機械業界

【トランス(変圧器)】周波数60Hz仕様(関西)を50Hz地域で使えるのか?

トランス 変圧器

 

 

今回はトランス(変圧器)について、周波数(Hz)の違う地域で使用可能か?という部分を解説します。

先日このように聞かれました。
「この60Hzのトランス、関東(50Hz)でも使えるの?60Hzとしか銘板に記載されてないけど・・・」
実際のところ、恥ずかしながら即答ができず、電気工事屋さんに聞いたり検索して調べてみました。

【60Hz仕様品のトランス(変圧器)を50Hzで使用できるのか】
ズバリ、結論から言うと、

周波数が50Hzのトランス(変圧器)は60Hzの地域で使用可能です。
その逆(60Hzのトランス(変圧器)は50Hzの地域)では使用できません

悠
50Hzのトランス(変圧器)は60Hzの地域で使用可能、ただしその逆は使えないのです。
それでは詳しくは下記の目次にてチェックしてみてください。

トランス(変圧器)とは

トランス 変圧器出典:明電舎

トランス(変圧器)とは、かんたんに説明すると・・・

・電気を利用する際に応じた電圧に変換するための機器
・トランス(変圧器)とは、鉄心(コア)に一次コイルと二次コイルを巻きつけた構造
・熱を冷却する方式や配線構造によって種類がある

トランス(変圧器)とは、電力を必要とする機械や電気製品などにあわせて電圧を変える(変圧する)機器のこと。

主にキュービクルの中にあるため電気関連の仕事をしている方などはお馴染みのトランス(変圧器)ですが、一般の方にはあまり馴染みがないかもしれません。
身近なところでは電信柱の上に付いてるバケツ型のものや海外旅行先で利用するコンセントのトランス(変圧器)、
工場内のキュービクルに入ってるものも形やスペックは違えど同じトランス(変圧器)です。

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トランス(変圧器)には50Hzと60Hzの周波数仕様があります

日本国内の電気の周波数は50Hzと60Hzがあります。
東日本が50Hz、西日本が60Hzです。

そもそもなぜ50Hzと60Hzに分かれているかというと、明治時代に発電機を輸入した際、2種類の発電機を輸入したからです。
ドイツ製の発電機は50Hz、アメリカ製の発電機は60Hzで、東京はドイツ製のものを、大阪はアメリカ製のものを輸入し、それが現代まで影響して周波数が2つに分かれています。

家電製品などは大方のものが両方の周波数に対応しているため、あまり影響はありません。
しかし一部の製品は大阪から東京に来た場合使用できないこともあります(ドライヤーなどに多いです)
トランス(変圧器)も同様、50Hz仕様60Hz仕様両方兼用のものがあります。
なので、トランス(変圧器)を設置する場所の使用周波数に合ったトランス(変圧器)を選ぶ必要があります。

周波数60Hzのトランス(変圧器)を50Hzの地域で使えるのか?

大阪(周波数60Hz)から東京(周波数50Hz)へ60Hzのトランスをもっていった場合、東京ではそのトランス(変圧器)は使用できません。

溶接機やトランス(変圧器)の代表的なメーカーダイヘンのHPにある記載を以下に引用します。

Q. 60Hz仕様品を50Hz地区で使用すると変圧器はどうなりますか?

A.60Hz仕様品を50Hzで使用すると次のような問題が生じ、使用することができません。
・励磁電流及び励磁突流電流が著しく増える。
・騒音が大きくなる。
・無負荷損失が大幅に増える。
これは鉄心の磁束が周波数に逆比例(60Hz/50Hz=120%)するため鉄心の断面積が不足し、過励磁になるためです。また負荷を減らしても鉄心内部の問題は解決しないので、60Hz仕様品を50Hz地区で使用することはできません。
出典:ダイヘン

無負荷損失とは、トランス(変圧器)内部の鉄心が損傷していくことです。
一定周波数の電圧が流れる限り、大なり小なり一定の損失は確実に生じますが、60Hzのトランスを50Hz地域で使用するとその無負荷損失が大きくなってしまいます。
よって、耐久性が大幅に落ち、短期間で使用不可になってしまいやすい、ということです。

悠
上記のことから、60Hz仕様品を50Hzで使用はできない、ということです。

周波数50Hzのトランス(変圧器)を60Hzの地域で使えるのか?

三菱電機のHPに次のように記載されています。

Q.50Hz変圧器を60Hzで使用することができますか。変圧器は周波数に関係なく使用できますか。

A.使用しても問題ありません。
50Hz変圧器を60Hzで使用しますと、特性が次のように変化します。
・無負荷損が小さくなり、効率がよくなります。
・インピーダンスと電圧変動率が若干大きくなります。
配電用変圧器でのおおよその目安で、50Hzで使用したときの特性を100としたとき、
60Hzで使用したときの無負荷損は75~90、無負荷電流は25~30、
インピーダンスは105~120程度になります。
50Hz変圧器は60Hzでも使用できますが、その逆(60Hz変圧器を50Hzで)は使用できません。
出典:三菱電機

悠
使用に関しては可能ということですが、上記のように若干の違いはあるので不安な場合は兼用トランスか適応した周波数のトランス(変圧器)を選定することをおすすめします。

上のインピーダンスとは、回路を通る電圧と電流の比のことを指します。
なので、50Hz変圧器を60Hzで使用すると若干の電圧と電流の比率が変動するということになります。

電気系統のインピーダンスについてはやさしい電気回路というブログで詳しく解説されていますので、ご覧ください。
やさしい電気回路(インピーダンスとはなにか?)

まとめ

今回は皆さんの生活にも大きく関わっているトランス(変圧器)について、周波数の違う地域で使用可能かについてまとめました。

トランスでも兼用じゃないものがあったり、使用できない理由など、今回正直はじめて知ったことだったので新鮮でした。

みなさんももし、関西から関東へのトランスのお引越しにはご注意ください。

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