尼健～30代未経験から始めたビルメンのブログ

IGBTは絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの略で、
高電圧、大電流でMOSFETに比べオン電圧が低くなる特徴がある。
MOSFETをバイポーラトランジスタのゲートとして組み込んだ複合素子。


特徴：
①ゲートにはMODFETであるので、ゲートーエミッタ間の電圧でCE間の電流を制御するので
ゲート電流は流れない。
したがって、ターンオン、オフ時ともに駆動ゲート電力はほとんど０である。

②IGBTはG－E間の電圧で駆動され、入力信号よりオン、オフできる自己消弧形である。

③IGBTはMOS構造ののゲートバイポーラトランジスタとを組み合わせた構造

④IGBTはMOSFETの欠点である高耐圧での高いオン抵抗による発熱と、
バイポーラトランジスタの低いスイッチング速度を補うように、
入力段にMOSFET、出力段にバイポーラトランジスタを一つの半導体素子に
構成したもので、MOSFETよりスイッチング速度は遅い。

⑤他の半導体素子では異なる型の素子を並列接続すると、入出力電流は不安定になり
使用できない。IGBTは高温でオン電圧（抵抗）が上昇し、電流分布が均一となり、
並列接続はできる。

変圧器の異常を検出し、油入変圧器を保護・監視する装置としては
大別して電気的、機械的及び熱的な３種類の継電器（リレー）が使用される。
これらは、遮断器の引き外し回路や警報回路と連動される。

電気的保護装置としては、比率作動継電器を用いるのが一般的である。
この継電器の動作コイルは、変圧器の一次巻線側と二次巻線側に設置された
それぞれの変流器の二次側の差電流で動作するように接続される。

機械的保護装置としては、変圧器内部の油圧変化率、ガス圧変化率、油流変化率で
動作する継電器が用いられる。また、変圧器内部の圧力の過大な上昇を緩和するために
放圧装置で動作するように接続される。

熱的保護・監視装置としては油温度や巻線温度を監視・測定するために、
ダイヤル温度計や巻線温度指示装置が用いられる。
※巻線温度…間接式巻線温度指示装置を使用して測定、記録し、高温になった場合に
警報する装置を備えたもの。

主な電動機として、同期電動機、誘導電動機、直流電動機がある。

堅固で構造も簡単な電動機はかご形誘導電動機である。
この電動機は、最近では、トルク制御と励磁制御を分離して制御可能な
ベクトル制御によって直流電動機とそん色ない速度制御が可能になった。
※ベクトル制御…可変電圧、可変周波数のインバータで、電動機の入力電流を
励磁電流成分（トルク制御）にベクトル的に分けて、それぞれ独立に制御し
磁束一定制御を行うことによって制御の応答性を高めるようにした制御方式


回転速度が広範囲で精密な制御が簡単にできるのは直流電動機。
この電動機は従来ブラシと整流子により回転子に電力を供給していた。
最近よく使用されているブラシレス直流電動機（ブラシレスDCモーター）は
回転子に永久磁石を組み入れて効率の向上、保守の簡易化が図られたものである。
ブラシがないので電気的接触部がなく、機械的ノイズ、電気的雑音を発生しない。
長寿命、小型化のメリット有。

同期電動機は供給電動の周波数に同期した速度が要求されるものに使用。

無負荷飽和曲線は、同期発電機を定格速度で無負荷運転し、
界磁電流を零から徐々に増加させたときの端子電圧と界磁電流との関係を示したもの。
端子電圧は、界磁電流が小さい範囲では界磁電流にほぼ比例するが、
界磁電流がさらに増加すると、飽和特性を示す。
※飽和…最大限まで満たされた状態であること。
※界磁電流…電磁石にするための電流


短絡曲線は、同期発電機の電機子巻線の三相の出力端子を短絡し、定格速度で運転して、
界磁電流を零から徐々に増加させたときの短絡電流と界磁電流との関係を表したもの。
この曲線はほぼ直線になる。
※短絡電流…短絡発生時に流れるその回路電気機器の設計上の許容電流を超える電流。

外部特性曲線は同期発電機を定格速度で運転し、界磁電流を一定に保って、
負荷力率を一定にして負荷電流を変化させた場合の端子電圧と負荷電流との関係を表したもの。
この曲線は、負荷力率によって形が変わる。

巻線形誘導電動機のトルクー回転速度曲線は、
電源電圧及び電源周波数が一定のとき、発生するトルクと回転速度の関係を表したもの。

この曲線は、ある滑りの値でトルクが最大となる特性を示す。

このトルクを最大トルク又は停動トルクと呼ぶ。

この最大トルクは二次回路の抵抗には無関係。

巻線形誘導電動機のトルクは二次回路の抵抗と滑りの比に関係するので
二次回路の抵抗かκ倍になると、前と同じトルクが前の滑りのκ倍の点で起こる。
このような現象は比例推移と呼ばれ、
巻線形誘導電動機の起動トルクの改善及び速度制御に広く用いられている。