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변압기 권선비 계산 방법: 공식, 예 및 테스트 팁

2026-08-21

방금 공급업체로부터 변압기 배치를 받았는데 명판에 230V 1차, 12V 2차라고 적혀 있습니다. 제품에 연결하기 전에 한 가지 숫자, 즉 권선비를 알아야 합니다. 이 단일 값은 권선 수가 설계와 일치하는지 여부, 장치가 예상 출력 전압을 생성하는지 여부, 전체 테스트 시퀀스를 실행하는 데 시간을 투자할 가치가 있는지 여부를 알려줍니다.

앞에서 언급한 짧은 대답: 변압기 권선비는 다음과 같습니다. a = N p /N s , 1차 권선 권선을 2차 권선 권선으로 나눈 값이며 무부하에서도 대략 다음과 같습니다. V p /V s . 이 관계를 통해 2차 전압, 부하 전류, 반사 임피던스 및 표준 권선비 테스트 결과를 예측할 수 있습니다.

변압기의 권선비가 의미하는 것

변압기는 공유 자기 코어를 통해 두 권선 사이에 전기 에너지를 전달합니다. 1차 권선은 자속을 형성하고 2차 권선에는 전압이 유도됩니다. 두 권선의 권수 비율에 따라 입력과 출력 사이의 전압 변화 정도가 결정됩니다.

기존의 2권선 변압기에서:

  • N p = 1차 권선의 권선 수
  • N s = 2차 권선의 권수
  • a = N p /N s = 회전율

만약에 a 1보다 크면 변압기는 전압을 낮춥니다. 만약에 a 1보다 작으면 전압이 올라갑니다. 이것은 단지 학술적인 정의가 아닙니다. 이는 변압기가 벤치에 도착할 때 엔지니어가 명판과 비교하는 첫 번째 매개변수이며 제조업체가 권선 설계 중에 고정하는 숫자와 동일합니다.

1000T a = 5:1
1차: 1000턴(83.3%)
2차: 200턴(16.7%)
1000회전 기본 및 200회전 보조는 5:1 비율을 제공합니다.

회전율 공식 및 사용 방법

이상적인 변압기의 표준 권선비 공식은 세 가지 동등한 형태를 취합니다.

  1. a = N p /N s — 권선 횟수 정의
  2. a ≒ V p /V s - 무부하에서 측정된 전압 정의
  3. a = 나 s / 나 p — 2차측이 전류를 공급할 때 적용되는 전류 관계

이상적인 변압기의 경우 세 가지 모두 동일한 값을 생성합니다. 실제 변압기는 권선 저항과 누설 리액턴스가 내부 전압 강하를 발생시키기 때문에 약간 벗어나므로 단자 전압 비율은 무부하에서만 정확합니다. 잘 만들어진 장치에서는 차이가 작지만 승인 테스트를 수행하거나 측정값을 명판과 비교할 때 중요합니다.

230V/46V 변압기에 대해 표시된 권선비를 표현하는 세 가지 동등한 방법입니다.
정의 공식 예시 값
회전 a = N p /N s 1000 / 200 = 5.00
전압 a =V p /V s 230 / 46 = 5.00
현재 a = 나 s / 나 p 10A / 2A = 5.00

전압 방법은 작업장이나 현장에서 권선비를 계산하는 실용적인 지름길입니다. 알려진 낮은 AC 전압을 한 권선에 적용하고, 다른 권선의 개방 회로 전압을 측정하고, 두 판독값을 나눕니다. 회전 수를 계산하기 위해 변압기를 풀 필요가 없습니다. 권선비는 임피던스 반사에도 영향을 미칩니다. 부하 임피던스 Z L 보조에는 a² × Z로 나타납니다. L 이것이 바로 오디오 및 신호 변환기가 임피던스 매칭을 위해 신중하게 설정된 비율에 의존하는 이유입니다.

120 90 60 30 0 2 5 10 15 20 25 30 회전율 a 2차 전압(V) 115V
그림 1 - 권선비가 증가하면 2차 전압이 감소합니다(1차 230V).

작업 예: 230V ~ 46V 강압 변압기

변압기 명판에 230V 1차, 46V 2차라고 적혀 있다고 가정해 보겠습니다. 회전율은 다음과 같습니다.

a = 230 / 46 = 5

이는 1차 코일이 2차 코일보다 5배 더 많은 회전수를 갖는다는 것을 의미합니다. 기본이 1000턴이라면 보조는 200턴입니다. 현재 관계는 반대입니다. 2차측이 10A 부하를 공급하는 경우 1차측 전류는 다음과 같습니다. I p = 나 s / a = 10 / 5 = 2A .

사용자 정의 권선을 설계하거나 지정할 때 더 유용한 계산은 다른 방향으로 실행됩니다. 1,000회 회전하는 230V 1차측에서 시작하면 각 회전마다 약 0.23V가 전달됩니다. 110V 2차측을 생성하려면 대략 110/0.23 ≒ 478회 회전이 필요합니다. 아래 막대 차트는 이 1차측으로 공통 목표 전압을 달성하는 데 필요한 2차측 회전수를 보여줍니다. 다음을 지정할 때 맞춤형 변압기 , 공급업체는 첫 번째 프로토타입이 권선되기 전에 출력 전압을 확인하기 위해 설계 검토 중에 정확하게 이 계산을 실행합니다.

0 100 200 300 400 52 104 157 209 478 12V 24V 36V 48V 110V 목표 2차 전압 보조 회전
그림 2 - 공통 출력 전압(230V 1차, 1000회전)에 필요한 2차 권선.

3상 변압기의 권선비

3상 변압기에서 권선비는 여전히 위상별 수량입니다. a = N p /N s =V 단계, 기본 /V 위상, 2차 . 가장 혼란을 일으키는 실수는 선간 전압 값을 직접 사용하는 것입니다. 왜냐하면 선간 전압은 두 개의 공통 권선 연결 중 하나만의 위상 전압과 동일하기 때문입니다.

각 3상 연결의 권선비 공식에 어떤 전압을 삽입해야 할까요?
연결 라인 전압 대 위상 전압 비율 공식에 사용
와이(별) V 라인 = √3 × V 단계 V 단계 (상-중성)
델타 V 라인 =V 단계 V 단계 (단계별)

예를 들어, 10kV Y형 연결 1차와 400V 델타 연결 2차 변압기는 1차 위상 전압이 10,000 / √3 ≒ 5,774V이고 2차 위상 전압이 400V입니다. 회전율은 5,774 / 400 ≒ 14.43 , 25가 아니라 라인 전압을 직접 비교하면 얻을 수 있는 값입니다.

실제 테스트 회전율

허용되는 공장 및 현장 방법은 전용 변압기 권선비(TTR) 미터를 사용한 권선비 테스트입니다. 미터는 고전압 권선에 낮은 AC 전압을 적용하고 저전압 권선에 유도된 전압을 측정하며 비율을 직접 표시합니다. 자화 전류가 낮게 유지되고 측정된 전압 비율이 실제 권선비를 반영하도록 2차 개방 회로를 사용하여 테스트를 수행합니다.

동일한 탭 위치에서 측정된 값을 명판 비율과 비교하십시오. 전력 및 배전 변압기의 경우 IEC 60076-1 및 IEEE C57.12.90과 같은 산업 표준은 일반적으로 다음 범위 내에서 편차를 허용합니다. 0.5% 지정된 비율의. 편차가 더 크면 권선 결함, 잘못된 탭 연결 또는 명판 오류를 의심하십시오. 제조업체에 설명된 검사 프로세스와 같이 문서화된 아웃바운드 품질 관리를 갖춘 제조업체 페이지 소개 , 배송 전에 모든 장치의 권선비를 확인하고 입고 검사 목록에 동일한 수표를 추가하십시오.

  1. 변압기의 전원을 차단하고 회로에서 절연하십시오.
  2. 극성 표시를 고려하여 TTR 미터를 고전압 및 저전압 부싱에 연결합니다.
  3. 측정을 시작하기 전에 탭 위치를 설정하고 확인하십시오.
  4. 모든 탭과 3상 장치의 각 위상에 대한 비율을 기록합니다.

만약에 no TTR meter is available, you can apply a safe low voltage, for example 24 V AC, to the primary and measure the secondary voltage with a multimeter, then divide. The result will be close, but the accuracy depends on your voltmeter class and the insulation condition of the unit.

회전율을 계산할 때 흔히 저지르는 실수

  • 상 전압 대신 선간 전압을 사용합니다. 3상 변압기에서는 분주하기 전에 명판 선간 전압을 실제 권선 전압으로 변환합니다.
  • 부하 상태에서 측정 중입니다. 권선 저항과 누설 리액턴스 때문에 전압 비율은 부하 전류에 따라 변합니다. 2차 개방 회로로 측정합니다.
  • 탭 위치를 무시합니다. 탭 체인저는 탭 권선의 유효 회전을 변경하므로 탭 1에서 측정된 비율은 탭 5의 명판 값과 일치하지 않습니다.
  • 기본 및 보조 반전. 비율 규칙은 애플리케이션과 일치해야 합니다. 즉, 거꾸로 연결된 5:1 강압 변압기는 1:5 승압 장치처럼 작동합니다.
  • 한 번의 독서를 신뢰합니다. TTR 측정은 전압이 안정적이고 판독값이 확정된 경우에만 신뢰할 수 있으며 결과는 명판의 동일한 탭 및 위상과 비교됩니다.

회전율에 대해 자주 묻는 질문

권선비는 전압비와 동일합니까?

부하가 없을 때 그렇습니다. 1차 권선과 2차 권선의 비율은 1차와 2차 유도 전압의 비율과 같습니다. 부하가 걸리면 내부 임피던스 강하로 인해 단자 전압 비율이 약간 변경됩니다. 이것이 바로 권선비 테스트가 항상 2차 개방 회로에서 수행되는 이유입니다.

권선비가 전류에 영향을 줍니까?

예, 반비례합니다. 2차 전류를 권선비로 나눈 값은 1차 전류입니다. p = 나 s / 가. 2차측에 10A를 공급하는 5:1 변압기는 손실을 무시하고 1차측에서 2A만 소비합니다.

허용되는 권선비 공차는 얼마입니까?

대부분의 전력 및 배전 변압기의 경우 IEC 60076-1 및 IEEE C57.12.90에서는 측정 비율이 정격 탭에서 명판 값의 0.5% 이내가 되도록 요구합니다. 더 작은 제어 및 오디오 변압기는 고객 사양에 따라 동일한 제한을 사용하는 경우가 많습니다.

인덕턴스 측정에서 권선비를 계산할 수 있습니까?

간접적으로는 그렇습니다. 1차-2차 인덕턴스 비율은 권선비: L의 제곱과 같습니다. p / 엘 s = a²이므로 a = √(L p / 엘 s ). 이는 사용 가능한 전압 소스가 없을 때 교차 점검으로 작동하지만 인덕턴스가 코어 투자율과 에어 갭에 따라 달라지기 때문에 정확도가 떨어집니다.

권선비는 변압기 명판에서 가장 유용한 숫자입니다. 회전수, 전압 또는 전류로부터 이를 계산할 수 있게 되면 들어오는 장치를 확인하고, 결함이 있는 권선을 감지하고, 올바른 사양으로 교체품을 주문하고, 자신 있게 맞춤형 변압기를 설계할 수 있습니다. 공식을 단순하게 유지하고, 무부하에서 측정하고, 3상 장비에서 상 전압으로 작업하는지 선간 전압으로 작업하는지 항상 명시하십시오.

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