トランス設計について

極端な話，１次側が１ターン，２次側が１０ターンの設計も可能です。
ただし，鉄芯の磁束密度が飽和しないようにするために，極端に鉄心断面積
を大きくする必要があります。

いい加減な計算ですが商用周波の場合，鉄心の断面を□750mm程度にすれば，
１次側が１ターン，２次側が１０ターンの設計が可能と思います。ただし，
このようなトランスはおよそ実用的ではありません。□750mmの鉄心断面で
磁路を作ると，鉄心の重さだけで６トンを越すものと思います。また，鉄心を
励磁することによる電力損失（鉄損）だけで数ｋＷのオーダーに達するでしょう。

トランスの設計において，鉄心の磁束密度と銅線の電流密度を適正値に保ち
ながら，鉄心断面積と銅線の巻数を決めることが大原則。極端な例を先に示し
ましたが，磁束密度，電流密度一定条件下で巻数を増やしていくと，鉄心体積
は減少してそれに伴い鉄損が減少します，一方で銅線における損失（銅損）が
増えていきます。両者のバランスがとれて，損失が最小になるところが最適設
計ポイントです。

上記の最適点はトランスの容量（ＶＡ）に応じて決まります。実際の設計にお
いては，最適点を探すことを都度行うことはありません。まず最初に，容量に
応じて鉄心のサイズを選択します。そうすると鉄心断面積が決まりますので，
磁束密度が設計値となるように巻数を決めるというような手順です。

１０００ＶＡのトランスでしたら，１次側２００ターン，２次側２０００ター
ン程度が常識的な設計になりそうです。

私自身，初心者のときは１Ｖあたり何ターン巻けばいいのかを，最初に知りた
いと思いました。

結論としてその値は，一義的には容量によって決まると言っておきます。詳細
に踏み込むと，効率で最適化するか，コストで最適化するか，負荷が変動する
場合は，どの程度の負荷を代表値としてを採用するかなどで，変動するもので
す。また，使用する鉄心材料のグレード（磁束密度に対する損失）や温度上昇
（絶縁物の温度グレード）によっても最適点は変化します。

前の回答は，電気機械（トランス，モータなど）の設計に直接携わらない方
には判りにくい表現だったかもしれません。疑問点があれば，再度お問い合わ
せくださるようにお願いします。

お礼

2008/12/13 23:58

とても丁寧な回答ありがとうございます。
返事遅くなりまして申し訳ありません。


実際には下記の様な回路で考えてました。
Cにチャージした1/2CV2のエネルギーをサイリスタで放電・コイルに通電
し昇圧という回路です。

SCR C(100v 1μF) L
----------||----------)(-----高圧（1000v）
▽ )(
----------------------)(-----アース

さっぱりなので似た回路をばらしたりしてますが、
コアとして棒状フェライト？を使用していることくらいで
共通点があまり無く計算値で追えなくて困ってました。
（通常のトランスと同じ考えらしいとは聞いたのですが）

なるほど、負荷によって変わるのですか・・・。
お手数でなければ、
参考までに具体例で設計手順をご教示ねがえませんでしょうか？

質問者