmaxを膝に近づけすぎるのであれば、どちらでもいい：

• コアサイズを1つ上げるか
• よりAcに偏るか
• 許容フラックス密度を再検討する。.

こうする 以前 金型を製作した後でスタック高さを要求するよりも、発注書の方がずっと安上がりだ。.

7.特殊なケース：高周波トランスとマトリックストランス

高周波のラミネートやフェライト設計では、同じAw-Acロジックが成り立つが、トレードオフが変化する。.

論文 固体変圧器 そして マトリックス変圧器 Bmaxと電流密度を固定した場合、変圧器の体積はAp / fでほぼスケールし、AwとAcが銅とコアの体積のバランスをとるある比率で成長するときに体積が最小になることを示している。.

実際には

• 非常に高い周波数にすると、しばしば ウィンドウ が支配的な制約となる。スキンエフェクト、近接性、クリアランスはすべて余分なスペースを必要とする。.
• について 積層スタック は、EIスタックよりもAwとAcのジオメトリーをより強固に結びつけるテープ巻きやカットコアに変わるかもしれない。.

だから、計算式がより複雑になったとしても、昔からの疑問は変わらない：

“「Apのことを考えると、窓を大きくしてコアを小さくしたいのか、それともその逆なのか？”

早い段階でその選択を明確にすることで、得るものは大きい。.

8.ラミネート図面に実際に何を書くか

ラミネート加工業者（あるいは内部プレス加工業者）に、あなたが考えていたAw/Acの妥協点を達成させたいのであれば、Apとスタック高さを与えるだけでは十分ではありません。.

最低限含めること：

• ターゲット Ap およびコアのタイプ（EI、UI、シェル、ステップラップ、巻線）。.
• ターゲット ああ そして ウィンドウアスペクト比 の範囲にある（例えば2.5-3.5）。.
• ターゲット Ac スタッキング・ファクター・テストに基づき、±%が許容される。.
• の許容バンド Kw 定格電圧（絶縁システムに由来する）。.
• 衝突があれば、どちらを変えても構わない：
  • “「スタックを増やし、ウィンドウは残す”
  • または、「ウィンドウをもっと開いて、より高いBmaxを受け入れる“

この数本の余分なラインでさえ、ラミネーション・スタックが、実際の巻線と絶縁体に合わないかもしれない一般的なバランス・ポイントにドリフトして戻るのを止める。.

9.よくあるご質問