安全な電子回路のための安全変圧器

安全変圧器は、電気的な障害や事故から電気機器やシステムを保護するために開発された特殊な変圧器です。その主な目的は、変圧器の入力と出力の間の安全な電気的絶縁を確保しながら、電気ネットワークの電圧を変換することです。

安全変圧器の主な機能は、入力電圧をより低いまたはより高い出力電圧に変換することです。これは電磁誘導の原理によって達成され、一次コイルが交流電流によって磁界を発生させ、その磁界が二次コイルに電圧を誘導します。

安全変圧器の主な利点は、入力と出力がガルバニック絶縁されていることです。つまり、一次巻線と二次巻線は電気的に絶縁されており、入力と出力が直接電気的に接触することはありません。その結果、安全トランスは感電を防止し、システムを扱う人々を電気的危険から守ることができます。

安全トランスは、電子機器、電源、産業、家庭など、さまざまな用途で使用されています。安全変圧器は、コンピュータ、テレビ、充電器、電気工具などの電気機器に使用され、電圧をより安全なレベルまで下げます。また、高圧ネットワークの電圧を家庭用の低電圧に変換する電源システムにも使用されます。

安全トランスには、以下のようなさまざまな安全機能と保護機能があります。

1. 絶縁：安全トランスは、一次回路と二次回路の間に電気的絶縁を提供します。これにより、2つの回路間で電流や電圧が交差するのを防ぎ、感電のリスクを低減します。

2. アース：安全変圧器は通常、感電に対する保護を向上させるためにアースされています。接地により、余分な電気エネルギーが安全に大地に排出されます。

3. 過負荷保護：安全変圧器には、過電流から保護するための過負荷保護が装備されていることが多い。これは、電流がある限度を超えると回路を遮断するヒューズまたはサーキットブレーカーによって実現できます。

4. 短絡保護：安全変圧器には、短絡時に回路を遮断する短絡保護が装備されていることが多い。これは、短絡回路ブレーカーまたはヒューズによって提供される。

5. 熱保護：安全変圧器には、変圧器を過熱から保護する熱保護が内蔵されていることが多い。これは、温度スイッチまたは温度センサーによって実現され、一定の温度制限を超えると変圧器がオフになります。

6. 火災保護：安全変圧器は多くの場合、火災に対する保護を向上させるように設計されています。これは、耐火材料の使用や、消炎装置や耐火コーティングなどの防火装置の統合によって実現できます。

これらの安全機能と保護機能は、感電、短絡、過負荷、火災のリスクを最小限に抑え、人と機器の安全を確保するために重要です。

安全変圧器は通常、いくつかの工程を経て製造される。以下は、その製造工程の一般的な説明である：

1. 構造と設計：まず、安全変圧器は技術要件と仕様に従って設計されます。希望する出力電力、入力電圧、出力電圧、安全面などの要素が考慮されます。

2. 材料の選択：材料の選択は、性能、耐電圧、通電容量、動作温度など、さまざまな要因によって決まります。安全変圧器の製造に使用される代表的な材料は、コイル巻線用の銅線、鉄心用のケイ素鋼、プラスチックや紙などの絶縁材料です。

3. コイル巻線：銅線を含むコイルは、要求事項に従って巻かれる。巻線は、トランスのサイズや設計の複雑さに応じて、手動または機械で行われる。

4. コアの組み立て：鉄心は安全変圧器の設計に従って組み立てられる。磁気特性を改善し、エネルギー損失を最小限に抑えるため、ケイ素鋼の積層で構成されることもある。

5. 絶縁: 安全性と電気絶縁を確保するため、安全変圧器のさまざまな巻線と部品は絶縁材料でコーティングされる。これにはワニス塗装や、プラスチックや紙などの絶縁材料の使用がある。

6 組み立てと配線：安全トランスの各種コンポーネントは、正しく動作するように組み立てられ、配線される。

7. 試験と品質管理：製造後、安全変圧器は性能、安全性、信頼性を確認するために一連の試験を受ける。これには、電気試験、絶縁試験、その他の特定試験が含まれる。

使用される正確な製造方法と材料は、用途と製造業者によって異なる場合があることに注意することが重要である。

安全変圧器には、使用される用途によってさまざまな規格や規制が適用されます。ここでは、一般的な規格と規制をいくつか紹介する：

1. DIN EN 61558-1：安全変圧器の一般要件および試験
2. DIN EN 61558-2-6：玩具用安全トランスの特別要件
3. DIN EN 61558-2-8：医療用安全トランスの特別要求事項
4. DIN EN 61558-2-15：溶接機器用安全トランスの特別要求事項
5 DIN EN 61558-2-16：ランプ用安全トランスの特別要求事項
6 DIN EN 61558-2-17：照明標識用安全トランスの特別要求事項
7 DIN EN 61558-2-20：オーディオ、ビデオおよび類似の電子回路用安全トランスの特別要求事項
8 DIN EN 61558-2-23：導波管マイクロ波機器用安全トランスの特別要求事項

これらの規格および規則は、絶縁抵抗、電気ショックに対する保護、熱特性、過負荷に対する保護など、安全変圧器のさまざまな側面に関する要件を規定しています。これらの規格や規則を遵守することは、人や機器の安全を確保するために重要です。

安全変圧器は、特に信頼性が高く安全な電力供給が求められる様々な用途や産業で使用されています。最も重要な応用分野には次のようなものがあります。

1. 医療機器：安全トランスは、病院や外科などの医療施設で、X線装置、超音波装置、患者監視システムなどの医療機器の安全な電力供給を確保するために使用されます。

2. 産業用途：産業分野では、さまざまな機器や機械に安全な電源を供給するために安全トランスが使用されています。例えば、モーター制御、ポンプ、ファン、照明システムなどの電源が含まれます。

3. 電気通信: 電気通信業界では、サーバー、ルーター、スイッチなどの電気通信機器に安全な電源を供給するために安全トランスが使用されています。これは、通信ネットワークの中断を避けるために特に重要である。

4. 公共施設安全変圧器は、学校、庁舎、空港などの公共施設で使用され、照明、空調、セキュリティ・システムなど、さまざまな用途の安全な電力供給を保証します。

なぜ安全変圧器がこれらの分野で特に重要なのでしょうか。

- 信頼性の高い電力供給：安全変圧器は、電圧と電流を変換して必要な電力を供給することにより、信頼性の高い電力供給を保証します。これは、継続的な電力供給を確保し、中断を避けるために重要です。

- 電力変動からの保護安全変圧器は、損傷や故障の原因となる電流変動や電圧スパイクから電気機器を保護します。これは、安定した電力供給が不可欠な、医療や電気通信などのデリケートな分野では特に重要です。

- 電気回路の絶縁安全変圧器は、人と機器の安全を確保するために、回路を互いに絶縁します。特に医療用途では、感電を防ぎ、患者や医療スタッフの安全を確保するために重要です。

- 安全規格への準拠：安全変圧器は、人と財産の安全を確保するために厳しい安全規格を満たす必要があります。例えば、過負荷保護、短絡保護、火災安全対策が必要です。そのため、安全が最優先される産業では特に重要です。