Історія

Як дізнатися вихідну напругу трансформатора. Підключаємо до мережі невідомий трансформатор

Слово "трансформатор" утворюється від англійського слова "transform"- Перетворювати, змінюватися. Сподіваюся, всі пам'ятають фільм “Трансформери”. Там автомобілі легко перетворювалися на трансформерів і назад. Але ... трансформатор у нас не перетворюється на зовнішньому вигляду. Він має ще більш дивовижну властивість – перетворює змінну напругу одного значення змінну напругу іншого значення!Ця властивість трансформатора дуже широко використовується в радіоелектроніці та електротехніці.

Види трансформаторів

Однофазні трансформатори

Це трансформатори, які перетворюють однофазна змінна напруга одного значення в однофазна змінна напруга іншого значення.

В основному однофазні трансформатори мають дві обмотки, первиннуі вторинну. На первинну обмотку подають одне значення напруги, а з вторинної знімають потрібну нам напругу. Найчастіше у повсякденному житті можна побачити так звані мережеві трансформатори, у яких первинна обмотка розрахована на мережна напруга, тобто 220 ст.

На схемах однофазний трансформатор позначається так:

Первинна обмотка ліворуч, а вторинна справа.

Іноді потрібна безліч різних напруг для живлення різних приладів. Навіщо ставити на кожен пристрій свій трансформатор, якщо можна з одного трансформатора отримати відразу кілька напруг? Тому іноді вторинних обмоток буває кілька пар, а іноді навіть деякі обмотки виводять прямо з наявних вторинних обмоток. Такий трансформатор називається трансформатором із безліччю вторинних обмоток. На схемах можна побачити щось подібне:

Трифазні трансформатори

Ці трансформатори переважно використовуються у промисловості і найчастіше перевершують за габаритами прості однофазні трансформатори. Майже всі трифазні трансформатори вважаються силовими. Тобто вони використовуються у ланцюгах, де потрібно мати потужні навантаження. Це можуть бути верстати ЧПУ та інше промислове обладнання.

На схемах трифазні трансформатори позначаються так:

Первинні обмотки позначаються великими літерами, а вторинні обмотки – дрібними літерами.

Тут ми бачимо три типи з'єднання обмоток (ліворуч-праворуч)

зірка-зірка
зірка-трикутник
трикутник-зірка

У 90% випадків використовується саме зірка-зірка.

Принцип роботи трансформатора

Розглянемо таку картинку:

1 – первинна обмотка трансформатора

2 - магнітопровід

3 – вторинна обмотка трансформатора

Ф- Напрямок магнітного потоку

U1- Напруга на первинній обмотці

U2– напруга на вторинній обмотці

На малюнку показаний найпростіший однофазний трансформатор.

Магнітопровід складається із пластинок спеціальної сталі. Нею тече магнітний потік Ф (показано стрілками). Цей магнітний потік створюється змінною напругою первинної обмотки трансформатора. Знімається напруга із вторинної обмотки трансформатора.

Але як це можливо? Адже у нас немає жодного зв'язку між первинною та вторинною обмотками? Як може струм текти через розімкнений ланцюг? Вся справа саме в магнітному потоці, що створює первинна обмотка трансформатора. Вторинна обмотка “ловить” цей магнітний потік і перетворює їх у змінну напругу з такою самою частотою.

Нині трансформатори створюють у іншому конструктивному виконанні. Таке виконання має свої плюси, такі як зручність намотування первинної та вторинної обмоток, а також менші габарити.

Формула трансформатора

Тож від чого залежить напруга, яку видає нам трансформатор на вторинній обмотці? А залежить воно від витків, які намотані на первинній та вторинній обмотці!

де

N 1 – кількість витків первинної обмотки

N 2 – кількість витків вторинної обмотки

I 1 – сила струму первинної обмотки

I 2 – сила струму вторинної обмотки

У трансформаторі дотримується також закон збереження енергії, тобто яка потужність заходить у трансформатор, така потужність виходить із трансформатора:

Ця формула справедлива для ідеального трансформатора. Реальний трансформатор видаватиме на виході трохи менше потужності, ніж на його вході. ККД трансформаторів дуже високий і часом навіть становить 98%.

Види трансформаторів по вихідній напрузі

Понижуючий трансформатор

Це трансформатор, який знижує напругу. Допустимо, на первинну обмотку заходить 220 В, а на вторинній у нас виходить 12 В. Тобто ми більшу напругу перетворили на меншу напругу.

Підвищуючий трансформатор

Це трансформатор, який збільшує напругу. Тут теж все дуже просто. Допустимо, на первинну обмотку ми подаємо 10 Вольт, а з вторинної знімаємо вже 110 В. Тобто ми підвищили наше напруження у кілька разів.

Узгоджувальний трансформатор

Такий трансформатор використається для узгодження між каскадами схем.

Роздільний або розв'язуючий трансформатор (трансформатор 220-220)

Такий трансформатор використовується з метою електробезпеки. В основному це трансформатор з однаковим числом обмоток на вході та виході, тобто його напруга на первинній обмотці дорівнюватиме напруги на вторинній обмотці. Нульовий висновок вторинної обмотки такого трансформатора не заземлено. Тому при торканні фази на такому трансформаторі вас не вдарить електричним струмом. Про його використання можете прочитати у статті про .

Як перевірити трансформатор

Коротке замикання обмоток

Хоча обмотки прилягають дуже щільно один до одного, їх розділяє лаковий діелектрик, яким покриваються первинна і вторинна обмотка. Якщо десь виникло, то трансформатор сильно грітиметься або видаватиме сильний гул при роботі. У цьому випадку варто виміряти напругу на вторинній обмотці і порівняти, щоб вона збігалася з паспортним значенням.

Обрив обмотки трансформатора

При урвищі все набагато простіше. Для цього за допомогою мультиметра ми перевіряємо цілісність первинної та вторинної обмотки.

На фото нижче я перевіряю цілісність первинної обмотки, що складається з 2650 витків. Опір є? Значить, все ОК. Обмотка над обриві. Якби вона була у кручі, мультиметр показав би на дисплеї “1”.

У такий же спосіб перевіряємо і вторинну обмотку, що складається з 18 витків

Робота трансформатора

Робота знижувального трансформатора

Отже, у нас в гостях трансформатор від випалювального приладу по дереву:

Його первинна обмотка це цифри 1, 2.

Вторинна обмотка – цифри 3, 4.

N 1- 2650 витків,

N 2- 18 витків.

Його нутрощі виглядають ось так:

Підключаємо первинну обмотку трансформатора до 220 Вольтів

Ставимо крутилку на мультиметрі на вимірювання змінного струмута заміряємо напругу на первинній обмотці (напруга мережі).

Вимірюємо напругу на вторинній обмотці.

Настав час перевірити наші формули

1.54/224=0.006875 (коефіцієнт відношення напруги)

18/2650 = 0.006792 (коефіцієнт відношення обмоток)

Порівнюємо числа… похибка взагалі копійки! Формула працює! Похибка пов'язана із втратами на нагрівання обмоток трансформатора та магнітопроводу, а також похибка вимірювання мультиметра. Щодо сили струму працює просте правило: знижуючи напругу, підвищуємо силу струму і навпаки, підвищуючи напругу, знижуємо силу струму.

Трансформатор на холостому ходу

Робота трансформатора на неодруженому ходу передбачає роботу трансформатора без навантаження на вторинній обмотці.

Нашим піддослідним кроликом буде інший трансформатор.

Вторинних обмоток тут цілих дві пари, але ми будемо використовувати лише одну.

Два червоні дроти – це первинна обмотка трансформатора. На ці дроти ми подаватимемо напругу з мережі 220 В.

Зніматимемо напругу з вторинної обмотки з двох синіх проводів.

Якщо ви не знаєте, як вимірювати змінну напругу і силу струму, рекомендую прочитати ось статтю.

Вимірюємо напругу на первинній обмотці трансформатора, куди ми подаємо 220 В.

Мультиметр показує 230 В. Ну що ж, буває.

Тепер вимірюємо напругу на вторинній обмотці трансформатора

Отримали 22 Вольти.

Цікаво, яку силу струму споживає з розетки наш трансформатор при холостому режимі?

Мультиметр показав 60 міліампер. Воно й зрозуміло, адже наш трансформатор не є ідеальним.

Як ви бачите, на вторинній обмотці трансформатора немає ніякого навантаження, але він все одно "їсть" силу струму, а відтак і електричну енергію з мережі. Якщо порахувати потужність, отримаємо P=IU=230×0,06=13,8 Ватт. А якщо у нас він простоїть включеною хоча б годинку, то у нас вона з'їсть електроенергію 13,8 Ватт* годину або 0,0138кВатт*годину. А скільки зараз коштує один кіловат електроенергії? У Росії її 4-5 рублів. Копійка гривню береже. Тому, не рекомендується залишати в мережі електроприлади, що мають трансформаторний блокживлення.

Трансформатор під навантаженням

Досвід №1

Цікаво, а чи зміниться сила струму на первинній обмотці, якщо ми навантажимо вторинну обмотку нашими лампочками? Лампочки спалахнули, а сила струму на первинній обмотці теж змінилася;-)

Коли ми заміряли без навантаження, у нас було 60 міліампер у ланцюзі первинної обмотки. Ланцюг вторинної обмотки у нас був розімкнений, тому що ми не приєднували ніякого навантаження. Як тільки ми приєднали лампи розжарювання до вторинної обмотки трансформатора, вони почали відразу споживати силу струму. Але ще до речі, сила струму піднялася в ланцюзі первинної обмотки, до рівня 65,3 міліампер. Звідси напрошується висновок:

Якщо зростає сила струму в ланцюзі вторинної обмотки трансформатора, то зростає і сила струму в ланцюзі первинної обмотки.

Досвід №2

Проведемо ще один досвід. Для цього вимірюємо напругу без навантаження на вторинній обмотці трансформатора, так званий – холостий режим роботи

а тепер приєднуємо наші лампочки і знову заміряємо напругу

Ого, напруга просіло на 0,2 В.

Давайте заміряємо силу струму у вторинній обмотці з лампочками

Отримали 105 міліампер.

Все ті ж аналогічні операції проводимо і для потужного номіналом в 10 Ом і потужністю розсіювання в 10 Ват. Вимірюємо напругу на вторинній обмотці, при включенні резистора

Отримали 18,9 В. Бачили, як сильно просіло напругу? Якщо на холостому ходу було 22,2, то зараз стало 18,9!

Цікаво, яка сила струму тече у вторинному ланцюзі, у якому включений резистор

Ого-го, майже 2 Ампери.

Висновок: при включенні навантаження відбувається просідання напруги. Напруга падає тим більше, що більше сили струму їсть навантаження. Тут також відіграє роль ще один важливий фактор – потужність трансформатора. Чим більша потужність трансформатора, тим менше буде просідання напруги.Потужність трансформатора залежить від його розмірів. Чим більші габарити, тим більший його розмір сердечника. Отже, такий трансформатор може видавати пристойну силу струму у вторинній обмотці з мінімальним просіданням напруги.

Електричний трансформатор - досить поширений пристрій, що використовується в побуті на вирішення цілого ряду завдань.

І в ньому можуть бути поломки, виявити які допоможе прилад для вимірювання параметрів електроструму - мультиметр.

З цієї статті ви дізнаєтесь, як перевірити трансформатор струму мультиметром (продзвонити), та яких правил слід дотримуватися при цьому.

Як відомо, будь-який трансформатор складається з наступних компонентів:

первинна та вторинна котушки (вторинних може бути кілька);
сердечник або магнітопровід;
Корпус.

Таким чином, перелік можливих поломок досить обмежений:

Пошкоджено сердечник.
Перегорів провід у будь-якій з обмоток.
Пробита ізоляція, внаслідок чого є електричний контакт між витками в котушці (міжвиткове замикання) або між котушкою та корпусом.
Зношені висновки котушок чи контакти.

Трансформатор струму Т-0,66 150/5а

Деякі з дефектів визначаються візуально, тому трансформатор насамперед слід уважно оглянути. Ось на що при цьому слід звертати увагу:

тріщини, відколи ізоляції або її відсутність;
стан болтових з'єднань та клем;
здуття заливки або її витікання;
почорніння на видимих поверхнях;
обгорілий папір;
характерний запах горілого матеріалу.

Якщо явних ушкоджень немає, перевірте пристрій на працездатність за допомогою приладів. Для цього потрібно знати, до яких обмоток належать усі його висновки. На перетворювачах великих розмірів дана інформаціяможе бути представлена у вигляді графічного зображення.

Якщо таке відсутнє, можна скористатися довідником, у якому слід знайти свій трансформатор маркування. Якщо він є частиною якогось електроприладу, джерелом даних може стати специфікація або принципова електрична схема.

Методи перевірок трансформатора мультиметром

Насамперед, слід перевірити стан ізоляції трансформатора. Для цього мультиметр потрібно переключити в режим мегомметра. Після цього вимірюють опір:

між корпусом та кожною з обмоток;
між обмотками попарно.

Напруга, при якій повинна здійснюватись така перевірка, вказується у технічній документації на трансформатор. Наприклад, для більшості високовольтних моделей вимірювання опору ізоляції наказано проводити при напрузі 1 кВ.

Перевірка приладу мультиметром

Необхідне значення опору можна переглянути в технічній документації або довіднику.Наприклад, для тих самих високовольтних трансформаторів воно становить не менше 1 мОм.

Даний тест не здатний виявити міжвиткові замикання, а також зміни властивостей матеріалів проводів та сердечника. Тому обов'язково потрібно перевірити робочі характеристики трансформатора, для чого застосовують такі методи:

Напруга 220 Вольт сприймають далеко не всі прилади. знижує напругу для використання електроприладів.

Як перевірити варистор мультиметром і навіщо потрібен варистор, читайте .

З правилами перевірки напруги в розетці мультиметром ви можете ознайомитись.

Прямий метод (перевірка схеми під навантаженням)

Саме він першим спадає на думку: потрібно заміряти струми в первинній та вторинній обмотках працюючого пристрою, а потім шляхом розподілу їх один на одного визначити фактичний коефіцієнт трансформації. Якщо він відповідає паспортному – трансформатор справний, якщо ні – потрібно шукати дефект. Цей коефіцієнт можна обчислити і самостійно, якщо відома напруга, яку має видавати прилад.

Наприклад, якщо на ньому написано 220В/12В, то перед нами знижуючий трансформатор, отже, струм у вторинній обмотці повинен бути в 220/12 = 18,3 рази вище, ніж у первинній (термін "знижуючий" відноситься до напруги).

Схема повірки однофазного трансформатора методом безпосереднього вимірювання первинної та вторинної напруги з використанням зразкового трансформатора

Навантаження до вторинної обмотки потрібно підключати таку, щоб в обмотках протікали струми не нижче 20% номінальних значень. При включенні будьте насторожі: якщо пролунає тріск, з'явиться запах гару, або ви побачите дим або щирість, прилад потрібно відразу ж відключити.

Якщо у тестованого трансформатора кілька вторинних обмоток, то ті, які не підключені до навантаження, повинні бути закорочені. У розімкнутій вторинній котушці при підключенні первинної до джерела змінного струму може з'явитися висока напруга, здатна не тільки вивести з ладу обладнання, але і вбити людину.

Послідовне з'єднання обмоток трансформатора за допомогою батарейки та мультиметра

Якщо йдеться про високовольтного трансформатора, то перед включенням потрібно перевірити, чи не потребує його сердечник заземлення. Про це говорить наявність спеціальної клеми, позначеної літерою "З" або спеціальним значком.

Прямий метод перевірки трансформатора дозволяє з усією повнотою оцінити стан останнього. Однак, далеко не завжди є можливість увімкнути трансформатор з навантаженням і зробити всі необхідні вимірювання.

Якщо через вимоги безпеки або з інших міркувань зробити цього не можна, стан пристрою перевіряють непрямим чином.

Непрямий метод

До складу даного методувходять кілька тестів, кожен з яких відображає стан приладу в одному аспекті. Отже, всі ці тести бажано проводити разом.

Визначення достовірності маркування висновків обмоток

Для цієї перевірки мультиметр потрібно переключити в режим омметра. Далі потрібно попарно «продзвонити» всі висновки. Між тими, які відносяться до різних котушок, опір буде рівним нескінченності. Якщо мультиметр показує якесь конкретне значення, значить висновки належать одній котушці.

Тут же можна порівняти заміряний опір із наведеним у довіднику. Якщо має місце розбіжність більш, ніж 50%, отже сталося міжвиткове замикання чи часткове руйнування провода.

Підключення трансформатора до мультиметра

Врахуйте, що на котушках з великою індуктивністю, тобто витків, що складаються зі значної кількості, цифровий мультиметр може помилково показувати завищений опір. Бажано в таких випадках користуватись аналоговим приладом.

Перевіряти обмотки слід постійним струмом, який трансформатор не може перетворювати.При використанні змінного в інших котушках наводитиметься ЕРС і цілком можливо, що вона виявиться досить високою. Так, якщо на вторинну котушку понижуючого трансформатора 220/12 подати змінну напругу всього в 20 В, то на висновках первинної з'явиться напруга в 367 В і при випадковому торканні їх користувач отримає сильний удар струмом.

Далі потрібно визначити, які висновки слід підключати до джерела струму, а які до навантаження. Якщо відомо, що трансформатор знижуючий, то до джерела струму потрібно підключати котушку з максимальним числом витків і максимальним опором. З підвищуючим трансформатором все навпаки.

Усі способи вимірювання сили електричного струму

Але бувають моделі, у яких серед вторинних котушок є як понижуючі, і підвищують. Тоді первинну котушку можна з певною часткою ймовірності розпізнати за такими ознаками: висновки її кріпляться зазвичай осторонь інших, так само і котушка може перебувати на каркасі в окремій секції.

Розвиток інтернету уможливив і такий спосіб: потрібно сфотографувати трансформатор і написати запит із доданою фотографією та всією наявною інформацією (марка та ін.) на один із мережевих тематичних форумів.

Можливо, хтось із його учасників мав справу з такими пристроями та може докладно розповісти, як його потрібно підключати.

Якщо у вторинній котушці є проміжні відводи, необхідно розпізнати її початок та кінець. Для цього необхідно визначити полярність висновків.

Визначення полярності висновків обмоток

У ролі вимірювача слід використовувати магнітоелектричний амперметр або вольтметр, у якого полярність виводів відома. Прилад необхідно підключити до вторинної котушки. Найзручніше користуватися тими моделями, у яких «нуль» розташований посередині шкали, але через відсутність такого підійде і класичний - з місцем розташування «нуля» зліва.

Якщо вторинних котушок кілька, інші потрібно зашунтувати.

Перевірка полярності фазних обмоток електричних машин змінного струму

Через первинну котушку потрібно пропустити постійний струмневеликий сили. На роль джерела підійде звичайна батареяПри цьому в ланцюг між нею і котушкою потрібно включити резистор - щоб не вийшло короткого замикання. Таким резистором може бути лампа розжарювання.

Вимикач у ланцюг первинної котушки встановлювати не потрібно: достатньо стежачи за стрілкою мультиметра замкнути ланцюг, торкнувшись проводом від лампи виводу котушки, і розімкнути його.

Якщо до висновків котушок підключені однакові полюси від батарейки та мультиметра, тобто полярність збігається, то стрілка на приладі смикнеться праворуч.

При різнополярному підключенні – ліворуч.

У момент відключення живлення спостерігатиметься протилежна картина: при однополярному підключенні стрілка зрушить вліво, при різнополярному - вправо.

На приладі з «нулем» на початку шкали рух стрілки вліво складніше помітити, оскільки вона майже одразу відскакує від обмежувача. Тому слідкувати треба уважно.

За тією ж схемою перевіряються полярності решти котушок.

Мультиметр – дуже потрібний прилад для вимірювання сили струму, який застосовується для виявлення несправностей тих чи інших приладів. - Читайте корисні порадина вибір.

Інструкція з перевірки діодів мультиметром представлена.

Зняття характеристики намагнічування

Щоб мати можливість скористатися даним методом, потрібно підготуватися заздалегідь: поки трансформатор новий і свідомо справний, знімають його так звану вольт-амперну характеристику(ВАХ). Це графік, що відображає залежність напруги на висновках вторинних котушок від величини струму намагнічування, що протікає в них.

Схеми зняття характеристик намагнічування

Розімкнувши ланцюг первинної котушки (щоб результати не спотворювалися перешкодами від силового обладнання, що знаходиться поблизу), через вторинну пропускають змінний струм різної сили, вимірюючи щоразу напругу на її вході.

Потужності використовуваного для цього блоку живлення має бути достатньо для насичення магнітопроводу, що супроводжується зменшенням кута нахилу кривої насичення до нуля (горизонтальне положення).

Вимірювальні прилади повинні належати до електродинамічної або електромагнітної системи.

До і після тесту магнітопровід потрібно розмагнічувати шляхом збільшення кілька підходів сили струму в обмотці з подальшим її зниженням до нуля.

У міру використання пристрою потрібно з певною періодичністю знімати ВАХ та порівнювати її з початковою. Зниження її крутості свідчить про появу міжвиткового замикання.

Відео на тему

В сучасної технікиТрансформатори застосовують досить часто. Ці прилади використовуються для збільшення або зменшення параметрів змінного електричного струму. Трансформатор складається з вхідної та кількох (або хоча б однієї) вихідних обмоток на магнітному сердечнику. Це її основні компоненти. Трапляється, що прилад виходить з ладу і виникає необхідність його ремонту або заміни. Встановити, чи трансформатор, можна за допомогою домашнього мультиметра власними силами. Як перевірити трансформатор мультиметром?

Основи та принцип роботи

Сам собою трансформатор належить до елементарним пристроям, а принцип його дії заснований на двосторонньому перетворенні збуджуваного магнітного поля. Що характерно, індукувати магнітне поле можна лише за допомогою змінного струму. Якщо доводиться працювати з незмінним, спочатку його треба перетворювати.

На сердечник пристрою намотана первинна обмотка, яку і подається зовнішнє змінне напруга з певними характеристиками. Далі йдуть вона або кілька вторинних обмоток, в яких індукується змінна напруга. Коефіцієнт передачі залежить від різниці у кількості витків та властивостей сердечника.

Різновиди

Сьогодні на ринку можна знайти безліч різновидів трансформатора. Залежно від обраної виробником конструкції можуть використовуватись різноманітні матеріали. Що стосується форми, вона вибирається виключно із зручності розміщення пристрою в корпусі електроприладу. На розрахункову потужність впливає лише конфігурація та матеріал сердечника. При цьому напрям витків ні на що не впливає – обмотки намотуються як назустріч, так і один від одного. Єдиним винятком є ідентичний вибір напрямку у разі, якщо використовується кілька вторинних обмоток.

Для перевірки подібного пристрою достатньо звичайного мультиметра, який і буде використовуватися як тестер трансформаторів струму. Жодних спеціальних приладів не потрібно.

Порядок перевірки

Перевірка трансформатора починається з визначення обмоток. Зробити це можна за допомогою маркування на пристрої. Повинні бути зазначені номери висновків, а також позначення їх типу, що дозволяє встановити більше інформації щодо довідників. В окремих випадках є навіть пояснювальні малюнки. Якщо трансформатор встановлений в якійсь електронний прилад, то прояснити ситуацію зможе принципова електронна схемацього приладу, також докладна специфікація.

Отже, коли всі висновки визначені, приходить черга тестера. З його допомогою можна встановити дві найчастіші несправності – замикання (на корпус або сусідню обмотку) та обрив обмотки. В останньому випадку в режимі омметра (виміру опору) передзвонюють усі обмотки по черзі. Якщо якийсь із вимірів показує одиницю, тобто нескінченний опір, то є обрив.

Тут є важливий аспект. Перевіряти краще на аналоговому приладі, так як цифровий може видавати спотворені показання через високу індукцію, що особливо притаманно обмоток з великим числом витків.

Коли ведеться перевірка замикання на корпус, один з щупів приєднують до виводу обмотки, тоді як другим дзвонять висновки всіх інших обмоток і самого корпусу. Для перевірки останнього потрібно зачистити місце контакту від лаку та фарби.

Визначення міжвиткового замикання

Інший частою поломкоютрансформаторів є міжвиткове замикання. Перевірити імпульсний трансформатор на предмет подібної несправності з одним мультиметром практично нереально. Однак, якщо привернути нюх, уважність і гострий зір, завдання цілком може вирішитись.

Небагато теорії. Дріт на трансформаторі ізолюється виключно власним лаковим покриттям. Якщо має місце пробій ізоляції, опір між сусідніми витками залишається, внаслідок чого місце контакту нагрівається. Саме тому насамперед слід ретельно оглянути прилад на предмет появи патьоків, почорнень, підгорілого паперу, здуття та запаху гару.

Далі намагаємось визначити тип трансформатора. Як тільки це виходить, за спеціалізованими довідниками можна переглянути опір його обмоток. Далі перемикаємо тестер в режим мегаомметр і починаємо вимірювати опір ізоляції обмоток. У цьому випадку тестер імпульсних трансформаторів – це стандартний мультиметр.

Кожен вимір слід порівняти із зазначеним у довіднику. Якщо має місце розбіжність більш ніж на 50%, то обмотка несправна.

Якщо ж опір обмоток з тих чи інших причин не вказано, у довіднику обов'язково мають бути наведені інші дані: тип та переріз дроту, а також кількість витків. З їхньою допомогою можна обчислити бажаний показник самостійно.

Перевірка побутових знижувальних пристроїв

Слід зазначити момент перевірки тестером-мультиметр класичних трансформаторів зниження. Знайти їх можна практично у всіх блоках живлення, які знижують вхідну напругу з 220 Вольт до 5-30 Вольт.

Насамперед перевіряється первинна обмотка, на яку подається напруга 220 Вольт. Ознаки несправності первинної обмотки:

найменша видимість диму;
запах гару;
тріск.

І тут слід відразу припиняти експеримент.

Якщо все нормально, можна переходити до вимірювання на вторинних обмотках. Торкатися до них можна лише контактами тестера (щупами). Якщо отримані результати менші за контрольні мінімум на 20%, значить обмотка несправна.

На жаль, протестувати такий струмовий блок можна тільки в тих випадках, якщо є повністю аналогічний і гарантовано робочий блок, оскільки саме з нього будуть збиратися контрольні дані. Також слід пам'ятати, що при роботі з показниками близько 10 Ом деякі тестери можуть спотворювати результати.

Вимірювання струму холостого ходу

Якщо всі тестування показали, що трансформатор повністю справний, не зайвим буде провести ще одну діагностику - струм трансформатора холостого ходу. Найчастіше він дорівнює 0,1-0,15 від номінального показника, тобто струму під навантаженням.

Для проведення перевірки вимірювальний пристрійперемикають у режим амперметра. Важливий момент! Мультиметр до випробуваного трансформатора слід підключати замкненим накоротко.

Це важливо, тому що під час подачі електроенергії на обмотку трансформатора сила струму зростає до кількох сотень разів у порівнянні з номінальним. Після цього щупи тестера розмикаються і на екрані відображаються показники. Саме вони відображають величину струму без навантаження, струму холостого ходу. Аналогічним чином проводиться вимірювання показників та на вторинних обмотках.

Для вимірювання напруги трансформатора найчастіше підключають реостат. Якщо ж його під рукою немає, може піти спіраль з вольфраму або ряд лампочок.

Для збільшення навантаження збільшують кількість лампочок або скорочують кількість витків спіралі.

Як можна бачити, для перевірки навіть не знадобиться ніякий спеціальний тестер. Підійде звичайний мультиметр. Вкрай бажано мати хоча б приблизне поняття про принципи роботи та влаштування трансформаторів, але для успішного вимірювання достатньо лише вміти перемикати прилад у режим омметра.

Первинна обмотка трансформатора - це частина пристрою, до якої підводиться змінний струм, що перетворюється. Визначити, де первинна, а де вторинна обмотка трансформатора, важливо при використанні пристроїв без заводського маркування та саморобних котушок.

На саморобних трансформаторах немає позначень первинної обмотки.

Знання про внутрішню будову та принцип дії трансформаторів мають практичне значення для радіоаматорів-початківців та домашніх майстрів. Маючи інформацію про типи обмоток, методи їх розрахунку та основні відмінності, можна з більшою впевненістю починати створення систем освітлення та інших пристроїв.

Типи трансформаторних обмоток

Залежно від взаєморозташування провідних струм елементів, напрямки їх намотування та форми перерізу дроту виділяють кілька типів обмоток трансформаторів:

Одношарова або двошарова циліндрична обмотка із прямокутного дроту. Технологія її виготовлення дуже проста, завдяки чому такі котушки набули широкого поширення. Обмотка має невелику товщину, що зменшує нагрівання пристрою. З недоліків слід виділити невелику міцність конструкції.
Багатошарова циліндрична обмотка є аналогом попереднього типу, але провід розташований кілька шарів. Вікна магнітної системи у своїй заповнюються краще, але виникає проблема перегріву.
Циліндрична багатошарова обмотка з дроту круглого перерізу має властивості, близькі до попередніх різновидів обмоток, але до недоліків додається втрата міцності у міру зростання потужності.
Гвинтова обмотка з одним, двома та більше ходами має високу міцність, відмінну ізоляцію та охолодження. У порівнянні з циліндровими обмотками, гвинтова обходиться дорожче у виробництві.
Безперервна обмотка з дроту прямокутного перерізу не перегрівається, вона має значний запас міцності.
Багатошарова обмотка з фольги стійка до пошкоджень, добре заповнює вікно магнітної системи, але технологія виробництва таких котушок складна та дорога.

У трансформаторів є шість основних типів обмотки.

На схемах трансформаторів початок обмоток високої напруги позначається великими літерами латинського алфавіту (A, B, C), а така частина проводів низької напруги - малими літерами. Протилежний кінець обмотки має загальноприйняте умовне позначення, що складається з кінцевих трьох літер латинського алфавіту – X, Y, Z для вхідної напруги та x, y, z для вихідного.

Розрізняють обмотки та за призначенням:

основні – до них відносяться первинна та вторинна обмотки, якими струм подається з мережі та надходить до місця споживання;
регулюючі – являють собою відведення, головна функція яких – зміна коефіцієнта трансформації напруги;
допоміжні – використовуються задля забезпечення потреб самого трансформатора.

Автоматизований розрахунок намотування трансформатора

Правильно вибрати трансформатор важливо не лише під час проведення ремонту електричної мережі, систем освітлення та ланцюгів управління. Розрахунок важливий і для радіоаматорів, які хочуть самостійно виготовити котушку для приладу, що конструюється.

Для цього існують зручні програми-калькулятори, які мають широкий функціонал і оперують різними методами розрахунку.

Спеціальні програми полегшать розрахунок трансформатора.

напруга, що подається на первинну обмотку котушки, в більшості випадків це для домашніх потреб
напруга становить 220 вольт;
напруга на вторинній обмотці;
сила струму вторинної обмотки.

Результат розрахунків представлений у вигляді зручної таблиці, в якій вказані такі значення, як параметри сердечника та висота стрижня, переріз дроту, кількість витків та потужність обмоток.

Автоматизований розрахунок спрощує теоретичну частину процесу конструювання трансформатора, дозволяючи зосередитися на важливих деталях.

Відмінності первинної обмотки від вторинної

Визначити тип обмотки можна з її опору.

Визначення типу обмотки може бути важливим у тих випадках, коли на трансформаторі не збереглося жодних позначень. Як дізнатися де первинна, а де вторинна обмотка? Вони розраховані на різну напругу. Якщо до мережі 220 В підключити вторинну обмотку, то пристрій просто згорить.

Головний візуальний критерій, за допомогою якого можна визначити тип обмотки, - Товщина дроту, припаяного до його висновків. Трансформатор має чотири виходи: два для підключення до мережі, а ще два для виведення напруги. Провіди, якими первинна обмотка з'єднується з мережею, мають невелику товщину. Вторинна обмотка підключена дроти досить великого поперечного перерізу.

Ще одна вірна ознака, що дозволяє дізнатися тип обмотки, – вимірювання опору дроту. Опір первинної обмотки має досить високе значення тоді, коли у вторинної воно може становити до 1 Ома.

Незалежно від моделі, первинна обмотка трансформатора завжди буде одна. На принципових схемахвона позначається римською цифрою I. Вторинних обмоток може бути кілька, їхнє позначення – II, III, IV, тощо. Не варто припускатися поширеної помилки, називаючи такі обмотки третинними, четвертинними тощо. Усі вони мають один ранг і називаються вторинними.

Які функції виконує трансформатор?

Трансформатори широко використовуються в зарядних пристроївах.

Головна функція трансформаторів полягає в зниженні або підвищенні напруги струму, що подається на них. Ці пристрої знаходять широке застосування у високовольтних мережах, які доставляють електрику від місця його вироблення кінцевого споживача.

У сучасному домашньому господарстві важко уникнути трансформатора струму. Дані пристрої використовуються у всіх типах техніки, починаючи від холодильника та закінчуючи комп'ютером.

Ще недавно розміри та вага побутової технікичасто визначалися саме параметрами трансформатора, адже основне правило полягало в тому, що чим вище потужність перетворювача струму, тим він більший і важчий. Щоб побачити це, досить просто порівняти між собою два типи зарядних пристроїв. Трансформатор від старого мобільного телефонуі сучасного смартфонаабо планшет. У першому випадку перед нами буде невеликий, але важкий пристрій для зарядки, який помітно гріється і часто виходить з ладу. Імпульсні трансформатори відрізняються безшумною роботою, компактністю та високою надійністю. Принцип їхньої дії полягає в тому, що змінна напруга спочатку надходить на випрямляч і перетворюється на високочастотні імпульси, що подаються на невеликий трансформатор.

У разі проведення ремонту техніки будинку часто виникає потреба самостійної намотування котушки трансформатора. Для цього використовують збірні осердя, які складаються з окремих пластин. Деталі з'єднуються між собою у вигляді замку, утворюючи жорстку конструкцію. Обмотка проводом проводиться за допомогою саморобного пристрою, який працює за принципом коловороту.

Створюючи такий трансформатор, слід пам'ятати: що щільніше і акуратніше намотаний дріт, то менше проблем виникатиме з експлуатацією такого пристрою.

Витки відокремлюються один від одного одинарним шаром паперу, промазаним клеєм, а первинна обмотка відокремлюється від вторинного проміжку з 4-5 шарів паперу. Така ізоляція забезпечить захист від пробоїв та короткого замикання. Правильно зібраний трансформатор гарантує стабільність роботи техніки, відсутність настирливого гулу та перегрівів.

Висновок на тему

Трансформатори використовуються в більшості техніки, що нас оточує. Знання про їхню внутрішню будову дає можливість за необхідності провести їх ремонт, обслуговування або заміну.

Відрізнити первинну обмотку від вторинної буває важливо для правильного підключенняпристрої у мережу. Подібна проблема може виникнути і під час використання саморобних пристроївчи трансформаторів без маркування.

Безперервна котушкова обмотка застосовується лише при напрузі 110 кВ та вище. При використанні в обмотці кількох паралельних проводів транспозиція робиться, як у гвинтових паралельних обмотках.

Перше, що треба зробити, це взяти листок паперу, олівець та мультиметр. Користуючись усім цим, продзвонити обмотки трансформатора та замалювати на папері схему. При цьому має вийти щось дуже схоже на рисунок 1.

Висновки обмоток на зображенні слід пронумерувати. Можливо, що висновків вийде набагато менше, у найпростішому випадку всього чотири: два висновки первинної (мережевої) обмотки та два висновки вторинної. Але таке буває не завжди, частіше обмоток дещо більше.

Деякі висновки, хоч вони і є, можуть ні з чим не дзвонитися. Невже ці обмотки обірвані? Зовсім ні, швидше за все це обмотки, що екранують, розташовані між іншими обмотками. Ці кінці, як правило, підключають до загального дроту - «землі» схеми.

Тому бажано на отриманій схемі записати опору обмоток, оскільки головною метою дослідження є визначення обмотки. Її опір, як правило, більший, ніж у інших обмоток, десятки та сотні Ом. Причому, чим менший трансформатор, тим більший опір первинної обмотки: позначається малий діаметр дроту та велика кількістьвитків. Опір знижувальних вторинних обмоток майже дорівнює нулю - мала кількість витків і товстий провід.

Рис. 1. Схема обмоток трансформатора (приклад)

Припустимо, що обмотку з найбільшим опором знайти вдалося і можна вважати її мережевою. Але відразу вмикати її в мережу не треба. Щоб уникнути вибухів та інших неприємних наслідків, пробне включення найкраще зробити, увімкнувши послідовно з обмоткою, лампочку на 220В потужністю 60...100Вт, що обмежить струм через обмотку на рівні 0,27...0,45А.

Потужність лампочки має приблизно відповідати габаритній потужності трансформатора. Якщо обмотка визначена правильно, то лампочка не горить, у крайньому випадку, ледве теплиться нитка напруження. В цьому випадку можна майже сміливо включати обмотку в мережу, спочатку краще через запобіжник на струм не більше 1 ... 2А.

Якщо лампочка горить досить яскраво, це може бути обмотка на 110 ... 127В. У цьому випадку слід продзвонити трансформатор і знайти другу половину обмотки. Після цього з'єднати половини обмоток послідовно і зробити повторне включення. Якщо лампочка згасла, то обмотки з'єднані правильно. В інакшепоміняти місцями кінці однієї зі знайдених напівобмоток.

Отже, вважатимемо, що первинна обмотка знайдена, трансформатор вдалося включити до мережі. Наступне, що потрібно зробити, виміряти струм холостого ходу первинної обмотки. У справного трансформатора він становить трохи більше 10…15% від номінального струму під навантаженням. Так для трансформатора, дані якого показані малюнку 2, при живленні від мережі 220В струм холостого ходу повинен бути в межах 0,07 ... 0,1 А, тобто. не більше ста міліампер.

Рис. 2. Трансформатор ТПП-281

Як виміряти струм холостого ходу трансформатора

Струм холостого ходу слід виміряти амперметром змінного струму. При цьому в момент включення в мережу висновки амперметра треба замкнути коротко, оскільки струм при включенні трансформатора може в сто і більше разів перевищувати номінальний. Інакше амперметр може легко згоріти. Далі розмикаємо висновки амперметра та дивимося результат. При цьому випробуванні дати попрацювати трансформатору хвилин 15 ... 30 і переконатися, що помітного нагріву обмотки не відбувається.

Наступним кроком слід заміряти напруги на вторинних обмотках без навантаження - напруга холостого ходу. Припустимо, що трансформатор має дві вторинні обмотки і напруга кожної з них 24В. Майже те, що необхідно для розглянутого вище підсилювача. Далі перевіряємо здатність навантаження кожної обмотки.

Для цього треба до кожної обмотки підключити навантаження, в ідеальному випадку лабораторний реостат, і змінюючи його опір домогтися, щоб напруга на обмотці впала на 10-15%. Це можна вважати оптимальним навантаженням для даної обмотки.

Разом із вимірюванням напруги проводиться замір струму. Якщо зазначене зниження напруги відбувається при струмі, наприклад 1А, це і є номінальний струм для випробуваної обмотки. Вимірювання слід починати, встановивши двигун реостата R1 у праве за схемою положення.

Рисунок 3. Схема випробування вторинної обмотки трансформатора

Замість реостату як навантаження можна використовувати лампочки або шматок спіралі від електричної плитки. Починати вимірювання слід із довгого шматка спіралі або з підключення однієї лампочки. Для збільшення навантаження можна поступово укорочувати спіраль, торкаючись її дротом у різних точках, або збільшуючи по одній кількості підключених ламп.

Для живлення підсилювача потрібна одна обмотка із середньою точкою (див. статтю). З'єднуємо послідовно дві вторинні обмотки та вимірюємо напругу. Повинно вийти 48В, точка з'єднання обмоток буде середньою точкою. Якщо в результаті вимірювання на кінцях з'єднаних послідовно обмоток напруга дорівнюватиме нулю, то кінці однієї з обмоток слід поміняти місцями.

У цьому прикладі все вийшло майже вдало. Але найчастіше буває, що трансформатор доводиться перемотувати, залишивши лише первинну обмотку, що вже майже половина справи. Як розрахувати трансформатор, це тема вже іншої статті, тут було розказано лише про те, як визначити параметри невідомого трансформатора.