Первичная обмотка трансформатора: Первичная и вторичная обмотка трансформатора

Содержание

Первичная и вторичная обмотка трансформатора

Первичная обмотка трансформатора – это часть устройства, к которой подводится преобразуемый переменный ток. Определить, где первичная, а где вторичная обмотка трансформатора, важно при использовании устройств без заводской маркировки и самодельных катушек.

На самодельных трансформаторах нет обозначений первичной обмотки.

Знания о внутреннем строении и принципе действия трансформаторов имеют практическое значение для начинающих радиолюбителей и домашних мастеров. Имея информацию о типах обмоток, методах их расчета и главных отличиях, можно с большей уверенностью начинать создание систем освещения и прочих устройств.

Типы трансформаторных обмоток

В зависимости от взаиморасположения проводящих ток элементов, направления их намотки и формы сечения провода выделяют несколько типов обмоток трансформаторов:

  1. Однослойная или двухслойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода. Технология ее изготовления очень проста, благодаря чему такие катушки получили широкое распространение. Обмотка имеет небольшую толщину, что уменьшает нагрев устройства. Из недостатков следует выделить небольшую прочность конструкции.
  2. Многослойная цилиндрическая обмотка является аналогом предыдущего типа, но провод расположен в несколько слоев. Окна магнитной системы при этом заполняются лучше, но появляется проблема перегрева.
  3. Цилиндрическая многослойная обмотка из провода круглого сечения обладает свойствами, близкими к предыдущим разновидностям обмоток, но к недостаткам добавляется утрата прочности по мере роста мощности.
  4. Винтовая обмотка с одним, двумя и больше ходами имеет высокую прочность, отличную изоляцию и охлаждение. По сравнению с цилиндрическими обмотками, винтовая обходится дороже в производстве.
  5. Непрерывная обмотка из провода прямоугольного сечения не перегревается, она обладает значительным запасом прочности.
  6. Многослойная обмотка из фольги устойчива к повреждениям, хорошо заполняет окно магнитной системы, но технология производства таких катушек сложная и дорогостоящая.

У трансформаторов есть шесть основных типов обмотки.

На схемах трансформаторов начало обмоток высокого напряжения обозначается большими буквами латинского алфавита (A, B, C), а такая же часть проводов низкого напряжения – строчными буквами. Противоположный конец обмотки имеет общепринятое условное обозначение, состоящее из конечных трех букв латинского алфавита – X, Y, Z для входящего напряжения и x, y, z для выходящего.

Различают обмотки и по назначению:

  • основные – к ним относятся первичная и вторичная обмотки, по которым ток подается из сети и поступает к месту потребления;
  • регулирующие – являют собой отводы, главная функция которых – изменение коэффициента трансформации напряжения;
  • вспомогательные – используются для обеспечения нужд самого трансформатора.

Автоматизированный расчет намотки трансформатора

Правильно выбрать трансформатор важно не только при проведении ремонта электрической сети, систем освещения и цепей управления. Расчет важен и для радиолюбителей, которые хотят самостоятельно изготовить катушку для конструируемого прибора.

Для этого существуют удобные программы-калькуляторы, которые обладают широким функционалом и оперируют различными методами расчета.

Специальные программы облегчат расчет траснформатора.

Проще всего рассчитать параметры маломощного однофазного трансформатора. Для этого в специальной программе указываются следующие параметры:

  • напряжение, подающееся на первичную обмотку катушки , в большинстве случаев это для домашних нужд
  • напряжение составляет 220 вольт;
  • напряжение на вторичной обмотке;
  • сила тока вторичной обмотки.

Далее следует указать тип трансформатора (броневой или стержневой), вторичную мощность, значение магнитной индуктивности сердечника и плотности тока в обмотке.

Результат расчетов представлен в виде удобной таблицы, в которой указаны такие значения, как параметры сердечника и высота стержня, сечение провода, количество витков и мощность обмоток.

Автоматизированный расчет сильно упрощает теоретическую часть процесса конструирования трансформатора, позволяя сосредоточиться на важных деталях.

Отличия первичной обмотки от вторичной

Определить тип обмотки можно по ее сопротивлению.

Определение типа обмотки может быть важным в тех случаях, когда на трансформаторе не сохранилось никаких обозначений. Как узнать, где первичная, а где вторичная обмотка? Они рассчитаны на разное напряжение. Если к сети в 220 В подключить вторичную обмотку, то устройство просто сгорит.

Главный визуальный критерий, при помощи которого можно определить тип обмотки, – толщина провода, припаянного к его выводам. Трансформатор имеет 4 выхода: два для подключения к сети, а еще два для вывода напряжения. Провода, которыми первичная обмотка соединяется с сетью, имеют небольшую толщину. Вторичная обмотка подключена проводами довольно большого поперечного сечения.

Еще один верный признак, позволяющий узнать тип обмотки, – измерение сопротивления провода. Сопротивление первичной обмотки имеет довольно высокое значение тогда, когда у вторичной оно может составлять до 1 Ома.

Вне зависимости от модели, первичная обмотка трансформатора всегда будет одна. На принципиальных схемах она обозначается римской цифрой I. Вторичных обмоток может быть несколько, их обозначение – II, III, IV, и т.д. Не стоит допускать распространенной ошибки, называя такие обмотки третичными, четвертичными и так далее. Все они имеют один ранг и называются вторичными.

Какие функции выполняет трансформатор?

Трансформаторы широко используются в зарядных устройствах.

Главная функция трансформаторов состоит в понижении или повышении напряжения подаваемого на них тока. Эти устройства находят широкое применение в высоковольтных сетях, которые доставляют электричество от места его выработки до конечного потребителя.

В современном домашнем хозяйстве трудно обойтись без трансформатора тока. Данные устройства используются во всех типах техники, начиная от холодильника и заканчивая компьютером.

Еще недавно размеры и вес бытовой техники часто определялись именно параметрами трансформатора, ведь основное правило заключалось в том, что чем выше мощность преобразователя тока, тем он больше и тяжелее. Чтобы увидеть это, достаточно просто сравнить между собой два типа зарядных устройств. Трансформаторы от старого мобильного телефона и современного смартфона или планшета. В первом случае перед нами будет небольшое, но увесистое приспособление для зарядки, которое заметно греется и часто выходит из строя. Импульсные трансформаторы отличаются бесшумной работой, компактностью и высокой надежностью. Принцип их действия заключается в том, что переменное напряжение сначала поступает на выпрямитель и преобразовывается в высокочастотные импульсы, которые подаются на небольшой трансформатор.

В условиях проведения ремонта техники дома часто возникает потребность самостоятельной намотки катушки трансформатора. Для этого используют сборные сердечники, которые состоят из отдельных пластин. Детали соединяются между собой посредством замка, образовывая жесткую конструкцию. Обмотка проводом производится при помощи самодельного устройства, которое работает по принципу коловорота.

Создавая такой трансформатор, следует помнить: чем плотнее и аккуратнее намотана проволока, тем меньше проблем будет возникать с эксплуатацией такого устройства.

Витки отделяются друг от друга одинарным слоем бумаги, промазанной клеем, а первичная обмотка отделяется от вторичной промежутком из 4-5 слоев бумаги. Такая изоляция обеспечит защиту от пробоев и короткого замыкания. Правильно собранный трансформатор гарантирует стабильность работы техники, отсутствие назойливого гула и перегревов.

Заключение по теме

Трансформаторы используются в большинстве окружающей нас техники. Знание об их внутреннем строении дает возможность при необходимости произвести их ремонт, обслуживание или замену.

Отличить первичную обмотку от вторичной бывает важно для правильного подключения устройства в сеть. Подобная проблема может возникнуть и при использовании самодельных устройств или трансформаторов без маркировки.

Непрерывная катушечная обмотка применяется только при напряжении 110 кВ и выше. При использовании в обмотке нескольких параллельных проводов транспозиция делается, как в винтовых параллельных обмотках.

Трансформатор

  • Главная
  • Дискретные элементы
  • Интегральные элементы, блоки и узлы схем
  • Импульсные стабилизаторы
  • Импульсные преобразователи
  • Физика работы импульсного трансформатора

    • Определение трансформатора как устройства
    • Базовые характеристики магнитного поля
    • Простейший трансформатор. Исходные параметры
    • Закон электромагнитной индукции и коэффициент трансформации
    • Магнитный поток в сердечнике трансформатора. Влияние нагрузки
    • Фазировка обмоток трансформатора. Полярность. Связь геометрии намотки и полярностей входного и выходного напряжения
  • Конструктивные элементы трансформатора и дросселя

    • Магнитопровод

      • Геометрия магнитопровода
        • Геометрические параметры магнитопровода
        • Типы геометрии магнитопроводов
        • Факторы, определяющие выбор типа магнитопровода
      • Материал магнитопровода
        • Ферриты – основной материал магнитопроводов импульсных источников питания
      • Характеристики ферритов
        • Четыре параметра одной петли: индукция насыщения, коэрцитивная сила, остаточная индукция, напряженность магнитного поля при насыщении
        • Максимальное значение индукции в магнитопроводе
        • Магнитная проницаемость
        • Зависимость магнитной проницаемости феррита от температуры
        • Зависимость магнитной проницаемости феррита от частоты
        • Потери в магнитопроводе обусловленные свойствами феррита
      • Распространенные типы ферритов для импульсных источников питания и их характеристики
    • Обмотки

      • Конструктивные особенности обмоток
      • Межслоевая изоляция
      • Межобмоточная изоляция
      • Материалы для изоляции обмоток
      • Способы намотки
      • Каркас
      • Расположение обмоток внутри магнитопровода
      • Электростатическая защита (экран Фарадея) между обмотками
      • Технологические особенности намотки кольцевых и тороидальных трансформаторов
    • Эквивалентная схема трансформатора

    • Индуктивность намагничивания L0

    • Индуктивность рассеивания первичной обмотки LS1

      • Соотношения для вычисления индуктивность рассеивания первичной обмотки LS1 для различных геометрий магнитопроводов
        • Коаксиальные цилиндрические обмотки
        • Обмотки на кольцевом сердечнике
      • Способы уменьшения индуктивности рассеяния
    • Приведенная индуктивность рассеивания вторичной обмотки LS2

    • Сопротивление первичной обмотки Rw1

    • Приведенное сопротивление вторичной обмотки Rw2

    • Особенности и тонкости расчета омического сопротивления обмоток

      • Влияние температуры на удельное сопротивление обмоток
      • Влияние скин-эффекта на сопротивление обмоток при высоких частотах
      • Рекомендации по снижению потерь в трансформаторе обусловленных скин-эффектом
    • Сопротивление активных потерь в магнитопроводе R0

    • Межвитковая емкость вторичной обмотки С02

      • Соотношение для определения емкости между двумя соседними витками в изоляции Ct (turn-виток)
      • Расчет емкостей обмотки при различных типах намотки
        • Тип намотки – «виток к витку», послойно
        • Тип намотки – «один слой поверх магнитопровода»
        • Тип намотки – «виток к витку N-образная»
    • Межобмоточная емкость С12

    • Особенности влияния паразитных параметров на работу импульсных трансформаторов

    • Потери в трансформаторе

      • Омические потери в проводниках обмоток
      • Выбор допустимой плотности тока в обмотках
      • Потери в магнитопроводе
      • Диэлектрические потери
      • Тепловой режим трансформатора

Что такое трансформатор и как его проверить

Сварочный аппарат, микроволновка, компьютер, блок питания, телевизор — такие разные электроприборы но в каждом из них есть трансформатор. Как прозвонить обмотки и замерить напряжение выдаваемое трансформатором, как посчитать допустимую мощность и что такое ток холостого хода — вопросы на которые Вы получите исчерпывающие ответы и несколько практических советов по работе с трансформаторами. В конце расскажу о трансформаторе тока и где он используется.

Для чего нужен трансформатор?

Основное свойство трансформатора преобразование напряжения или тока до требуемого значения и гальванической развязки — это очень полезное свойство трансформаторов о котором расскажем ниже.

И так, например, в домашней электро-розетке напряжение 220 вольт 50 герц (AC — так на схемах и блоках питания обозначают переменное напряжение — AC 220v 50hz), т.е., переменное напряжение, а для питания ноутбука нам нужно 18 вольт постоянного тока (DC — так обозначается постоянное напряжение DC 18v). С помощью трансформатора мы можем преобразовать напряжение до требуемой величины, а затем выпрямить его. После чего, это напряжение будет пригодно для питания Вашего ноутбука. Не совсем понятно? Не хватает термина — Коэффициент трансформации.


Как рассчитать обмотки трансформатора

В нашем примере, 220/18=12,22 это соотношение количества витков обмоток и это значение коэффициента трансформации.
Зная, коэффициент трансформации , этим числом можно посчитать количество витков трансформатора. Если поменять обмотки, т.е., подать напряжение 220 вольт на вторичную обмотку, с первичной мы получим 2688 вольт — но делать так я не рекомендую, транс сгорит сразу или выбьет автомат в щитке.
Допустим, вы знаете что в первичной обмотке транса 2200 витков, а сколько витков должно быть во вторичной обмотке для получения 18 вольт? Все просто, 18 (напряжение в вольтах)*12,22 (коэффициент трансформации) = 220 витков.


Как устроен трансформатор?

Простейший трансформатор, это две независимых обмотки связанных магнитопроводом. В первой обмотке создается магнитное поле, затем через магнитопровод передается на вторую обмотку, в которой в зависимости от коэффициента трансформации повышается или понижается. На самом деле, все значительно сложнее, много факторов влияющих на выходное напряжение, но для данного контекста этого достаточно.


Какие бывают трансформаторы?

  1. Повышающий трансформатор (высоковольтный) — повышает напряжение до требуемой величины, но снижает ток пропорционально. При повышении напряжения более чем 20-30 раз большое значение имеет КПД трансформатора, как правило для частоты 50 герц это предел, дальше начинаются значительные потери. Для повышения КПД трансформаторов увеличивают частоту, так высоковольтный трансформатор в электро-шокере повышает напряжение до 20-100 тысяч вольт и работает на частотах от 800гц до 2,4кгц. При этом, ток пропорционально снижается.
  2. Понижающий трансформатор (силовой) — понижает напряжение до требуемой величины, пропорционально увеличивает допустимый ток. Например сварочный аппарат, снижает напряжение до 50 вольт (в 4,4 раза), увеличивает ток в 4,4 раза. Но для соблюдения этого условия сечение провода во вторичной обмотке тоже, должно быть больше в 4,4 раза.
  3. Автотрансформатор (ЛАТР) — понижающий трансформатор с одной обмоткой, с которой с помощью ручки реостата, получают напряжение от 1 до 180 вольт. Такие трансы используются в лабораторных условиях для проверки различных устройств. В быту используется в некоторых регуляторах напряжения.

  4. Масляный трансформатор — трансформатор монстр! с обмотками трубами, заполненными минеральным маслом. Такие устанавливают в силовых подстанциях для снижения напряжения с 10000 вольт до 220. Если передавать на большое расстояние напряжение в 220 вольт по обычным проводам, потери будут значительны. Как известно, чем выше напряжение, тем меньше влияет сопротивление провода. С ТЭЦ и ГРЭС по Линиям Электро Передач передается вообще 100000 вольт!

  5. Импульсный трансформатор — без него не обходится не один современный электроприбор, будь то ТВ, ноутбук, компьютер или зарядник для телефона. Как правило работает на частотах свыше 800гц в паре с контроллером ШИМ который увеличивает частоту импульсов в возрастанием нагрузки. Гениальное изобретение, позволяющее получать большие токи при скромных размерах. Сравните размеры традиционного сварочного аппарата и сварочного инвертора работающего на этом принципе.


Как отличить первичную обмотку от вторичной в трансформаторе

Существует три основных признака первичной обмотки трансформатора:

1) В понижающем трансформаторе сопротивление первичной обмотки значительно выше, чем вторичной.

2) Как правило, первичная обмотка наматывается более тонким проводом.

3) Первичная обмотка транса наматывается ближе к магнитопроводу для увеличения КПД трансформатора.

4) Если трансформатор запаян в схему, можно посмотреть по выводам. Во вторичной обмотке, как правило включается диодный мостик и за ним электролитический конденсатор большой емкости (от 1000мкф). В первичной, обычно ставят предохранитель.
Подробно, как определить где первичная обмотка смотрите видео ниже.

В некоторых трансформаторах устанавливают самовосстанавливаемый предохранитель, его скрывает защитная пленка на первичной обмотке. Я часто сталкивался с обрывом обмотки, который на самом деле оказывался сгоревшим предохранителем. Вскрываешь защитную пленку, перепаиваешь и вуаля! Заработало!

Как прозвонить обмотки трансформатора?

Если в вашем распоряжении цешка или мультиметр, выяснить где и какая обмотка не так сложно. Включаем тестер в режим измерения сопротивления (100ом) и прозваниваем выводы трансформатора. Допустим, тестер показал на одной из обмоток 89ом, на другой всего 7ом — соответственно это вторичка.

Как узнать ток холостого хода у трансформатора?

Ток холостого хода — это ток, который транс потребляет без нагрузки, чем он ниже, тем качественнее рассчитан и изготовлен трансформатор. Низкое качество магнитопровода, межвитковое замыкание, неправильное подключение увеличивают ток холостого хода. Этот ток преобразуется в тепло и если он велик (более 20-100ма) транс может сгореть. Переключите тестер в режим измерения тока и включите последовательно с первичной обмоткой трансформатора. по результату измерения, решайте сами не опасно ли использовать такой трансформатор.

Как найти первичную обмотку и проверить трансформатор — смотрите видео:

Как прозвонить трансформатор или как определить обмотки трансформатора

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. На первых порах занятий радиоэлектроникой у начинающих радиолюбителей, да и не только у радиолюбителей, возникает очень много вопросов, связанных с прозвонкой или определением обмоток трансформатора. Это хорошо, если у трансформатора всего две обмотки. А если их несколько, да и еще у каждой обмотки несколько выводов. Тут просто караул кричи. В этой статье я расскажу Вам, как можно определить обмотки трансформатора визуальным осмотром и с помощью мультиметра.

Как Вы знаете, трансформаторы предназначены для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины. Самый обычный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки. Питающее напряжение подается на первичную обмотку, а ко вторичной обмотке подключается нагрузка. На практике же большинство трансформаторов может иметь несколько обмоток, что и вызывает затруднение в их определении.

1. Определение обмоток визуальным осмотром.

При визуальном осмотре трансформатора обращают внимание на его внешний защитный слой изоляции, потому как у некоторых моделей на внешнем слое изображают электрическую схему с обозначением всех обмоток и выводов; у некоторых моделей выводы обмоток только маркируют цифрами. Также можно встретить старые отечественные трансформаторы, на внешнем слое которых указывают маркировку в виде цифрового кода, по которому в справочниках для радиолюбителей есть вся информация о конкретном трансформаторе.

Если трансформатор попался без опознавательных знаков, то обращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Диаметр провода можно определить по выступающим выводам концов обмоток, выпущенных для закрепления на контактных лепестках, расположенных на элементах каркаса трансформатора. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения, по отношению к вторичной. Диаметр провода вторичной обмотки всегда больше.

Исключением могут быть повышающие трансформаторы, работающие в схемах преобразователей напряжения и тока. Их первичная обмотка выполнена толстым проводом, так как генерирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Но такие трансформаторы встречаются очень редко.

При изготовлении трансформаторов первичную обмотку, как правило, мотают первой. Ее легко определить по выступающим концам выводов обмотки, расположенных ближе к магнитопроводу. Вторичную обмотку наматывают поверх первичной, и поэтому концы ее выводов расположены ближе к внешнему слою изоляции.

В некоторых моделях сетевых трансформаторов, используемых в блоках питания бытовой радиоаппаратуры, обмотки располагают на пластмассовом каркасе, разделенном на две части: в одной части находится первичная обмотка, а в другой вторичная. К выводам первичной обмотки припаивают гибкий монтажный провод, а выводы вторичной обмотки оставляют в виде обмоточного провода.

2. Определение обмоток по сопротивлению.

Когда предварительный анализ обмоток произведен, необходимо убедиться в правильности сделанных выводов, а заодно прозвонить обмотки на отсутствие обрыва. Для этого воспользуемся мультиметром. Если Вы не знаете как измерить сопротивление мультиметром, то прочитайте эту статью.

Вначале прозвоним обычный сетевой трансформатор, у которого всего две обмотки.
Мультиметр переводим в режим «Прозвонка» и производим измерение сопротивления предполагаемых первичной и вторичной обмоток. Здесь все просто: у какой из обмоток величина сопротивления больше, та обмотка и является первичной.

Это объясняется тем, что в маломощных трансформаторах и трансформаторах средней мощности первичная обмотка может содержать 1000…5000 витков, намотанных тонким медным проводом, и при этом может достичь сопротивления до 1,5 кОм. Тогда как вторичная обмотка содержит небольшое количество витков, намотанных толстым проводом, и ее сопротивление может составлять всего несколько десятков ом.

Теперь прозвоним трансформатор, у которого несколько обмоток. Для этого воспользуемся листком бумаги, ручкой и мультиметром. На бумаге будем зарисовывать и записывать величины сопротивлений обмоток.

Делается это так: одним щупом мультиметра садимся на любой крайний вывод, а вторым щупом по очереди касаемся остальных выводов трансформатора и записываем полученное значение сопротивлений. Выводы, между которыми мультиметр покажет сопротивление, и будут являться выводами одной обмотки. Если обмотка без средних отводов, то сопротивление будет только между двумя выводами. Если же обмотка имеет один или несколько отводов, то мультиметр покажет сопротивление между всеми этими отводами.

Например. Первичная обмотка может иметь несколько отводов, когда трансформатор рассчитан на работу в сети с напряжениями 110В, 127В и 220В. Вторичная обмотка также может иметь один или несколько отводов, когда хотят от одного трансформатора получить несколько напряжений.

Идем дальше. Когда первая обмотка и ее выводы будут найдены, то переходим к поиску следующей обмотки. Щупом опять садимся на следующий свободный вывод, а другим поочередно касаемся оставшихся выводов и записываем результат. И таким образом производим измерение, пока не будут найдены все обмотки.

Например. Между выводами с номерами 1 и 2 величина сопротивления составила 21 Ом, тогда как между остальными выводами мультиметр показал бесконечность. Из этого следует, что мы нашли обмотку, у которой выводы обозначены номерами 1 и 2. Нарисуем ее так:

Теперь щупом садимся на вывод 3, а другим щупом поочередно касаемся выводов с номерами от 4 до 10. Мультиметр показал сопротивление только между выводами 3, 4 и 5. Причем между выводами 3 и 4 величина сопротивления составила 6 Ом, а между парой выводов 3, 5 и 4, 5 получилось по 3 Ома. Отсюда делаем вывод, что эта обмотка с отводом посередине, т.е. пары 3, 5 и 4, 5 намотаны равным количеством витков, и что с этой обмотки снимается два одинаковых напряжения относительно общего вывода 5. Рисуем так:

Производим измерение далее.
Между выводами 6 и 7 величина сопротивления составила 16 Ом. Рисуем так:

Ну и между выводами 9 и 10 сопротивление составило 270 Ом.
А так как среди всех обмоток эта оказалась с самой большой величиной сопротивления, то она и является первичной. Рисуем так:

Вывод 8, к которому припаяна желто-зеленая жилка, ни как не звонился, поэтому смело утверждаем, что это экранирующая обмотка (экран), которую наматывают поверх первичной, чтобы устранить влияние ее магнитного поля на другие обмотки. Как правило, экранирующую обмотку соединяют с корпусом радиоаппаратуры.

В итоге у нас получилось четыре обмотки, из которых одна сетевая и три понижающих. Экранирующая обмотка обозначается пунктирной линией и располагается параллельно с сердечником. И вот на основе полученных результатов нарисуем электрическую схему трансформатора.

Теперь остается подать напряжение на первичную обмотку и измерить выходящие напряжения. Однако тут есть один момент, который необходимо знать, если Вы сомневаетесь в правильности определения первичной (сетевой) обмотки.

Здесь все просто: чтобы не сжечь обмотку трансформатора и ограничить через нее нежелательный ток нужно последовательно с этой обмоткой включить лампу накаливания на напряжение 220В и мощностью 40 – 100 Вт. Если обмотка определена правильно, то нить накала лампы должна не гореть или еле тлеть. Если же лампа будет гореть достаточно ярко, то есть вероятность того, что сетевая обмотка трансформатора рассчитана на питающее напряжение 110 — 127В или Вы ее прозвонили неправильно.

Второй момент, по которому можно судить о правильности подключения трансформатора к сети — это сама работа трансформатора. При правильном включении работа трансформатора практически беззвучна и сопровождается слегка ощутимой вибрацией. Если же он будет громко гудеть и сильно вибрировать, и при этом будет нагреваться обмотка и из нее может пойти дым, то трансформатор однозначно включен неправильно. В этом случае тут же отключайте трансформатор от сети, чтобы не повредить обмотку.

Однако и тут есть пару нюансов, которые необходимо учитывать, потому как у некоторых трансформаторов каркас с обмотками может неплотно прилегать к сердечнику и от этого работа трансформатора может сопровождаться некоторым гудением и вибрацией, но при этом обмотка греться не будет. В этом случае в зазор между сердечником и каркасом можно вставить кусочек дерева, пластмассы или кусок провода в изоляции и, тем самым, плотно зафиксировать каркас.

Также характерный гул и вибрацию может вызвать плохая стяжка пластин, из которых собран сердечник магнитопровода. Как правило, стягивание сердечника производится металлической скобой, специальными планками, болтами или стяжками, которые обеспечивают необходимую механическую прочность и жесткое соединение деталей сердечника.

Ну вот в принципе и все, что хотел сказать о прозвонке и определению обмоток трансформатора. Если у Вас возникли вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях к статье. Также, в дополнение к статье, можете посмотреть видеоролик.

Удачи!

5. Конфигурации обмоток трансформаторов | 9. Трансформаторы | Часть2

5. Конфигурации обмоток трансформаторов

Конфигурации обмоток трансформаторов

Трансформаторы - это очень универсальные устройства. Основная концепция передачи энергии посредством взаимоиндукции достаточно полезна между одной первичной и одиночной вторичной обмотками, но трансформаторы не обязательно должны изготавливаться только с двумя наборами обмоток. Давайте рассмотрим следующую схему трансформатора:

 

Трансформатор с несколькими вторичными обмотками выдает несколько выходных напряжений.

Здесь три катушки индуктивности имеют общий магнитный сердечник, магнитно «связывающий» их вместе. Соотношение количества витков провода и напряжений, наблюдаемое в трансформаторах с двумя обмотками, справедливо и для трансформаторов с несколькими обмотками. Вполне возможно собрать трансформатор, показанный на рисунке выше (одна первичная обмотка и две вторичные), в котором одна вторичная обмотка будет понижающей, а другая - повышающей. Такая конструкция трансформаторов была довольно распространенной в цепях питания вакуумных ламп, которые требовали низкого напряжения для нитей (как правило, 6 или 12 вольт) и высокого напряжения для пластин (несколько сотен вольт). Все эти напряжения получались при помощи трансформаторов от сети переменного тока 220 вольт. Трансформаторы не только преобразовывали напряжения и токи, но и электрически изолировали разные цепи друг от друга.

 

Фотография трансформатора с шестью обмотками (одной первичной и пятью вторичными).

 

Трансформатор, показанный на фотографии, предназначен для формирования как высоких, так и низких напряжений, необходимых в электронных системах с вакуумными лампами. Для питания нитей вакуумных ламп требуется низкое напряжение, а для создания разности потенциалов между пластинами и катодами каждой из ламп необходимо высокое напряжение. Один трансформатор с несколькими обмотками способен обеспечить все необходимые уровни напряжений от одного источника 220 В.

Если электрическая изоляция между вторичными цепями не имеет большого значения, то аналогичный эффект может быть получен путем «создания отводов» от одной вторичной обмотки, как показано на рисунке ниже.

 

Одна обмотка с несколькими отводами формирует несколько напряжений.

 

Отвод - это не что иное, как провод, присоединенный к обмотке между ее выводами. Неудивительно, что соотношение количество витков/ напряжение рассмотренного трансформатора справедливо для всех образованных отводами сегментов обмотки. Этот факт может быть использован для создания трансформатора следующего вида:

 

При помощи переключателя можно выбрать одно из напряжений, снятых с отводов вторичной обмотки.

 

Продолжая развивать мысль отводов от обмотки, мы можем получить "переменный трансформатор", в котором скользящий контакт перемещается вдоль вторичной обмотки, соединяясь с ней в любой нужной точке.

 

Скользящий контакт на вторичной обмотке плавно изменяет вторичное напряжение.

 

Подобные трансформаторы нашли применение в регуляторах скорости моделей железных дорог (особенно в моделях 50-х, 60-х годов). Они по существу были понижающими устройствами, причем наибольшее напряжение, получаемое из вторичной обмотки, было существенно меньше первичного напряжения 220 вольт. Скользящий контакт обеспечивал простой способ управления напряжением с небольшой потерей мощности. Такое решение намного более эффективно, чем управление с использованием переменного резистора!

Скользящие контакты слишком непрактичны для использования в крупных промышленных силовых трансформаторных установках, в которых для регулировки напряжения целесообразнее применять многопозиционные переключатели и отводы от обмоток. В таких энергосистемах необходимо производить периодическую регулировку напряжения (раз в несколько месяцев или лет), для учета изменений нагрузки. Как правило, эти «переключатели» не предназначены для работы с полной нагрузкой, и должны приводиться в действие только при обесточенном трансформаторе.

Рассмотрев, как можно использовать любую обмотку трансформатора для получения эквивалента нескольких обмоток (хотя и с потерей электрической изоляции между ними), имеет смысл отказаться от электрической изоляции вообще и построить трансформатор из одной обмотки. Это действительно возможно, и полученное устройство называется автотрансформатором:

 

Этот автотрансформатор повышает напряжение при помощи одного отвода от единственной обмотки, экономя медный провод, но жертвуя электрической изоляцией.

 

Автотрансформатор, изображенный выше, выполняет функцию повышения напряжения. Понижающий автотрансформатор будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже.

 

Этот автотрансформатор понижает напряжение при помощи одного отвода от единственной обмотки.

 

Автотрансформаторы находят широкое применение в устройствах, требующих небольшого повышения или понижения напряжения нагрузки. Альтернативой автотрансформаторам могут послужить обычные (изолированные) трансформаторы с необходимым соотношением витков первичной и вторичной обмоток, или понижающие трансформаторы, в которых вторичная обмотка включена "последовательно-помогающе" ("повышение") либо "последовательно-противодействующе" ("понижение") с первичной обмоткой. Для наглядности работы последних, мы обозначим на схеме первичное и вторичное напряжение, а также напряжение на нагрузке.

На следующем рисунке показана "повышающая" конфигурация. Полярность вторичной обмотки здесь ориентирована так, что ее напряжение добавляется к первичному напряжению.

 

Обычный трансформатор включен как автотрансформатор для повышения напряжения сети.

 

Далее представлена "понижающая" конфигурация. Полярность вторичной обмотки здесь ориентирована так, что ее напряжение вычитается из первичного напряжения:

 

Обычный трансформатор включен как автотрансформатор для снижения напряжения сети.

 

Главным преимуществом автотрансформатора является то, что функцию повышения или понижения напряжения в нем можно выполнить при помощи всего одной обмотки. Благодаря этому автотрансформаторы более дешевы и легки в изготовлении, чем обычные (изолирующие) трансформаторы (которые имеют две обмотки - первичную и вторичную).

Как и в обычном трансформаторе, обмотка автотрансформатора может иметь несколько отводов для формирования нескольких напряжений. Кроме того, напряжение автотрансформатора может бесступенчато изменяться при помощи скользящего контакта. Последняя конфигурация достаточно популярна, чтобы заслужить свое собственное имя: Вариак, или регулируемый автотрансформатор.

 

Вариак - это автотрансформатор со скользящим контактом.

Как найти первичную обмотку трансформатора мультиметром - Moy-Instrument.Ru

Как проверить трансформатор мультиметром

Основное назначение трансформатора – это преобразование тока и напряжения. И хотя это устройство выполняет достаточно сложные преобразования, само по себе оно имеет простую конструкцию. Это сердечник, вокруг которого намотано несколько катушек проволоки. Одна из них является вводной (носит название первичная обмотка), другие выходными (вторичные). Электрический ток подается на первичную катушку, где напряжение индуцирует магнитное поле. Последнее во вторичных обмотках образует переменный ток точно такого же напряжения и частоты, как и в обмотке входной. Если количество витков в двух катушках будет разным, то и ток на входе и выходе будет разным. Все достаточно просто. Правда, это устройство нередко выходит из строя, и его дефекты не всегда видны, поэтому у многих потребителей возникает вопрос, как проверить трансформатор мультиметром или другим прибором?

Необходимо отметить, что мультиметр пригодиться и в том случае, если перед вами лежит трансформатор с неизвестными параметрами. Так вот их с помощью этого прибора также можно определить. Поэтому, начиная работать с ним, надо в первую очередь разобраться с обмотками. Для этого придется все концы катушек вытянуть по отдельности и прозвонить их, выискивая тем самым парные соединения. При этом рекомендуется концы пронумеровать, определив, к какой обмотке они относятся.

Самый простой вариант – это четыре конца, по две на каждую катушку. Чаще встречаются устройства, у которых более четырех концов. Может оказаться и так, что некоторые из них «не прозваниваются», но это не значит, что в них произошел обрыв. Это могут оказаться так называемые экранирующие обмотки, которые располагаются между первичными и вторичными, они обычно соединяются с «землей».

Вот почему так важно при прозвонке обращать внимание на сопротивление. У сетевой первичной обмотки оно определяется десятками или сотнями Ом. Обратите внимание, что маленькие трансформаторы обладают большим сопротивлением первичных обмоток. Все дело в большем количестве витков и малом диаметре медной проволоки. Сопротивление вторичных обмоток обычно приближенно к нулю.

Проверка трансформатора

Итак, с помощью мультиметра определены обмотки. Теперь можно переходить непосредственно к вопросу, как проверить трансформатор, используя все тот же прибор. Разговор идет о дефектах. Их обычно два:

  • обрыв;
  • износ изоляции, что приводит к замыканию на другую обмотку или на корпус устройства.

Обрыв определить проще простого, то есть, проверяется каждая катушка на сопротивление. Мультиметр выставляется в режим омметра, щупами подключаются к прибору два конца. И если на дисплее показывается отсутствие сопротивления (показаний), то это гарантированно обрыв. Проверка цифровым мультиметром может быть недостоверной в том случае, если тестируется обмотка с большим количеством витков. Все дело в том, что чем больше витков, тем выше индуктивность.

Замыкание проверяется так:

  1. Один щуп мультиметра замыкается на выводной конец обмотки.
  2. Второй щуп попеременно подсоединяется к другим концам.
  3. В случае с замыканием на корпус второй щуп соединяется с корпусом трансформатора.

Есть еще один часто встречаемый дефект – это так называемое межвитковое замыкание. Оно происходит в том случае, если изоляция двух соседних витков изнашивается. Сопротивление в этом случае у проволоки остается, поэтому в месте отсутствия изоляционного лака происходит перегрев. Обычно при этом выделяется запах гари, появляются почернения обмотки, бумаги, вздувается заливка. Мультиметром этот дефект также можно обнаружить. При этом придется узнать из справочника, какое сопротивление должно быть у обмоток данного трансформатора (будем считать, что его марка известна). Сравнивая фактический показатель со справочным, можно точно сказать, есть ли изъян или нет. Если фактический параметр отличается от справочного вполовину или больше, то это прямое подтверждение межвиткового замыкания.

Внимание! Проверяя обмотки трансформатора на сопротивление, не имеет значение, какой щуп к какому концу подсоединять. В данном случае полярность не играет никакой роли.

Измерение тока холостого хода

Если трансформатор после тестирования мультиметром оказался исправным, то специалисты рекомендуют проверить его и на такой параметр, как ток холостого хода. Обычно у исправного устройства он равен 10-15% от номинала. В данном случае под номиналом имеется в виду ток под нагрузкой.

Для примера, трансформатор марки ТПП-281. Входное его напряжение – 220 вольт, и ток холостого хода равен 0,07-0,1 А, то есть не должен превышать сто миллиампер. Перед тем как проверить трансформатор на параметр тока холостого хода, необходимо измерительный прибор перевести в режим амперметра. Обратите внимание, что при подаче электроэнергии на обмотки сила пускового тока может превосходить номинальный в несколько сот раз, поэтому измерительный прибор подключают к тестируемому устройству замкнутым накоротко.

После чего необходимо разомкнуть выводы измерительного прибора, при этом на его дисплее отразятся числа. Это и есть ток без нагрузки, то есть, холостого хода. Далее, замеряется напряжение без нагрузки на вторичных обмотках, затем под нагрузкой. Снижение напряжения на 10-15% должно привести к показателям тока, которые не превышают один ампер.

Чтобы изменить напряжение, к трансформатору необходимо подключить реостат, если такового нет, можно подключить несколько лампочек или спираль из вольфрамовой проволоки. Чтобы увеличить нагрузку, надо или увеличивать количество лампочек, или укорачивать спираль.

Заключение по теме

Перед тем как проверить трансформатор (понижающий или повышающий) мультиметром, необходимо понимать, как устроено это устройство, как оно работает, и какие нюансы необходимо учитывать, проводя проверку. В принципе, ничего сложного в данном процессе нет. Главное знать, как переключить сам измерительный прибор в режим омметра.

Как прозвонить трансформатор или как определить обмотки трансформатора.

16 Фев 2016г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga. ru. На первых порах занятий радиоэлектроникой у начинающих радиолюбителей, да и не только у радиолюбителей, возникает очень много вопросов, связанных с прозвонкой или определением обмоток трансформатора. Это хорошо, если у трансформатора всего две обмотки. А если их несколько, да и еще у каждой обмотки несколько выводов. Тут просто караул кричи. В этой статье я расскажу Вам, как можно определить обмотки трансформатора визуальным осмотром и с помощью мультиметра.

Как Вы знаете, трансформаторы предназначены для преобразования переменного напряжения одной величины в переменное напряжение другой величины. Самый обычный трансформатор имеет одну первичную и одну вторичную обмотки. Питающее напряжение подается на первичную обмотку, а ко вторичной обмотке подключается нагрузка. На практике же большинство трансформаторов может иметь несколько обмоток, что и вызывает затруднение в их определении.

1. Определение обмоток визуальным осмотром.

При визуальном осмотре трансформатора обращают внимание на его внешний защитный слой изоляции, потому как у некоторых моделей на внешнем слое изображают электрическую схему с обозначением всех обмоток и выводов; у некоторых моделей выводы обмоток только маркируют цифрами. Также можно встретить старые отечественные трансформаторы, на внешнем слое которых указывают маркировку в виде цифрового кода, по которому в справочниках для радиолюбителей есть вся информация о конкретном трансформаторе.

Если трансформатор попался без опознавательных знаков, то обращают внимание на диаметр обмоточного провода, которым намотаны обмотки. Диаметр провода можно определить по выступающим выводам концов обмоток, выпущенных для закрепления на контактных лепестках, расположенных на элементах каркаса трансформатора. Как правило, первичную обмотку мотают проводом меньшего сечения, по отношению к вторичной. Диаметр провода вторичной обмотки всегда больше.

Исключением могут быть повышающие трансформаторы, работающие в схемах преобразователей напряжения и тока. Их первичная обмотка выполнена толстым проводом, так как генерирует высокое напряжение во вторичной обмотке. Но такие трансформаторы встречаются очень редко.

При изготовлении трансформаторов первичную обмотку, как правило, мотают первой. Ее легко определить по выступающим концам выводов обмотки, расположенных ближе к магнитопроводу. Вторичную обмотку наматывают поверх первичной, и поэтому концы ее выводов расположены ближе к внешнему слою изоляции.

В некоторых моделях сетевых трансформаторов, используемых в блоках питания бытовой радиоаппаратуры, обмотки располагают на пластмассовом каркасе, разделенном на две части: в одной части находится первичная обмотка, а в другой вторичная. К выводам первичной обмотки припаивают гибкий монтажный провод, а выводы вторичной обмотки оставляют в виде обмоточного провода.

2. Определение обмоток по сопротивлению.

Когда предварительный анализ обмоток произведен, необходимо убедиться в правильности сделанных выводов, а заодно прозвонить обмотки на отсутствие обрыва. Для этого воспользуемся мультиметром. Если Вы не знаете как измерить сопротивление мультиметром, то прочитайте эту статью.

Вначале прозвоним обычный сетевой трансформатор, у которого всего две обмотки.
Мультиметр переводим в режим «Прозвонка» и производим измерение сопротивления предполагаемых первичной и вторичной обмоток. Здесь все просто: у какой из обмоток величина сопротивления больше, та обмотка и является первичной.

Это объясняется тем, что в маломощных трансформаторах и трансформаторах средней мощности первичная обмотка может содержать 1000…5000 витков, намотанных тонким медным проводом, и при этом может достичь сопротивления до 1,5 кОм. Тогда как вторичная обмотка содержит небольшое количество витков, намотанных толстым проводом, и ее сопротивление может составлять всего несколько десятков ом.

Теперь прозвоним трансформатор, у которого несколько обмоток. Для этого воспользуемся листком бумаги, ручкой и мультиметром. На бумаге будем зарисовывать и записывать величины сопротивлений обмоток.

Делается это так: одним щупом мультиметра садимся на любой крайний вывод, а вторым щупом по очереди касаемся остальных выводов трансформатора и записываем полученное значение сопротивлений. Выводы, между которыми мультиметр покажет сопротивление, и будут являться выводами одной обмотки. Если обмотка без средних отводов, то сопротивление будет только между двумя выводами. Если же обмотка имеет один или несколько отводов, то мультиметр покажет сопротивление между всеми этими отводами.

Например. Первичная обмотка может иметь несколько отводов, когда трансформатор рассчитан на работу в сети с напряжениями 110В, 127В и 220В. Вторичная обмотка также может иметь один или несколько отводов, когда хотят от одного трансформатора получить несколько напряжений.

Идем дальше. Когда первая обмотка и ее выводы будут найдены, то переходим к поиску следующей обмотки. Щупом опять садимся на следующий свободный вывод, а другим поочередно касаемся оставшихся выводов и записываем результат. И таким образом производим измерение, пока не будут найдены все обмотки.

Например. Между выводами с номерами 1 и 2 величина сопротивления составила 21 Ом, тогда как между остальными выводами мультиметр показал бесконечность. Из этого следует, что мы нашли обмотку, у которой выводы обозначены номерами 1 и 2. Нарисуем ее так:

Теперь щупом садимся на вывод 3, а другим щупом поочередно касаемся выводов с номерами от 4 до 10. Мультиметр показал сопротивление только между выводами 3, 4 и 5. Причем между выводами 3 и 4 величина сопротивления составила 6 Ом, а между парой выводов 3, 5 и 4, 5 получилось по 3 Ома. Отсюда делаем вывод, что эта обмотка с отводом посередине, т.е. пары 3, 5 и 4, 5 намотаны равным количеством витков, и что с этой обмотки снимается два одинаковых напряжения относительно общего вывода 5. Рисуем так:

Производим измерение далее.
Между выводами 6 и 7 величина сопротивления составила 16 Ом. Рисуем так:

Ну и между выводами 9 и 10 сопротивление составило 270 Ом.
А так как среди всех обмоток эта оказалась с самой большой величиной сопротивления, то она и является первичной. Рисуем так:

Вывод 8, к которому припаяна желто-зеленая жилка, ни как не звонился, поэтому смело утверждаем, что это экранирующая обмотка (экран), которую наматывают поверх первичной, чтобы устранить влияние ее магнитного поля на другие обмотки. Как правило, экранирующую обмотку соединяют с корпусом радиоаппаратуры.

В итоге у нас получилось четыре обмотки, из которых одна сетевая и три понижающих. Экранирующая обмотка обозначается пунктирной линией и располагается параллельно с сердечником. И вот на основе полученных результатов нарисуем электрическую схему трансформатора.

Теперь остается подать напряжение на первичную обмотку и измерить выходящие напряжения. Однако тут есть один момент, который необходимо знать, если Вы сомневаетесь в правильности определения первичной (сетевой) обмотки.

Здесь все просто: чтобы не сжечь обмотку трансформатора и ограничить через нее нежелательный ток нужно последовательно с этой обмоткой включить лампу накаливания на напряжение 220В и мощностью 40 – 100 Вт. Если обмотка определена правильно, то нить накала лампы должна не гореть или еле тлеть. Если же лампа будет гореть достаточно ярко, то есть вероятность того, что сетевая обмотка трансформатора рассчитана на питающее напряжение 110 — 127В или Вы ее прозвонили неправильно.

Второй момент, по которому можно судить о правильности подключения трансформатора к сети — это сама работа трансформатора. При правильном включении работа трансформатора практически беззвучна и сопровождается слегка ощутимой вибрацией. Если же он будет громко гудеть и сильно вибрировать, и при этом будет нагреваться обмотка и из нее может пойти дым, то трансформатор однозначно включен неправильно. В этом случае тут же отключайте трансформатор от сети, чтобы не повредить обмотку.

Однако и тут есть пару нюансов, которые необходимо учитывать, потому как у некоторых трансформаторов каркас с обмотками может неплотно прилегать к сердечнику и от этого работа трансформатора может сопровождаться некоторым гудением и вибрацией, но при этом обмотка греться не будет. В этом случае в зазор между сердечником и каркасом можно вставить кусочек дерева, пластмассы или кусок провода в изоляции и, тем самым, плотно зафиксировать каркас.

Также характерный гул и вибрацию может вызвать плохая стяжка пластин, из которых собран сердечник магнитопровода. Как правило, стягивание сердечника производится металлической скобой, специальными планками, болтами или стяжками, которые обеспечивают необходимую механическую прочность и жесткое соединение деталей сердечника.

Ну вот в принципе и все, что хотел сказать о прозвонке и определению обмоток трансформатора. Если у Вас возникли вопросы по этой теме, то задавайте их в комментариях к статье. Также, в дополнение к статье, можете посмотреть видеоролик.

Как проверить трансформатор мультиметром

Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор мультимтером. Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги. В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр. Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.

С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.

Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники. А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали. На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.

При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле. Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС. При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i2.

Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.

Как проверить трансформатор мультимтером правильно

Не вникая в подробности, которые здесь ни к чему, заметим, что ЭДС, как и напряжение, определяется числом витков обмотки при прочих равных параметрах

Чем больше витков, тем выше значение ЭДС (или напряжения) обмотки. В большинстве случаев мы имеем дело с понижающими трансформаторами. На их первичную обмотку подают высокое напряжение 220 В (230 В по-новому ГОСТу), а со вторичной обмотки снимается низкое напряжение: 9 В, 12 В, 24 В и т. д. Соответственно и число витков также будет разным. В первом случае оно выше, а во втором ниже.

Также, не приводя обоснований, заметим, что мощности обоих обмоток всегда равны:

А так как мощность – это произведение тока i на напряжение u

S = u∙i,

Откуда получаем простое уравнение:

Последнее выражение имеет для нас большой практический интерес, который заключается в следующем. Для сохранения баланса мощностей первичной и вторичной обмоток при увеличении напряжения нужно снижать ток. Поэтому в обмотке с большим напряжением протекает меньший ток и наоборот. Проще говоря, поскольку в первичной обмотке напряжение выше, чем во вторичной, то ток в ней меньше, чем во вторичной. При этом сохраняется пропорция. Например, если напряжение выше в 10 раз, то ток ниже в те же 10 раз.

Отношение числа витков или отношение ЭДС первичной обмотки ко вторичной называют коэффициентом трансформации:

Из приведенного выше, мы можем сделать важнейший вывод, который поможет нам понять, как проверить трансформатор мультиметром.

Вывод заключается в следующем. Поскольку первичная обмотка трансформатора рассчитана на более высокое напряжение (220 В, 230 В) относительно вторичной (12 В, 24 В и т.д.), то она мотается большим числом витков. Но при этом в ней протекает меньший ток, поэтому применяется более тонкий провод большей длины. Отсюда следует, что первичная обмотка понижающего трансформатора обладает большим сопротивлением, чем вторичная.

Поэтому с помощью мультиметра уже можно определить, какие выводы являются выводами первичной обмотки, а какие вторичной, путем измерения и сравнения их сопротивлений.

Как определить обмотки трансформатора

Измерив сопротивление обмоток, мы узнали, как из них рассчитана на более высокое напряжение. Но мы еще не знаем, можно ли на нее подавать 220 В. Ведь более высокое напряжение еще на означает 220 В. Иногда попадаются трансформаторы, рассчитаны на работу от мети переменного тока 110 В и 127 В или меньшее значение. Поэтому если такой трансформатор включить в сеть 220 В, он попросту сгорит.

В таком случае опытные электрики поступают так. Берут лампу накаливания и последовательно соединяют с предполагаемой первичной обмоткой. Далее один вывод обмотки и вывод лампочки подключают в сеть 220 В. Если трансформатор рассчитан на 220 В, то лампа не засветится, так как приложенное напряжение 220 В полностью уравновешивается ЭДС самоиндукции обмотки. ЭДС и приложенное напряжение направлены встречно. Поэтому через лампу накаливания будет протекать небольшой ток – ток холостого хода трансформатора. Величина этого тока недостаточна для разогрева нити лампы накаливания. По этой причине лампа не светится.

Если лампа засветится даже в полнакала, то на такой трансформатор нельзя подавать 220 В; он не рассчитан на такое напряжение.

Очень часто можно встретить трансформатор, имеющий много выводов. Это значит, что он имеет несколько вторичных обмоток. Узнать напряжение каждой из них можно узнать следующим образом.

Раньше мы рассмотрели, как проверить трансформатор мультиметром и определить по отношению сопротивления первичную обмотку. Также с помощью лампы накаливания можно убедится в том, что она рассчитана на 220 В (230 В).

Теперь дело осталось за малым. Подаем на первичную обмотку 220 В и выполняем измерение переменного напряжения на выводах оставшихся обмоток с помощью мультиметра.

Соединение обмоток трансформатора

Вторичные обмотки трансформатора соединяют последовательно и реже параллельно. При последовательном соединении обмотки могут включаться согласно и встречно.

Согласное соединение обмоток трансформатора применяют с целью получения большей величины напряжения, чем дает одна из обмоток. При согласном соединении начало одной обмотки, обозначаемое на чертежах электрических схем точкой или крестиком, соединяется с концом предыдущей. Здесь следует помнить, что максимальный ток всех соединенных обмоток не должен превышать значения той, которая рассчитана на наименьший ток.

При встречном соединении начала или концы обмоток соединяются вместе. При встречном соединении ЭДС направлены встречно. На выводах получают разницу ЭДС: от большего значения отнимается меньшее значение. Если соединить встречно две обмотки с равными значениями ЭДС, то на выводах будет ноль.

Теперь мы знаем, как, как проверить трансформатор мультиметром, а также можем найти первичную и вторичную обмотки.

Первое, что надо сделать, это взять листок бумаги, карандаш и мультиметр. Пользуясь всем этим, прозвонить обмотки трансформатора и зарисовать на бумаге схему. При этом должно получиться что-то очень похожее на рисунок 1.

Выводы обмоток на картинке следует пронумеровать. Возможно, что выводов получится намного меньше, в самом простейшем случае всего четыре: два вывода первичной (сетевой) обмотки и два вывода вторичной. Но такое бывает не всегда, чаще обмоток несколько больше.

Некоторые выводы, хотя они и есть, могут ни с чем не «звониться». Неужели эти обмотки оборваны? Вовсе нет, скорей всего это экранирующие обмотки, расположенные между другими обмотками. Эти концы, обычно, подключают к общему проводу – «земле» схемы.

Поэтому, желательно на полученной схеме записать сопротивления обмоток, поскольку главной целью исследования является определение сетевой обмотки. Ее сопротивление, как правило, больше, чем у других обмоток, десятки и сотни Ом. Причем, чем меньше трансформатор, тем больше сопротивление первичной обмотки: сказывается малый диаметр провода и большое количество витков. Сопротивление понижающих вторичных обмоток практически равно нулю – малое количество витков и толстый провод.

Рис. 1. Схема обмоток трансформатора (пример)

Предположим, что обмотку с наибольшим сопротивлением найти удалось, и можно считать ее сетевой. Но сразу включать ее в сеть не надо. Чтобы избежать взрывов и прочих неприятных последствий, пробное включение лучше всего произвести, включив последовательно с обмоткой, лампочку на 220В мощностью 60…100Вт, что ограничит ток через обмотку на уровне 0,27…0,45А.

Мощность лампочки должна примерно соответствовать габаритной мощности трансформатора. Если обмотка определена правильно, то лампочка не горит, в крайнем случае, чуть теплится нить накала. В этом случае можно почти смело включать обмотку в сеть, для начала лучше через предохранитель на ток не более 1…2А.

Если лампочка горит достаточно ярко, то это может оказаться обмотка на 110…127В. В этом случае следует прозвонить трансформатор еще раз и найти вторую половину обмотки. После этого соединить половины обмоток последовательно и произвести повторное включение. Если лампочка погасла, то обмотки соединены правильно. В противном случае поменять местами концы одной из найденных полуобмоток.

Итак, будем считать, что первичная обмотка найдена, трансформатор удалось включить в сеть. Следующее, что потребуется сделать, измерить ток холостого хода первичной обмотки. У исправного трансформатора он составляет не более 10…15% от номинального тока под нагрузкой. Так для трансформатора, данные которого показаны на рисунке 2, при питании от сети 220В ток холостого хода должен быть в пределах 0,07…0,1А, т. е. не более ста миллиампер.

Рис. 2. Трансформатор ТПП-281

Как измерить ток холостого хода трансформатора

Ток холостого хода следует измерить амперметром переменного тока. При этом в момент включения в сеть выводы амперметра надо замкнуть накоротко, поскольку ток при включении трансформатора может в сто и более раз превышать номинальный. Иначе амперметр может просто сгореть. Далее размыкаем выводы амперметра и смотрим результат. При этом испытании дать поработать трансформатору минут 15…30, и убедиться, что заметного нагрева обмотки не происходит.

Следующим шагом следует замерить напряжения на вторичных обмотках без нагрузки, — напряжение холостого хода. Предположим, что трансформатор имеет две вторичные обмотки, и напряжение каждой из них 24В. Почти то, что надо для рассмотренного выше усилителя. Далее проверяем нагрузочную способность каждой обмотки.

Для этого надо к каждой обмотке подключить нагрузку, в идеальном случае лабораторный реостат, и изменяя его сопротивление добиться, чтобы напряжение на обмотке упало на 10-15%%. Это можно считать оптимальной нагрузкой для данной обмотки.

Вместе с измерением напряжения производится замер тока. Если указанное снижение напряжения происходит при токе, например 1А, то это и есть номинальный ток для испытуемой обмотки. Измерения следует начинать, установив движок реостата R1 в правое по схеме положение.

Рисунок 3. Схема испытания вторичной обмотки трансформатора

Вместо реостата в качестве нагрузки можно использовать лампочки или кусок спирали от электрической плитки. Начинать измерения следует с длинного куска спирали или с подключения одной лампочки. Для увеличения нагрузки можно постепенно укорачивать спираль, касаясь ее проводом в разных точках, или увеличивая по одной количество подключенных ламп.

Для питания усилителя требуется одна обмотка со средней точкой (см. статью «Трансформаторы для УМЗЧ»). Соединяем последовательно две вторичные обмотки и измеряем напряжение. Должно получиться 48В, точка соединения обмоток будет средней точкой. Если в результате измерения на концах соединенных последовательно обмоток напряжение будет равно нулю, то концы одной из обмоток следует поменять местами.

В этом примере все получилось почти удачно. Но чаще бывает, что трансформатор приходится перематывать, оставив только первичную обмотку, что уже почти половина дела. Как рассчитать трансформатор это тема уже другой статьи, здесь было рассказано лишь о том, как определить параметры неизвестного трансформатора.

Как мультиметром проверить импульсный трансформатор

Основным элементом источника питания цифровых приборов является устройство преобразования тока и напряжения. Поэтому при поломке оборудования часто подозрение падает именно на него. Проще всего проверить импульсный трансформатор мультиметром. Существуют несколько способов измерений. Какой выбрать — зависит от ситуации и предполагаемых повреждений. При этом самостоятельно выполнить проверку любым из них совсем несложно.

Конструкция преобразователя

Перед тем как приступить непосредственно к проверке импульсного трансформатора (ИТ), желательно знать, как он устроен, понимать принцип действия и различать существующие виды. Такое импульсное устройство используется не только как часть блока питания, его задействуют при построении защиты от короткого замыкания в режиме холостого хода и в качестве стабилизирующего элемента.

Импульсный трансформатор используется для преобразования величины тока и напряжения без изменения их формы. То есть он может изменить амплитуду и полярность различного рода импульса, согласовать между собой различные электронные каскады, создать надёжную и устойчивую обратную связь. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является сохранение формы импульса.

Добиваются этого снижением паразитных величин, таких как межвитковая ёмкость и индуктивность, путём использования небольших сердечников, расположением витков, уменьшением числа обмоток. Основными характеристиками трансформатора являются: мощность и рабочее напряжение. Конструктивно устройство может быть выполнено в следующем виде:

  • стержневом — магнитопровод такого трансформатора выполняется из П-образных пластин, обхваченных обмотками;
  • броневом — используются Ш-образные пластины, а обмотки располагаются в катушках, образуя своеобразную броню;
  • тороидальном — его вид напоминает геометрическую фигуру тор, при этом он не имеет катушек, а обмотка наматывается на сердечник;
  • смешанном (бронестержневом) — собирается из четырёх катушек и магнитопровода совмещённого типа.

Магнитопровод в трансформаторе выполняется из пластин электротехнической стали, кроме тороидальной формы, в которой он сделан из рулонного или ферромагнитного материала. Каркасы катушек размещаются на изоляторах, а провода используются только медные. Толщина пластин подбирается в зависимости от частоты.

Расположение обмоток может быть выполнено спиральным, коническим и цилиндрическим видом. Особенностью первого типа является использование не проволоки, а широкой тонкой фольгированной ленты. Второго — выполняются с различной толщиной изоляции, влияющей на напряжение между первичной и вторичной обмотки. Третьего же типа представляют собой конструкции с намотанной проволокой на стержень по спирали.

Принцип работы устройства

Принцип действия ИТ основан на возникновении электромагнитной индукции. Так, если на первичную обмотку подать напряжение, то по ней начнёт протекать переменный ток. Его появление приведёт к возникновению непостоянного по своей величине магнитного потока. Таким образом, эта катушка является своего рода источником магнитного поля. Этот поток по короткозамкнутому сердечнику передаётся на вторичную обмотку, индуцируя на ней электродвижущую силу (ЭДС).

Величина напряжения на выходе зависит от отношения числа витков между первичной обмоткой и вторичной, а от сечения используемого провода зависит максимальная сила тока. При подключении к выходу мощной нагрузки увеличивается потребление тока, что при малом сечении проволоки приводит трансформатор к перегреву, повреждению изоляции и перегоранию.

Работа ИТ зависит также от частоты сигнала, который подаётся на первичную обмотку. Чем выше будет эта частота, тем меньшие потери будут происходить при трансформации энергии. Поэтому при высокой скорости подаваемых импульсов размеры устройства могут быть меньшими. Достигается это работой магнитопровода в режиме насыщения, а для снижения остаточной индукции используется небольшой воздушный зазор. Этот принцип и используется при построении ИТ, на который подаётся сигнал с длительностью всего в несколько микросекунд.

Подготовка и проверка

Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.

Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.

С цифровым мультиметром проще. В его конструкции используется анализатор, который следит за состоянием батареи и при ухудшении её параметров выводит на экран тестера сообщение о необходимой её замене.

При проверке параметров трансформатора используется два принципиально разных подхода. Первый заключается в оценке исправности непосредственно в схеме, а второй — автономно от неё. Но важно понимать, что если ИТ не выпаять из схемы, или хотя бы не отсоединить ряд выводов, то погрешность измерения может быть очень большой. Связано это с другими радиоэлементами, шунтирующими вход и выход устройства.

Порядок выявления дефектов

Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.

В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.

После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:

  • повреждение сердечника;
  • отгоревший контакт;
  • пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
  • разрыв проволоки.

Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.

Исследование на обрыв и КЗ

Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного. В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом -|>| —))). Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода. Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй — в COM. Галетный переключатель переводится в область прозвонки. Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным — к одному её выводу, а чёрным — к другому. При её целостности мультиметр запищит.

Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.

Таким же образом происходит проверка на короткое замыкание. Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока. Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления. Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки). Этот результат не должен быть менее 10 Ом.

Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым — последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.

Измерения напряжения и тока

При подозрении на неисправность трансформатора тестирование можно провести, и не отключая его полностью от схемы. Такой метод проверки называется прямым, но связан с риском получить удар электрическим током. Суть действий в измерении тока заключается в выполнении следующих этапов:

  • из схемы выпаивается одна из ножек вторичной обмотки;
  • провод чёрного цвета вставляется в гнездо мультиметра COM, а красного — подключается к разъёму, обозначенному буквой А;
  • переключатель устройства переводится в положение, соответствующее зоне ACA.
  • щупом, подключённым к красному проводу, касаются свободной ножки, а к чёрному — места, к которому она была припаяна.

При подаче напряжения, если трансформатор работоспособный, через него начнёт протекать ток, значение которого и можно будет увидеть на экране тестера. Если ИТ имеет несколько вторичных обмоток, то сила тока проверяется на каждой из них.

Измерение же напряжения заключается в следующем. Схема с установленным трансформатором подключается к источнику питания, а затем тестер переключается на область ACV (переменный сигнал). Штекеры проводов вставляются в гнёзда V/Ω и COM и прикасаются к началу и концу обмотки. Если ИТ исправен, то на экране отобразится результат.

Снятие характеристики

Чтобы иметь возможность проверить трансформатор мультиметром таким методом, необходима его вольт-амперная характеристика. Этот график отображает зависимость между разностью потенциалов на выводах вторичных обмоток и силы тока, приводящей к их намагничиванию.

Суть метода лежит в следующем: трансформатор извлекается из схемы, на его вторичную обмотку с помощью генератора подаются импульсы разной величины. Подводимой на катушку мощности должно быть достаточно для насыщения магнитопровода. Каждый раз при изменении импульса измеряется сила тока в катушке и напряжение на выходе источника, а магнитопровод размагничивается. Для этого после снятия напряжения ток в обмотке увеличивается за несколько подходов, после чего снижается до нуля.

По мере снятия ВАХ её реальная характеристика сравнивается с эталонной. Снижение её крутизны свидетельствует o появление в трансформаторе межвиткового замыкания. Важно отметить, что для построения вольт-амперной характеристики необходимо использовать мультиметр с электродинамической головкой (стрелочный).

Таким образом, используя обычный мультиметр, можно с большой долей вероятности определить работоспособность ИТ, но для этого лучше всего выполнить комплекс измерений. Хотя для правильной интерпретации результата, следует понимать принцип работы устройства и представлять, какие процессы происходят в нём, но в принципе для успешного измерения достаточно лишь уметь переключать прибор в разные режимы.

Проверка трансформатора с помощью мультиметра

В современной технике трансформаторы применяют довольно часто. Эти приборы используются, чтобы увеличивать или уменьшать параметры переменного электрического тока. Трансформатор состоит из входной и нескольких (или хотя бы одной) выходных обмоток на магнитном сердечнике. Это его основные компоненты. Случается, что прибор выходит из строя и возникает необходимость в его ремонте или замене. Установить, исправен ли трансформатор, можно при помощи домашнего мультиметра собственными силами. Итак, как проверить трансформатор мультиметром?

Основы и принцип работы

Сам по себе трансформатор относится к элементарным устройствам, а принцип его действия основан на двустороннем преобразовании возбуждаемого магнитного поля. Что характерно, индуцировать магнитное поле можно исключительно при помощи переменного тока. Если приходится работать с постоянным, вначале его надо преобразовывать.

На сердечник устройства намотана первичная обмотка, на которую и подается внешнее переменное напряжение с определенными характеристиками. Следом идут она или несколько вторичных обмоток, в которых индуцируется переменное напряжение. Коэффициент передачи зависит от разницы в количестве витков и свойств сердечника.

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника. При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток.

Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Порядок проверки

Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.

Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.

Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.

Когда ведется проверка замыкания на корпус, один из щупов подсоединяют к выводу обмотки, в то время как вторым позванивают выводы всех прочих обмоток и самого корпуса. Для проверки последнего потребуется предварительно зачистить место контакта от лака и краски.

Определение межвиткового замыкания

Другой частой поломкой трансформаторов является межвитковое замыкание. Проверить импульсный трансформатор на предмет подобной неисправности с одним лишь мультиметром практически нереально. Однако, если привлечь обоняние, внимательность и острое зрение, задача вполне может решиться.

Немного теории. Проволока на трансформаторе изолируется исключительно собственным лаковым покрытием. Если имеет место пробой изоляции, сопротивление межу соседними витками остается, в результате чего место контакта нагревается. Именно поэтому первым делом следует тщательно осмотреть прибор на предмет появления потеков, почернений, подгоревшей бумаги, вздутий и запаха гари.

Далее стараемся определить тип трансформатора. Как только это получается, по специализированным справочникам можно посмотреть сопротивление его обмоток. Далее переключаем тестер в режим мегаомметра и начинаем измерять сопротивление изоляции обмоток. В данном случае тестер импульсных трансформаторов – это обычный мультиметр.

Каждое измерение следует сравнить с указанным в справочнике. Если имеет место расхождение более чем на 50%, значит, обмотка неисправна.

Если же сопротивление обмоток по тем или иным причинам не указано, в справочнике обязательно должны быть приведены иные данные: тип и сечение провода, а также количество витков. С их помощью можно вычислить желаемый показатель самостоятельно.

Проверка бытовых понижающих устройств

Следует отметить момент проверки тестером-мультиметром классических трансформаторов понижения. Найти их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.

Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:

  • малейшая видимость дыма;
  • запах гари;
  • треск.

В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.

Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках. Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.

К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные. Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.

Измерение тока холостого хода

Если все тестирования показали, что трансформатор полностью исправен, не лишним будет провести еще одну диагностику – на ток трансформатора холостого хода. Чаще всего он равняется 0,1-0,15 от номинального показателя, то есть тока под нагрузкой.

Для проведения проверки измерительный прибор переключают в режим амперметра. Важный момент! Мультиметр к испытуемому трансформатору следует подключать замкнутым накоротко.

Это важно, потому что во время подачи электроэнергии на обмотку трансформатора сила тока возрастает до нескольких сот раз в сравнении с номинальным. После этого щупы тестера размыкаются, и на экране отображаются показатели. Именно они и отображают величину тока без нагрузки, тока холостого хода. Аналогичным образом производится измерение показателей и на вторичных обмотках.

Для измерения напряжения к трансформатору чаще всего подключают реостат. Если же его под рукой нет, в ход может пойти спираль из вольфрама или ряд лампочек.

Для увеличения нагрузки увеличивают количество лампочек или же сокращают количество витков спирали.

Как можно видеть, для проверки даже не потребуется никакой особый тестер. Подойдет вполне обычный мультиметр. Крайне желательно иметь хотя бы приблизительное понятие о принципах работы и устройстве трансформаторов, но для успешного измерения достаточно всего лишь уметь переключать прибор в режим омметра.

Что такое трансформатор тока (ТТ)? Определение, конструкция, векторная диаграмма и типы

Определение: Трансформатор тока - это устройство, которое используется для преобразования тока с более высокого значения в пропорциональный ток к более низкому значению. Он преобразует ток высокого напряжения в ток низкого напряжения, благодаря чему сильный ток, протекающий по линиям передачи, надежно контролируется амперметром.

Трансформатор тока используется с прибором переменного тока, измерителями или контрольной аппаратурой, где измеряемый ток имеет такую ​​величину, что измеритель или приборную катушку невозможно сделать с достаточной пропускной способностью по току.Трансформатор тока показан на рисунке ниже.

Первичный и вторичный ток трансформаторов тока пропорциональны друг другу. Трансформатор тока используется для измерения тока высокого напряжения из-за сложности с недостаточной изоляцией самого счетчика. Трансформатор тока используется в счетчиках для измерения тока до 100 ампер.

Строительство трансформаторов тока

Сердечник трансформатора тока выполнен из кремнистой стали.Для получения высокой степени точности для изготовления стержней используется Permalloy или Mumetal. Первичные обмотки трансформаторов тока проходят через измеряемый ток, и он подключен к главной цепи. Вторичные обмотки трансформатора пропускают ток, пропорциональный измеряемому току, и он подключен к токовым обмоткам счетчиков или инструментов.

Первичная и вторичная обмотки изолированы от сердечников и друг от друга.Первичная обмотка - это однооборотная обмотка (также называемая стержневой первичной обмоткой), по которой проходит полный ток нагрузки. Вторичная обмотка трансформаторов имеет большое количество витков.

Соотношение первичного тока и вторичного тока известно как коэффициент трансформатора тока цепи . Коэффициент тока трансформатора обычно высокий. Номинальные значения вторичного тока составляют 5 А, 1 А и 0,1 А. Текущие номинальные параметры первичной обмотки варьируются от 10 А до 3000 А или более.Символьное представление трансформатора тока показано на рисунке ниже.

Принцип работы трансформатора тока немного отличается от силового трансформатора. В трансформаторе тока сопротивление нагрузки или нагрузка на вторичной обмотке немного отличается от силовых трансформаторов. Таким образом, трансформатор тока работает в условиях вторичной цепи.

Нагрузка на груз

Нагрузка трансформатора тока - это величина нагрузки, подключенной ко вторичному трансформатору.Он выражается как мощность в вольт-амперах (ВА). Номинальная нагрузка - это величина нагрузки, указанная на паспортной табличке ТТ. Номинальная нагрузка - это произведение напряжения и тока на вторичной обмотке, когда трансформатор тока подает на прибор или реле максимальное номинальное значение тока.

Влияние открытых вторичных обмоток трансформатора тока

В нормальных условиях эксплуатации вторичная обмотка ТТ подключена к его нагрузке, и она всегда замкнута. Когда ток течет через первичные обмотки, он всегда течет через вторичные обмотки, и ампер-витки каждой обмотки соответственно равны и противоположны.

Число витков вторичной обмотки будет на 1% и 2% меньше витков первичной обмотки, и разница будет использоваться в намагничивающем сердечнике. Таким образом, если вторичная обмотка разомкнута и ток течет через первичные обмотки, то размагничивающего потока из-за вторичного тока не будет.

Из-за отсутствия противоамперных витков вторичной обмотки, не встречный первичный MMF создаст аномально высокий магнитный поток в сердечнике. Этот поток вызовет потери в сердечнике с последующим нагревом, и на вторичном выводе будет индуцировано высокое напряжение.

Это напряжение вызвало пробой изоляции, а в будущем может произойти потеря точности, потому что чрезмерная MMF оставляет остаточный магнетизм в сердечнике. Таким образом, вторичная обмотка трансформатора тока никогда не может быть разомкнута, когда по первичной обмотке проходит ток.

Векторная диаграмма трансформатора тока

Векторная диаграмма трансформатора тока показана на рисунке ниже. Основной поток взят за эталон. Наведенные напряжения в первичной и вторичной обмотках отстают от основного потока на 90º.Величина первичного и вторичного напряжений зависит от количества витков на обмотках. Ток возбуждения индуцируется составляющими намагничивающего и рабочего тока.

где, I s - вторичный ток
E s - вторичное индуцированное напряжение
I p - первичный ток
E p - первичное индуцированное напряжение
K t - коэффициент передачи, количество вторичных витков / количество витков первичной обмотки
I 0 - ток возбуждения
I м - ток намагничивания
I w - рабочий компонент
Φ с - основной поток

Вторичный ток отстает от вторичного наведенного напряжения на угол θº.Вторичный ток перемещается в первичную обмотку путем реверсирования вторичного тока и умножения на коэффициент трансформации. Ток, протекающий через первичную обмотку, является суммой возбуждающего тока I 0 и произведения коэффициента трансформации и вторичного тока K t I s.

Ошибка соотношения и фазового угла CT

Трансформатор тока имеет две ошибки - ошибку соотношения и ошибку угла сдвига фаз.

Current Ratio Errors - Трансформатор тока в основном обусловлен энергетической составляющей тока возбуждения и определяется как

Где I p - первичный ток.K t - коэффициент трансформации и вторичный ток.

Ошибка фазового угла - В идеальном трансформаторе тока векторный угол между первичным и обратным вторичным током равен нулю. Но в реальном трансформаторе тока существует разница фаз между первичным и вторичным током, потому что первичный ток также обеспечивает составляющую тока возбуждения. Таким образом, разница между двумя фазами называется ошибкой фазового угла.

Типы трансформаторов тока

Трансформаторы тока в основном подразделяются на три типа, т.е.е., трансформатор тока намотки, трансформатор тока тороидальный и трансформаторы стержневого типа.

1. Трансформатор с обмоткой - В этом трансформаторе первичная обмотка расположена внутри трансформатора. Первичная обмотка имела один виток и была подключена последовательно с проводником, измеряющим ток. Обмотанный трансформатор в основном используется для измерения тока от 1 до 100 ампер.

2. Стержневой трансформатор тока - Стержневой трансформатор имеет только вторичные обмотки.Проводник, на котором установлен трансформатор, будет действовать как первичная обмотка трансформаторов тока.

3. Тороидальный трансформатор тока - Этот трансформатор не содержит первичных обмоток. Линия, по которой протекает ток в сети, подключается через отверстие или окно трансформаторов. Основным преимуществом этого трансформатора является то, что трансформатор имеет симметричную форму, благодаря чему он имеет низкий поток рассеяния, а значит, и меньшие электромагнитные помехи.

Интерфейсный модуль с трансформаторной связью для широкополосных аналого-цифровых преобразователей

Введение

С переходом к более высокочастотной выборке ПЧ аналоговые входы и общая конструкция входного каскада аналого-цифрового преобразователя стали важнейшими элементами конструкции приемника. Многие приложения переходят на выборку супер-Найквиста, чтобы исключить стадию смешивания при проектировании системы. Усилители создают проблему на этих высоких частотах, потому что достичь высокой производительности не так просто, как в приложениях Найквиста, для которых они обычно используются.Кроме того, собственный шум усилителя ухудшит отношение сигнал / шум (SNR) АЦП, независимо от того, какая входная частота используется. Трансформатор предоставляет разработчику относительно простое решение, которое устраняет проблему шума, обеспечивая при этом хороший механизм связи для высокочастотных входов.

Трансформатор

Давайте посмотрим на базовый состав трансформатора и подытожим, что он предоставляет пользователю. Во-первых, трансформатор изначально связан по переменному току, поскольку он гальванически изолирован и не пропускает уровни постоянного тока.Это обеспечивает разработчику практически бесшумное усиление, которое зависит от выбора отношения витков разработчиком. Трансформатор также обеспечивает быстрый и простой способ преобразования несимметричной схемы в дифференциальную. Наконец, трансформатор с центральным отводом позволяет произвольно устанавливать уровень синфазного сигнала. Такое сочетание достоинств сокращает количество компонентов в интерфейсных проектах, где крайне важно свести сложность к минимуму.

Однако следует соблюдать осторожность при использовании трансформаторов с центральным отводом.Если в схеме преобразователя присутствует большой дисбаланс между дифференциальными аналоговыми входами, через центральный отвод трансформатора может протекать большой ток, что может привести к насыщению сердечника. Например, нестабильность может возникнуть, если V REF используется для управления центральным отводом трансформатора, а полномасштабный аналоговый сигнал перегружает вход АЦП, включая защитные диоды.

Несмотря на простоту внешнего вида, к трансформаторам нельзя относиться легкомысленно. У них есть много чего узнать и чему у них научиться.Давайте посмотрим на простую модель трансформатора и посмотрим, что находится «под капотом». Пара простых уравнений связывает токи и напряжения, возникающие на выводах идеального трансформатора, как показано на рисунке 1. Когда напряжение повышается трансформатором, его импедансная нагрузка будет отражаться обратно на вход. Передаточное число, a = N 1/ N 2, определяет отношение первичного напряжения к вторичному напряжению; токи обратно пропорциональны ( a = I 2/ I 1), а отношение импеданса, видимого в первичной обмотке, отраженной от вторичной, равно квадрату отношения витков (Z1 / Z2 = a 2 ).Коэффициент усиления сигнала трансформатора выражается просто как 20 log (V2 / V1) = 20 log √ (Z2 / Z1), поэтому трансформатор с коэффициентом усиления по напряжению 3 дБ будет иметь соотношение импедансов 1: 2. Это упрощает первый этап проектирования.

Рисунок 1а. Входные и выходные переменные трансформатора. Рисунок 1б. Типовая модель трансформатора.

На рисунке 1b показано множество присущих и паразитных отклонений от идеала, которые проявляются в трансформаторе. Каждый из них играет роль в определении частотной характеристики трансформатора.Они могут помочь или снизить производительность в зависимости от внешней реализации. Рисунок 1b представляет собой хороший способ смоделировать трансформатор, чтобы получить ожидания первого порядка. Некоторые производители предоставляют информацию о моделировании либо на своем веб-сайте, либо через группу поддержки. Любому, кто планирует провести анализ модели с использованием оборудования, понадобится сетевой анализатор и несколько образцов, чтобы правильно провести все измерения.

Реальные трансформаторы имеют потери и ограниченную полосу пропускания. Поскольку конфигурация паразитных элементов подразумевает, можно представить трансформатор как широкополосный полосовой фильтр, который можно определить в терминах его точек –3 дБ.Большинство производителей указывают частотную характеристику трансформатора в единицах ширины полосы 1, 2 и 3 дБ. Амплитудный отклик сопровождается фазовой характеристикой. Обычно хороший трансформатор будет иметь фазовый дисбаланс от 1% до 2% в полосе пропускания частот.

Давайте теперь рассмотрим некоторые примеры проектирования, включающие интерфейс с трансформаторной связью для АЦП. Поскольку трансформатор используется в основном для развязки и отвода от средней точки, эти примеры будут упрощены для обсуждения с использованием единичного коэффициента передачи.

Примеры

В первом примере, показанном на рисунке 2, используется 14-разрядный АЦП AD6645 с частотой 80 Мбит / с с дифференциальным входным сопротивлением 1 кОм. Резисторы на 33 Ом обеспечивают изоляцию от переходных токов во входной цепи АЦП. Согласующий резистор на 501 Ом выбран для достижения входного сопротивления 50 Ом на первичной обмотке и согласования с источником аналогового входа 50 Ом. Таким образом,

(1)

Резистивная комбинация во вторичной обмотке трансформатора фактически параллельна резистору 58 Ом.Выбор согласующего резистора зависит от желаемого входного сопротивления. Для простоты предполагается, что для всех примеров в этом разделе требуется согласование с источником на 50 Ом.

Рис. 2. Трансформатор 1: 1, соединяющий входной источник с сопротивлением 50 Ом с АЦП с известным входным сопротивлением.

Это простой пример, поскольку мы предполагаем, что входная частота находится в основной полосе частот или в первой зоне Найквиста. Однако ситуация совершенно иная, если интерфейсная часть предназначена для обработки аналогового входа 100 МГц.Что происходит в трансформаторе? При такой высокой частоте ПЧ любая разница в паразитной емкостной связи (C2 – C5 на рис. 1b) приводит к дисбалансу вторичных выходов трансформатора. Возникающая в результате асимметрия приводит к искажениям четного порядка на аналоговом входе преобразователя, что приводит к гармоническим искажениям второго порядка в цифровом сигнале.

Чтобы проиллюстрировать эту точку зрения, на рисунке 3 показаны напряжения на вторичной обмотке, когда на первичную обмотку подается синусоидальный вход размахом 2 В (100 МГц на рис. 3a и 200 МГц на рис. 3b).Ожидается, что каждый вторичный выход будет генерировать синусоидальную волну 1 В (размах). Но на частоте 100 МГц их амплитуды отклоняются на 10,5 мВ (размах) с фазовым дисбалансом 0,5 °. А на 200 МГц разница амплитуд составляет 38 мВ размах, или 1,9%.

Рисунок 3а. Вход 100 МГц. Моделирование вторичных выходов трансформатора:
AIN + (зеленый) = 1,364 В размах, AIN– (красный) = 1,354 В размах, разность = 10,45 мВ размах. Рисунок 3b. Вход 200 МГц. Имитация вторичных выходов трансформатора:
AIN + (зеленый) = 1,385 В размах, AIN– (красный) = 1.347 В (размах), разность = 37,72 мВ (размах).

Один из способов улучшить ситуацию - использовать второй трансформатор в каскаде с первым, чтобы обеспечить дополнительную изоляцию и уменьшить несимметричный емкостный проход (рисунок 4).

Рисунок 4. Каскадные трансформаторы.

При использовании этой схемы дифференциальные напряжения, подаваемые на преобразователь, с меньшей вероятностью будут отклоняться друг от друга, особенно на высоких частотах, где это наиболее важно. Рисунок 5 иллюстрирует этот момент: вторичные разности паразитных емкостей связи первого трансформатора C1 и C2 уменьшаются.Второй трансформатор в каскаде позволяет перераспределить потерянный ток сердечника и подает более равные сигналы на первичную обмотку второго трансформатора. Два каскадных трансформатора в этой конфигурации обеспечивают лучшее сбалансированное решение для высоких частот.

Рисунок 5. Два трансформатора в каскаде улучшают баланс сигналов.

Прирост производительности можно увидеть на Рисунке 6 из моделирования. На рисунке 6a при аналоговом входе 100 МГц отклонение падает до 0,25 мВ (размах) или 0,013% фазового дисбаланса.А на частоте 200 МГц (рисунок 6b) разница между вторичными выходами трансформатора составляет всего 0,88 мВ (размах), или 0,044%. Это большое улучшение, достигнутое за счет добавления одного дополнительного компонента.

Рисунок 6а. 100 МГц. Моделирование вторичных выходов трансформатора:
AIN + (зеленый) = 1,25 В (размах), AIN– (красный) = 1,25 В (размах), разность = 0,25 мВ (размах). Рисунок 6b. 200 МГц. Моделирование вторичных выходов трансформатора:
AIN + (зеленый) = 1,298 В (размах), AIN– (красный) = 1,298 В (размах), разница = 0,88 мВ (размах).

Другой способ приблизиться к этому - использовать конфигурацию трансформатора с двумя балунами. Балун (баланс-дисбаланс) действует как линия передачи и обычно имеет большую полосу пропускания, чем стандартные трансформаторы магнитного типа, описанные ранее. Они могут обеспечить хорошую изоляцию между первичной и вторичной обмотками с относительно низкими потерями. Однако они требуют большей мощности для управления, поскольку входное сопротивление уменьшается вдвое от первичной к вторичной. На рисунке 7a показана общая реализация, которая используется для достижения широкой полосы пропускания.На рисунке 7b трансформатор симметрирующего типа предварительно компенсирует дисбаланс.

Рисунок 7а. Вход с трансформаторной связью с использованием конфигурации трансформатора с двумя балунами. Рисунок 7b. Вход с трансформаторной связью с использованием трансформатора с компенсированным балуном.

Максимальный отклик

На рисунке 8а показана типичная частотная характеристика трансформатора, по сути, широкополосного фильтра с полосой пропускания более 100 МГц. Катушка индуктивности, соединенная последовательно с первичной обмоткой трансформатора, может использоваться для изменения характеристики полосы пропускания трансформатора, увеличивая коэффициент усиления в полосе пропускания и обеспечивая более крутой спад за пределами полосы пропускания (рисунок 8b).Катушка индуктивности добавляет к передаточной функции ноль и полюс.

Рисунок 8а. Амплитудно-частотная характеристика типичного трансформатора. Рисунок 8б. Частотная характеристика типичного трансформатора с последовательно включенным индуктором.

На рисунке 9 показана схема на рисунке 2 с последовательным дросселем. Величина индуктивности зависит от желаемой величины пика и полосы пропускания. Тем не менее, разработчик должен учитывать, что этот пик может быть нежелательным, когда важными критериями являются равномерность отклика и правильная фазовая характеристика.

Рис. 9. Входное сопротивление 50 Ом с индуктивной компенсацией с трансформатором 1: 1 и известным входным сопротивлением АЦП.

АЦП с коммутируемым конденсатором

До этого момента мы говорили только о взаимодействии АЦП с известным входным сопротивлением, используя в качестве примера AD6645-80. Но как насчет АЦП с интерфейсом с переключаемым конденсатором? АЦП с переключаемыми конденсаторами не имеют внутреннего буфера, поэтому пользователь подключается непосредственно к внутренней цепи выборки, сопротивление которой сильно зависит от входной частоты.На рисунке 10 аналого-цифровым преобразователем является AD9236-80 с аналоговым входом 10 МГц. В режиме track (sample) вход выглядит как дифференциальный импеданс 4135 Ом, подключенный параллельно конденсатору 1,9 пФ. Но режим удержания будет выглядеть иначе. Замечания по применению AN-742 предоставляет хорошую информацию о получении этих значений импеданса аналогового входа. Многие из значений АЦП с переключаемыми конденсаторами ADI можно загрузить в виде электронной таблицы на странице продукта АЦП на веб-сайте Analog Devices, что дает как , так и значений от 0.От 3 МГц до 1 ГГц.

Рис. 10. Реализация внешнего интерфейса с коммутируемыми конденсаторами.

Индуктивность серии 200 нГн предназначена для компенсации реактивного сопротивления входного конденсатора, которое было отражено обратно от входа АЦП, благодаря чему вход выглядит как можно более резистивным для достижения хорошего согласования 50 Ом в полосе частот интерес. Обратите внимание, что можно использовать другие значения индуктивности для установки желаемой полосы пропускания и равномерности усиления, как показано на рисунке 8b.

Для всех обсуждаемых здесь примеров использовалось соотношение витков 1: 1 (отношение импеданса).Таким образом, трансформатор обеспечивает номинальное усиление напряжения 0 дБ. Это самый простой в настройке тип трансформатора, поскольку паразитные характеристики трансформатора относительно легко понять и компенсировать. Однако в некоторых приложениях может потребоваться собственное усиление по напряжению, когда входные сигналы низкие. При соотношении витков 1: 2 или 1: 4 (отношение импеданса 4 или 16) трансформатор обеспечивает соответствующий коэффициент усиления по напряжению 6 или 12 дБ.

Преимущество здесь в том, что, в отличие от усилителя, трансформатор практически не генерирует шума.Однако паразиты в трансформаторе 1: 2 или 1: 4 гораздо труднее компенсировать, особенно в широком диапазоне частот. Например, при соотношении витков 1: 2 емкостные составляющие увеличиваются в четыре раза, а индуктивные и резистивные составляющие уменьшаются до одной четвертой от их первоначального значения. При соотношении витков 1: 4 одни и те же члены увеличиваются или уменьшаются в 16. Проблема становится еще более сложной при взаимодействии с АЦП с переключаемым конденсаторным входом, потому что емкостные члены являются большими и изменяются в зависимости от частоты.Принимая во внимание трудности, лучший способ разработать такой дизайн - это оптимизировать интересующую центральную частоту в данном диапазоне.

Заключение

Опытный проектировщик заметит, что наше обсуждение было сосредоточено в основном на идеальных схемах взаимосвязи, и, хотя и намекая на коэффициент поворота и паразитные проблемы, а также на некоторые подходы архитектурного проектирования к их решению, мы лишь поверхностно коснулись их. Так что же делать, когда нужно заняться новым дизайном? Проектировщику необходимо знать как можно больше о трансформаторе, выбранном для проектирования, применительно к АЦП.Лучший способ сделать это в любом интерфейсе - изучить паразитные факторы, влияющие на интересующие частоты. Правильный дизайн и анализ предполагает использование сетевого анализатора. Он покажет, как конструкция внешнего интерфейса действует в заданном диапазоне частот в отношении импеданса, КСВН, вносимых потерь и дифференциального фазового рассогласования, что дает много ключевой информации о том, как АЦП будет работать в приложении с трансформаторной связью.

Рекомендации

Atmel Corporation, Примечание по применению, «Преобразование одиночного сигнала в дифференциальное в высокочастотных приложениях.”

Бирнацкий, Януш и Дариуш Чарковски, «Моделирование высокочастотного трансформатора», Труды Международного симпозиума IEEE по схемам и системам , май 2001 г., стр. 676-679.

Брид, Гэри А., «Основы трансформатора линии передачи», Microwave & Wireless , p. 60.

Hazen, Mark E., Experiencing Electricity & Electronics , Saunders College Publishing, 1989, стр. 700.

M / A-Com, TP-101 Техническое описание.

Mini-Circuits, ADT1-1WT Data Sheet.

Pulse Engineering, Inc., Спецификация CX2039.

Ридер, Роб, Интерфейс для широкополосных аналого-цифровых преобразователей, EE Times , 28 марта 2005 г.

Ридер, Роб, Примечание по применению AN-742: «Отклик в частотной области АЦП с коммутируемым конденсатором», Analog Devices, Inc., 2004.

Севик, Джерри, «Проектирование широкополосных разъединителей [балунов] с соотношением импедансов менее 1: 4», Высокочастотная электроника , стр. 44-51.

Благодарности

Автор хотел бы поблагодарить Итиша Тьяги и Рамью Рамачандран за их помощь в сборе данных в лаборатории.Автор также хотел бы поблагодарить Джима Хэнда и Брэда Брэннона за их технический опыт и руководство при написании этой статьи.

Как рассчитать трансформатор SMPS

Трансформатор SMPS становится очевидным на выходе всех преобразователей прямого режима. Преобразователи, использующие прямую, двухтактную, полумостовую и полумостовую топологии, обычно являются преобразователями прямого режима. Следовательно, при вычислении выходной индуктивности используются эквивалентные методы для любых 4 таких широко используемых топологий.Фактическая цель выходной катушки индуктивности всегда состоит в том, чтобы сохранять мощность для нагрузки почти в течение каждого цикла переключения, когда выключены силовые устройства (BJT, MOSFET или IGBT). Электрическая работа трансформатора SMPS всегда заключается в объединении прямоугольных коммутационных импульсов (сигналов с широтно-импульсной модуляцией с изменяющимся рабочим циклом) в постоянный ток. Конденсатор, расположенный после катушки индуктивности, сглаживает постоянный ток в постоянный ток без пульсаций.

Расчет трансформатора ИИП довольно прост.Чаще всего можно использовать самозамкнутый тороидный сердечник. Ферритовые сердечники с зазором (типы, используемые для ферритовых трансформаторов, например, ETD39), возможно, можно будет использовать без проблем.

Формула для определения выходной индуктивности:

L (min) = [Vin (max) - V (out) x T (ON) / 1,4 x Iout (min)

Vin (max) = Максимальное напряжение рядом с выходным выпрямителем в пределах этого конкретного выхода.
Vout = выходное напряжение.
Toff (est) = ожидаемое время включения силового устройства при максимальном входном напряжении.
Iout (min) = наименьший ожидаемый ток нагрузки для достижения этого выхода.

По приведенной выше формуле определяется L (мин), которая представляет собой минимальную рекомендуемую индуктивность, ниже которой сердечник будет лишен магнитного потока при минимальном номинальном токе нагрузки для данного конкретного выхода.

Убедитесь, что вы спланировали схему, которая позволяет работать без какой-либо нагрузки. Несомненно, вы не можете заменить ноль на Iout (min), потому что это может способствовать получению L (min) числа бесконечности.И конечно, это на самом деле невозможно представить, не так ли?

Это означает, что вам необходимо выбрать минимально допустимый ток.

Работайте с резисторной нагрузкой на выходе источника питания, чтобы, если у вас почти нет нагрузки, эта резисторная нагрузка обеспечивает минимальную нагрузку. 2

L будет индуктивностью, а N будет количеством витков.Использование M в качестве аргумента:

L = √ L / AL

Таким образом, вот формула, которая может быть использована для определения количества витков при определении предпочтительной индуктивности.

Иногда вы, вероятно, не знакомы с оценкой AL. Вы, возможно, не узнаете спецификацию компонента ядра, которым вы владеете, поэтому не сможете идентифицировать таблицу.

Неважно, какое объяснение, это

Различные типы трансформаторов и их применение

«ТРАНСФОРМАТОР» - одна из старейших инноваций в электротехнике.Трансформатор - это электрическое устройство, которое можно использовать для передачи мощности от одной цепи к другой без физического контакта и без изменения своих характеристик, таких как частота, фаза. Это важное устройство в любой электрической схеме сети. Он состоит в основном из двух цепей, а именно первичных цепей и одной или нескольких вторичных цепей. Пожалуйста, перейдите по ссылке Все, что вам нужно знать о трансформаторах и работе трансформаторов. В этом обсуждении мы имеем дело с различными типами трансформаторов.

Трансформатор

Принцип работы трансформатора

Работа трансформатора зависит от закона электромагнитной индукции Фарадея. Явление взаимной индукции между двумя или более обмотками отвечает за преобразование мощности.

Согласно законам Фарадея, «Скорость изменения магнитной связи во времени прямо пропорциональна ЭДС, индуцированной в проводнике или катушке».

E = N dϕ / dt

Где,

E = Индуцированная ЭДС

N = количество витков

dϕ = Изменение потока

dt = Изменение во времени

Типы трансформаторов

Есть несколько Типы трансформаторов, используемые в электроэнергетической системе для различных целей, например, для выработки электроэнергии, распределения и передачи и использования электроэнергии.Трансформаторы классифицируются по уровням напряжения, используемому сердечнику, расположению обмоток, использованию и месту установки и т. Д. Здесь мы обсуждаем различные типы трансформаторов: повышающий и понижающий трансформатор, распределительный трансформатор, трансформатор напряжения, силовой трансформатор, 1- ϕ и 3-ϕ трансформатор, автотрансформатор и т. д.

Трансформаторы на основе уровней напряжения

Это наиболее часто используемые типы трансформаторов для всех приложений. В зависимости от соотношения напряжений между первичной и вторичной обмотками трансформаторы классифицируются как повышающие и понижающие трансформаторы.

Повышающий трансформатор

Как следует из названия, вторичное напряжение повышается по сравнению с первичным напряжением. Этого можно добиться, увеличив количество обмоток во вторичной обмотке, чем в первичной, как показано на рисунке. На электростанции этот трансформатор используется в качестве трансформатора подключения генератора к сети.

Повышающий трансформатор
Понижающий трансформатор

Он используется для понижения уровня напряжения от более низкого до более высокого уровня на вторичной стороне, как показано ниже, так что он называется понижающим трансформатором.Обмотка больше поворачивается на первичной стороне, чем на вторичной.

Понижающий трансформатор

В распределительных сетях понижающий трансформатор обычно используется для преобразования высокого напряжения сети в низкое напряжение, которое может использоваться для бытовой техники.

Трансформатор в зависимости от используемой среды сердечника

В зависимости от среды, расположенной между первичной и вторичной обмотками, трансформаторы классифицируются как с воздушным сердечником и железным сердечником

Трансформатор с воздушным сердечником

Как первичная, так и вторичная обмотки намотаны без -магнитная полоса, где потокосцепление между первичной и вторичной обмотками осуществляется через воздух

По сравнению с железным сердечником взаимная индуктивность в воздушном сердечнике меньше, т.е. в воздушной среде сопротивление создаваемому потоку велико. Но гистерезис и потери на вихревые токи полностью устранены в трансформаторе с воздушным сердечником.

Трансформатор с воздушным сердечником
Трансформатор с железным сердечником

Как первичная, так и вторичная обмотки намотаны на несколько пучков железных пластин, которые обеспечивают идеальную связь с генерируемым магнитным потоком. Он обеспечивает меньшее сопротивление потоку связи из-за проводящих и магнитных свойств железа.Это широко используемые трансформаторы с высоким КПД по сравнению с трансформаторами с воздушным сердечником.

Трансформатор с железным сердечником

Трансформаторы на основе схемы обмоток

Автотрансформатор

Стандартные трансформаторы имеют первичную и вторичную обмотки, расположенные в двух разных направлениях, но в обмотках автотрансформатора первичная и вторичная обмотки соединены друг с другом последовательно как физически, так и магнитно как показано на рисунке ниже.

Автотрансформатор

На одной общей катушке, которая образует как первичную, так и вторичную обмотку, напряжение в которой изменяется в соответствии с положением вторичного ответвления на корпусе обмоток катушки.

Трансформаторы в зависимости от использования

По необходимости они классифицируются как силовой трансформатор, измерительный трансформатор распределительного трансформатора и защитный трансформатор.

Силовой трансформатор

Силовые трансформаторы имеют большие размеры. Они подходят для передачи энергии высокого напряжения (более 33 кВ). Он используется на электростанциях и передающих подстанциях. Имеет высокий уровень теплоизоляции.

Силовой трансформатор
Распределительный трансформатор

Эти трансформаторы используются для распределения электроэнергии, вырабатываемой электростанцией, в удаленные места.В основном он используется для распределения электроэнергии при низком напряжении ниже 33кВ в промышленных целях и 440-220В в бытовых целях.

  • Он работает с низким КПД при 50-70%
  • Маленький размер
  • Простая установка
  • Низкие магнитные потери
  • Он не всегда полностью загружен
Распределительный трансформатор
Измерительный трансформатор

Используется для измерения электрических величин, например напряжение, ток, мощность и т. д.Они классифицируются как трансформаторы напряжения, трансформаторы тока и т. Д.

Трансформатор тока
Защитные трансформаторы

Этот тип трансформаторов используется в целях защиты компонентов. Основное различие между измерительными трансформаторами и защитными трансформаторами заключается в точности, что означает, что защитные трансформаторы должны быть точными по сравнению с измерительными трансформаторами.

Трансформаторы в зависимости от места использования

Классифицируются как внутренние и внешние трансформаторы.Внутренние трансформаторы имеют хорошую крышу, как в обрабатывающей промышленности. Наружные трансформаторы - это не что иное, как трансформаторы распределительного типа.

Внутренние и внешние трансформаторы

Это все о различных типах трансформаторов . Мы надеемся, что вы, возможно, почерпнули некоторые ценные идеи и концепции из этой статьи, внимательно прочитав ее. Кроме того, мы призываем вас поделиться своими знаниями по этой конкретной теме или темам электрических и электронных проектов, поскольку это станет для нас ценным предложением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *