Какое сопротивление на первичной обмотке трансформатора: Сопротивление первичной обмотки трансформатора 220 — КАРТРИДЖИ лазерные BROTHER, CANON, HP, KYOCERA MITA, PANASONIC, RICOH, SAMSUNG, XEROX

Содержание

Сопротивление — первичная обмотка — трансформатор

Cтраница 2

Если с помощью обычного омметра измерить сопротивление первичной обмотки трансформатора звонка, то его величина окажется равной примерно 250 ом. Если напряжение сети равно, например, 127 в, то, используя закон Ома, можно определить ток, который, по-видимому, должен протекать через первичную обмотку трансформатора. Такой расчет показывает, что ток через первичную обмотку должен быть равен примерно 0 5 а. [16]

Коэффициент усиления на низших частотах уменьшается из-за уменьшения сопротивления первичной обмотки трансформатора. Искажения, вносимые трансформатором в области верхних частот, обусловлены наличием магнитного потока, который не охватывает все витки как первичной, так и вторичной обмоток — потока рассеяния. На низких частотах он практически не влияет на работу усилителя, а на верхних частотах уменьшает коэффициент усиления.

Неправильная конструкция или неисправность выходного трансформатора могут быть причиной уменьшения мощности и появления недопустимых частотных и нелинейных искажений. [17]

Здесь гг — сопротивление половины вторичной обмотки трансформатора; г — сопротивление первичной обмотки трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке. [18]

Если сопротивление питающей сети поддается оценке, его следует прибавить к сопротивлению первичной обмотки трансформатора. [19]

Такое же напряжение должен давать и источник анодного питания, так как сопротивление первичной обмотки трансформатора постоянному току достаточно мало в сравнении с внутренним сопротивлением лампы постоянному току. [21]

Сопротивления Rl и 2 поддерживающей жидкости между двумя парами следящих электродов вместе с сопротивлениями первичной обмотки трансформатора составляют плечи моста. Диагональю его служит вспомогательная обмотка Рг ведущего двигателя и включенный последовательно с ней конденсатор С. [23]

В ППН с бестрансформаторной обратной связью также используется мультивибратор, но коллекторными нагрузками его транзисторов являются сопротивления первичных обмоток трансформатора и отсутствуют тиристоры. [25]

Напряжение на выходе разностного трансформатора определяется апериодической составляющей в дифференциальном токе; данное положение справедливо, если сопротивление первичной обмотки трансформатора берется относительно небольшим, а сам трансформатор работает при небольших величинах магнитной индукции. [26]

Трансформаторный усилитель с последовательным включением трансформатора отличается от усилителя с емкостными связями тем, что коллектор транзистора подключается непосредственно к отрицательному полюсу источника питания Ек постоянного тока, так как сопротивление первичной обмотки трансформатора постоянному току мало. При параллельном включении трансформатора его первичная обмотка имеет переходный конденсатор С2, не пропускающий постоянную составляющую тока. [27]

В каскадах с трансформаторной связью ( см. рис. 7 — 4) угол наклона нагрузочной характеристики по переменному току, как правило, значительно меньше, чем у соответствующей характеристики по постоянному току, так как

сопротивление первичной обмотки трансформатора по постоянному току ( ri) обычно невелико. [28]

В среднем положении движка переменного резистора 4R11, когда напряжение, создаваемое катодцым током лампы ЗЛЗ на резисторах 4R11 и 4R1 & ( примерно 2 В) равно напряжению, создаваемому коллекторным током транзистора ЗТ4 на омическим сопротивлении первичной обмотки трансформатора ЗТрЗм аостойндай ток через кадровые отклоняющие катушки не протекает. Перемещение движка переменного резистора 4R11 вправо или влево от среднего положения ( см. рис. 7.8) вызывает появление постоянного тока в кадровых отклоняющих катушках, что позволяет смещать растр вверх или вниз. Конденсатор ЗС47 блокирует кадровые импульсы на корпус. [29]

Страницы: 1 2 3 4

Как проверить трансформатор мультиметром: прозваниваем на сопротивление

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 2.4k. Опубликовано 07.06.2016

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.

<center><ins class="adsbygoogle" style="display:inline-block;width:300px;height:600px" data-ad-client="ca-pub-1812626643144578" data-ad-slot="4908081011"></ins> <script>(adsbygoogle=window.adsbygoogle||[]).push({});</script></center>

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:

Один щуп мультиметра замыкается на выводной конец обмотки.
Второй щуп попеременно подсоединяется к другим концам.
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 проверить трансформатор мультиметром ⋆ diodov.net

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

E ~ w.

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.

Так как

E₁ > E₂,

то

w₁ > w₂.

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

S₁ = S₂.

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

S = u∙i,

то

S₁ = u₁∙i₁; S₂ = u₂∙i₂.

Откуда получаем простое уравнение:

u₁∙i₁ = u₂∙i₂.

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:

k_т = w₁ / w₂ = E₁ / E₂.

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.

Еще статьи по данной теме

Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную, вторичную

Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток

Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.

В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном определение первичного напряжения трансформатора, предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I = P / U

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).

Пример:

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Мощность (Вт)	Ток ХХ (мА)
5 — 10	10 — 200
10 -50	20 — 100
50 — 150	50 — 300
150 — 300	100 — 500
300 — 1000	200 — 1000

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН,
ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать
трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-200 и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток —
амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся,
диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным
проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы:

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо
витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая
трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное
пространство (щель).

Подключаем лабораторный автотрансформатор к
первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем
контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала
появления тока холостого хода.

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении ( 2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.

Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать
вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв
подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из
полученных измерений.

Поделиться ссылкой:

Определение параметров неизвестного трансформатора

Совершенно случайно читателю в руки может попасть старый выходной трансформатор, который, судя по внешнему виду, должен обладать неплохими характеристиками, однако полностью отсутствует информация, что же все-таки скрывается внутри его. К счастью, можно достаточно просто идентифицировать параметры старого выходного трансформатора, имея в распоряжении только цифровой универсальный вольтметр, так как их проектирование всегда следует строго определенным правилам.

Перед тем как приступать к проверке, необходимо зарисовать схему всех имеющихся на трансформаторе внешних соединений и перемычек, а затем удалить их. (Использование цифрового фотоаппарата для этих целей оказывается весьма плодотворным.) Несомненно, первичная обмотка должна иметь отвод от средней точки, чтобы обеспечить возможность использования трансформатора в двухтактной схеме, также на этой обмотке могут быть дополнительные отводы для обеспечения ультралинейного режима работы. Как правило, сопротивление обмотки на постоянном токе, замеряемое омметром между крайними точками обмотки, будет составлять максимальное значение сопротивления среди всех полученных значений и может колебаться от 100 до 300 Ом. Если обнаружена обмотка с подобным значением сопротивления, то, практически во всех случаях, можно считать, что идентифицированы клеммы трансформатора А₁ и А₂ соответствующие крайним точкам первичной обмотки.

У трансформаторов высокого качества первичная обмотка наматывается симметрично, то есть сопротивления между крайними выводами А₁ и А₂ и средней точкой высоковольтной обмотки всегда равны, поэтому следующим шагом является определение вывода, для которого сопротивление между ним и выводами А₁ и А₂ было бы равным половине сопротивления между крайними точками первичной обмотки. Однако более дешевые модели трансформаторов могут оказаться изготовленными не столь тщательно, поэтому сопротивления между двумя половинами обмотки могут не оказаться абсолютно равными между собой.

Так как для изготовления первичной обмотки трансформатора без всяких исключений используется провод одного сечения, то отвод, который расположен на витке, составляющем 20% от общего количества витков между центральным высоковольтным отводом и выводом А₁ либо А₂, (конфигурация для отбора полной мощности усилителя), будет иметь и сопротивление, составляющее 20% от величины сопротивления между крайним выводом А₁ или А₂ и центральным отводом первичной обмотки. Если же трансформатор был предназначен для усилителя более высокого качества, то наиболее вероятным расположением этого отвода будет виток, соответствующий 47% сопротивления между этими же точками (конфигурация усилителя мощности, обеспечивающая минимальные искажения).

Вторичная обмотка, скорее всего, также будет иметь четное число выводов, либо будет иметь один отвод. Следует помнить, что в эпоху расцвета электронных ламп сопротивления громкоговорителей составляли либо 15 Ом (громкоговорители высшего качества), либо 4 Ом, поэтому параметры выходных трансформаторов были оптимизированы для этих значений импедансов.

Наиболее распространенным вариантом является использование двух идентичных секций, в которых обмотки используются последовательно включенными для сопротивления громкоговорителей 15 Ом, либо параллельно для сопротивлений 4 Ом (в действительности, 3,75 Ом). Если после того, как определена первичная обмотка трансформатора, обнаружены две обмотки, имеющие сопротивления по постоянному току порядка 0,7 Ом каждая, то, скорее всего, имеется стандартный образец трансформатора.

В трансформаторах высокого качества вышеизложенная идея получила свое дальнейшее развитие, когда вторичную обмотку представляют четыре идентичные секции. Включенные последовательно, они используются для согласования с нагрузкой 15 Ом, однако, будучи все включенными параллельно, они согласуют нагрузку 1 Ом. Это связано не с тем, что были доступны громкоговорители с импедансом 1 Ом (эпоха создания плохих по качеству кроссоверов пока еще не наступила), а с тем, что большая степень секционирования обмотки позволяла получить трансформатор более высокого качества. Поэтому следует искать четыре обмотки с приблизительно одинаковыми сопротивлениями по постоянному току и равными по величине примерно 0,3 Ом. Также необходимо иметь в виду, что помимо того, что контактное сопротивление зонда может составить очень значительную долю при проведении измерений очень малых сопротивлений (что вызывает настоятельную необходимость иметь не только чистый, но и надежный контакт), но также и то, что обычный 41/2 разрядный цифровой вольтметр не обеспечивает достаточной точности при измерениях таких малых значений сопротивлений, поэтому зачастую приходится строить догадки и предположения.

Если после идентификации первичной обмотки установлено, что все остающиеся обмотки оказываются соединенными вместе, то в наличии имеется вторичная обмотка с отводами, наибольшая величина сопротивления которой измеряется между выводами 0 Ом и (допустим) 16 Ом. При условии, что отсутствует отвод обмотки, согласующий сопротивление 8 Ом, то наименьшие значения сопротивления по постоянному току от любого из этих выводов будет являться отводом 4 Ом, а точка с сопротивлением 0 Ом окажется ближайшей к отводу 4 Ом (как правило, во вторичных обмотках с межвитковыми отводами стремятся использовать для отвода 4 Ом более толстый провод). Если же следует ожидать наличия отвода 8 Ом, то идентифицировать отводы следует с использованием метода измерений на переменном токе, который будет описан ниже.

Если назначение некоторых обмоток не удается определить, то, вероятнее всего, они предназначены для обратной связи, возможно действующей на катоды индивидуальных выходных ламп, либо для организации межкаскадной обратной связи.

В любом случае их более точная идентификация может быть проведена позже, так как следующим шагом будет определение коэффициента трансформации, а затем по полученным результатам определение импеданса первичной обмотки трансформатора.

Внимание. Несмотря на то, что при точном выполнении нижеприведенных измерений они не должны представлять опасности для сохранности выходного трансформатора, на выводах трансформатора могут возникнуть представляющие опасность для жизни человека напряжения. Поэтому, если возникают любого рода сомнения относительно имеющегося профессионального опыта, необходимого для выполнения описанных ниже измерений, то следует сразу отказаться от попыток их выполнения.

Выходные трансформаторы ламповых схем предназначены для снижения напряжения с нескольких сотен вольт до десятка вольт в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, поэтому приложение сетевого напряжения к выводам первичной обмотки А₁ и А₂ не представляет для трансформатора никакой угрозы. При условии, что выводы А₁ и А₂ были определены правильно, следует подать сетевое напряжение непосредственно на выводы А₁ и А₂ и измерить напряжение на вторичной обмотке, чтобы определить коэффициент трансформации (или отношение количества витков первичной и вторичной обмоток). Строго говоря, в целях безопасности рекомендуется подавать не сетевое напряжение, а пониженное напряжение от ЛАТРа.

Тестирование трансформатора следует выполнять в следующем порядке:

• установите в сетевой шнур предохранитель с наименьшим из имеющихся значением тока плавкой вставки, например, предохранитель, рассчитанный на ток 3 А, окажется достаточным, но использование предохранителя на 1 А будет предпочтительнее;

• присоедините к сетевой вилке (желательно с заземляющим контактом) три коротких гибких провода. В силу очевидных причин они получили название «провода самоубийцы» и поэтому, когда не используются, должны храниться отдельно и под замком;

• припаяйте луженый наконечник на конец провода, помеченного ярлыком «земля», и привинтите наконечник к металлическому шасси трансформатора, используя специальные зазубренные шайбы, обеспечивающие очень хороший электрический контакт;

• припаяйте фазный провод к выводу А₁, а провод нейтрали (нуля) к выводу А₂;

• убедитесь, что положение всех соединительных перемычек на вторичной об мотке зарисовано, после чего они все удалены;

• установите вид измерений цифрового вольтметра «переменное напряжение» и подключите его к выводам вторичной обмотки;

• убедившись, что шкала прибора находится в пределах видимости, включите в розетку сетевую вилку. Если на приборе сразу же не появятся результаты измерений, выдернете вилку из розетки. Если прибор фиксирует наличие на-

пряжения во вторичной обмотке, величину которого можно определить, дождитесь стабилизации показаний прибора, запишите полученный результат, выключите сетевое питание и отключите вилку от сетевой розетки;

• проверьте величину сетевого напряжения, для этого подключите цифровой вольтметр к выводам А₁ и А₂ трансформатора и включите повторно сетевое напряжение. Спишите показания прибора.

После этого можно определить коэффициент трансформации «N», используя следующее простое соотношение между напряжениями:

На первый взгляд эта процедура не покажется очень значительной, но следует помнить, что импедансы пропорциональны квадрату коэффициента трансформации, N², следовательно, зная величину N можно определить импеданс первичной обмотки, так как уже известен импеданс вторичной.

Пример

Из всех многочисленных проводов у трансформатора имеется пять проводов, которые оказались электрически соединенными между собой (результаты были получены, когда проводились измерения электрического сопротивления с использованием цифрового тестера). Максимальное значение сопротивления между двумя проводами составляет 236 Ом, следовательно, выводы этих проводом могут быть помечены как А₁ и А₂. После того, как одни щуп цифрового тестера оставался подключенным к выводу А₁, было обнаружен второй провод, имеющий сопротивление 110 Ом. Полученное значение достаточно близко к значению сопротивления 118 Ом, чтобы эта точка могла оказаться выводом от центральной точки первичной обмотки трансформатора. Поэтому данную обмотку можно идентифицировать, как высоковольтную обмотку трансформатора. После этого следует переместить один из щупов цифрового тестера к среднему отводу высоковольтной обмотки и измерить сопротивления относительно двух оставшихся выводов. Значение сопротивления для одного вывода составило 29 Ом, а для второго было равно 32 Ом. Учитывая, что (29 Ом : 110 Ом) = 0,26, а (32 Ом: 118 Ом) = 0,27, можно с достаточной уверенностью предположить, что эти выводы используются в качестве ультралинейных отводов для получения максимальной мощности (то есть составляют примерно 20% обмотки). Один из выводов, для которого сопротивление относительно вывода А, имеет меньшее значение, представляет отвод к сетке 2 лампы V₁, g_2(V1)а второй отвод — к сетке 2 лампы V₂, g_2(V2)(рис. 5.23).

Вторичная обмотка имеет только две секции, поэтому, скорее всего, они предназначены для подключения нагрузки 4 Ом. Это предположение затем подтверждается измерениями сопротивлений обмоток секций, для первой из них оно составило 0,6 Ом, а для второй 0,8 Ом, что совпадает с типичными значениями для обмоток, предназначенных для согласования нагрузок 4 Ом.

Рис. 5.23 Идентификация обмоток трансформатора с неизвестными параметрами

При подключении трансформатора к сети было зафиксировано сетевое переменное напряжение 252 В, а напряжение на вторичных обмотках составляло 5,60 В. Подставляя полученные значения в формулу для расчета коэффициента трансформации, получим:

Импедансы обмоток изменяются пропорционально N², поэтому отношение импедансов первичной обмотки к импедансу вторичной составляет 45² = 2025. Так как напряжение на вторичной обмотке измерялось на секции 4 Ом, импеданс первичной обмотки должен составлять (2025 х 4 Ом) = 8100 Ом. Такой результат является вполне допустимым, так как измерения с использованием сетевого напряжения 252 В и частотой 50 Гц могли сдвинуть рабочую точку ближе к области насыщения, что привело к погрешностям определения параметров, Поэтому полученное значение можно округлить до 8 кОм.

Далее необходимо определить начало и конец обмоток каждой из секций вторичной обмотки трансформатора. Это выполняется подключением только одного провода между одной и второй секциями, включая, таким образом, обмотки секций последовательно. После подачи напряжения на первичную обмотку, получим удвоенное значение напряжения на вторичной обмотке, по сравнению с индивидуальным напряжением на каждой. То есть напряжения двух секций дополняют друг друга и следовательно, подключенными оказались конец обмотки первой секции к началу обмотки второй, поэтому можно обозначить вывод секции, где кончается соединительный провод, как « + », а другой конец, как «—». Однако в случае, если напряжение на вторичной обмотке будет отсутствовать, то это будет означать что обмотки в двух секциях включены встречно друг другу, поэтому оба вывода можно будет обозначить, либо как « + », либо как «—».

После того, как все идентичные по характеристикам секции были определены, и для них определены точки начала обмоток, могут измеряться напряжения на всех оставшихся обмотках, быть определены для них коэффициенты трансформации, либо относительно первичной обмотки, либо относительно вторичной, в зависимости от того, какой способ окажется удобнее. Начиная с этого момента наиболее удобным оказывается использование схемы с кратким пометками, так, например, получение двукратного увеличения напряжения вторичной обмотки является очень показательным, так как этот факт может означать либо наличие секции с отводом от средней точки, либо отводы 4 Ом и 16 Ом.

Основные причины выхода из строя трансформаторов, в тракте звуковых частот

Трансформаторы относятся к электронным компонентам с наиболее длительным сроком службы, достигающим 40 и более лет. Все же иногда они могут выходить из строя. Обмотки трансформатора выполняются из провода, который может выходить из строя при протекании через него слишком высоких токов, а изоляция провода может оказаться пробитой, если напряжения, приложенные к обмоткам, превысят допустимые значения.

Наиболее частым случаем, при котором отказывают выходные трансформаторы, является такой, когда он вынужден работать на усилитель в режиме перегрузки. Это может произойти в двухтактном усилителе, когда одна выходная лампа полностью отключена (например, вышла из строя), а вторая работает с явной перегрузкой. Индуктивность рассеяния той половины трансформатора, которая должна пропускать ток отключенной лампы, стремиться поддерживать ток этой половины обмотки неизменным, что влечет за собой появление значительных перенапряжений в первичной обмотке (прежде всего за счет ЭДС самоиндукции), приводящих к пробою межвитковой изоляции. Процесс изменения напряжения на индуктивной обмотке во времени, характеризуется следующим дифференциальным уравнением:

Так как при разрыве тока, его производная стремится к бесконечности di/dt ≈ ∞, возникающая ЭДС самоиндукции развивает напряжение на полуобмотке в цепи вышедшей из строя лампы, значительно превышающее значение высоковольтного источника питания, которое способно легко пробить межвитковую изоляцию.

Также пробой изоляции может быть вызван неправильными условиями эксплуатации аппаратуры. Так. например, если в трансформатор проникла влага, то изоляция (в качестве которой чаще всего используется специальная бумага) становится более проводящей, что значительно увеличивает вероятность ее пробоя.

Также существует опасность выхода из строя выходного трансформатора в случае работы усилителя на громкоговорители, сопротивление которых значительно ниже необходимого. В этом случае, при больших уровнях громкости, токи, текущие через обмотки трансформатора, могут оказаться существенно превышенными.

Еще одна специфическая проблема в ряде случаев возникает в не очень качественных усилителях, например таких, которые одно время широко применялись для электрогитар. В силу того, что скорость нарастания тока при перегрузке очень высока, а качество выходного трансформатора, используемого в усилителях для электрогитар, как правило, не очень хорошее, то высокие значения индуктивности рассеяния могут привести к возникновению таких высоких значений напряжений (эдс самоиндукции) на обмотках, что не исключается возникновение внешней электрической дуги. При этом сам трансформатор мог быть спроектирован таким образом, чтобы благополучно выдержать подобное случайное перенапряжение. Напряжение, необходимое для возникновения электрической дуги, в некоторой степени зависит от степени загрязнения пути, по которому она развивается, поэтому загрязнения (особенно проводящие) снижают это дуговое напряжение. Именно поэтому углеродные следы, остающиеся от прежних дуговых процессов, несомненно, приводят к снижению напряжения, необходимого для возникновения нового дугового процесса.

Несмотря на то, что для развития дуги необходимы высокие напряжения, однажды возникнув, она может поддерживаться гораздо более низкими напряжений. Например, ксеноновая лампа, используемая в небольшом кинопроекторе, должна возбуждаться разрядом конденсатора, заряженным до нескольких сотен вольт, однако после возникновения разряда для поддержания электрической дуги необходимо напряжение всего 26 В и ток 75 А. Если в усилителе возникает электрическая дуга от анода, то путь ее развития всегда связан с точкой, имеющей очень низкое сопротивление относительно земли, так как высокое значение сопротивления, например, резистора сеточного смещения, либо катодного резистора, будет ограничивать величину тока, приводя к гашению дуги. Выводы подогревателей ламп непосредственно связаны с землей через центральный отвод низковольтной обмотки, поэтому наиболее вероятным местом для развития дуги является промежуток между анодом и выводами подогревателей электронных ламп, так как единственным ограничивающим фактором является сопротивление источника низковольтного напряжения.

Если известно, что усилитель может оказаться подверженным высоковольтным разрядам и дуговым процессам, то возможным решением проблемы (в зависимости от типа усилителя) будет включение в схему резистора, гасящего возникающую дугу, на участке между центральным отводом низковольтного (накального) источника и точкой нулевого потенциала высоковольтного источника. Например, использование (проволочного) резистора марки W/W_cсопротивлением 4,7 кОм и мощностью 6 Вт. Однако «плавающий» низковольтный источник питания может в этом случае вызвать возникновение проблем, связанных с фоновыми шумами сети питания, в частности, из-за плохого качества спиралей накала (разводка, изолирующая обмазка, замыкания на шасси).

Рассмотрим и некоторые другие механизмы повреждения трансформаторов.

Слишком большой ток, проходящий через выходную лампу, может вызвать температурный уход эмиссии сетки, расплавление внутренних элементов конструкции лампы, вызывая прохождение тока чрезмерной силы через выходной трансформатор, приводящий к повреждению первичной обмотки. Простейший способ избавиться от данной проблемы, это визуальное наблюдение за усилителем. Если анод лампы становится вишнево-красным, необходимо немедленно выключить усилитель. Выходные каскады ламповых усилителей очень редко оснащаются плавкими предохранителями, отчасти из-за того, что нелинейный характер сопротивления плавкого предохранителя может вызвать дополнительные искажения, но часто также и из-за того, плавкий предохранитель не успевает перегреть достаточно быстро, чтобы успеть защитить выходные лампы.

В отличие от выходных, слаботочные входные и междукаскадные трансформаторы обычно повреждаются механически. Они весьма хрупкие, к тому же они наматываются очень тонким проводом, который легко рвется. В силу этого они требуют очень аккуратного обращения.

Трансформаторы, помещенные в экраны из магнитных материалов (например, из так называемого мю-металла), требуют очень осторожного обращения, их нельзя ронять, так как сильные механические воздействия нарушают доменную структуру магнитного материала, заметно снижая эффективность такого экрана. Например, на разделительном трансформаторе производства корпорации БиБиСи, предназначенном для работы с уровнями сигналов —45дБ, имелось специальное предупреждение на экранирующем кожухе, специально предостерегающее от приложения к нему механических воздействий.

Материалы магнитных сердечников могут деградировать со временем (это, например, оказалось причиной повреждений во время складского хранения силового трансформатора контрольного монитора), а автору совсем недавно довелось увидеть ряд дросселей и трансформаторов, отклонения характеристик которых от нормы могли быть объяснены только некачественным материалом магнитных сердечников. Это соображение всегда должно незримо присутствовать при выборе, который необходимо сделать между запасной частью, предусмотренной регламентом выполнения работ, либо немного более дорогой, но только что изготовленной.

Как отличить первичную обмотку от вторичной. Как по сопротивлению определить первичную обмотку 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:

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.
Многослойная цилиндрическая обмотка является аналогом предыдущего типа, но провод расположен в несколько слоев. Окна магнитной системы при этом заполняются лучше, но появляется проблема перегрева.
Цилиндрическая многослойная обмотка из провода круглого сечения обладает свойствами, близкими к предыдущим разновидностям обмоток, но к недостаткам добавляется утрата прочности по мере роста мощности.
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.
Непрерывная обмотка из провода прямоугольного сечения не перегревается, она обладает значительным запасом прочности.
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.

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.

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.

У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.

несколько первичных обмоток

защищен предохранителем

При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном , предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Мощность (Вт)	Ток ХХ (мА)
5 — 10	10 — 200
10 -50	20 — 100
50 — 150	50 — 300
150 — 300	100 — 500
300 — 1000	200 — 1000

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Формула для расчета витков трансформатора

50/S

Сопутствующие формулы:

P=U2*I2 (мощность трансформатора)

Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S

I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)

W1=220*N (количество витков первичной обмотки)

W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)

D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)

Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении (2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.

Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Трансформаторы применяются практически во всех электроприборах, как промышленных, так и бытовых.

Оставим за рамками статьи трансформаторы, используемые энергетическими компаниями, и рассмотрим устройства преобразования напряжения, применяемые в блоках питания домашних электроприборов.

Как работает трансформатор, и для чего он нужен?

Трансформатор относится к элементарным электротехническим устройствам. Принцип его работы основан на возбуждении магнитного поля и двустороннем его преобразовании.

Важно! Индуцировать магнитное поле на сердечнике можно только с помощью переменного тока. Поэтому трансформаторов, работающих на постоянном токе, не существует. При необходимости преобразовать постоянное напряжение, его сначала делают переменным или импульсным. Например, с помощью задающих генераторов.

На единый магнитный сердечник наматывается первичная обмотка, на которую подается переменное напряжение с первичными характеристиками. На остальных обмотках, намотанных на тот же сердечник, индуцируется переменное напряжение. Разница в количестве витков в отношении к первичке, определяет коэффициент передачи.

Как рассчитать обмотку трансформатора?

Например, первичка состоит из 2200 витков и на нее подается 220 вольт переменного напряжения. На каждые 10 витков такого трансформатора приходится 1 вольт. Соответственно, для получения требуемого значения напряжения на вторичных обмотках, необходимо умножить его на 10, и мы получим количество витков вторички.

Чтобы получить 24 вольта, нам необходимо 240 витков вторичной обмотки. Если требуется с одного трансформатора снимать несколько значений, можно намотать несколько обмоток.
Как проверить трансформатор и определить его обмотки?

Конец одной обмотки часто соединяют с началом следующей. Например, мы имеем две вторички на 240 и на 200 витков, соединенных последовательно. Тогда на I обмотке будет 24 вольта, на II – 20 вольт. А если снять напряжение с крайних выводов – получится 44 вольта.

Следующее значение – максимальная мощность нагрузки. Это неизменная величина. Если первичка рассчитана на мощность 220Вт, значит, через нее можно пропустить ток 1А. Соответственно, при напряжении 20 вольт на вторичной обмотке, рабочий ток может достигать 11А.

Исходя из требуемой мощности, рассчитывается сечение магнитопровода (сердечника) и сечение проводника, из которого наматываются обмотки.

Чтобы понять принцип расчета магнитопровода, взгляните на приложенную таблицу:

Это типовой расчет для Ш образного сердечника, применяемого в большинстве бытовых трансформаторов. Магнитопровод набирается из пластин, выполненных из электротехнической стали или сплавов на основе железа с добавлением никеля. Такой материал отлично справляется с удержанием стабильного магнитного поля.

Если такой вопрос предстоит решить бывалому электрику, это не составит для него никакого труда, так как выяснить где начало и конец – это самое легкое, что может для него быть. На самом деле и для опытного человека это, также, не составляет особого труда, необходимо знать основные параметры и конструктивные правила, а также соблюдать технику безопасности, при работе с электрическими приборами и установками, а также с высоковольтным напряжением, чтобы не произошло никаких непредвиденных ситуаций со здоровьем.

Определение первичной и вторичной обмотки трансформаторной установки

Бывает так, что трансформаторная установка на своем корпусе не имеет абсолютно никакие опознавательные знаки, но имеет медные шнуры, которые выступают из четырех выводах. Одна выводка имеет большой шнур из меди, а другая, тонкий. Человек, который уже сталкивался с таким вопросом, моментально будет уверен в том, что нужно делать. Так как супертонкий шнур – и есть электрообмотка первичного типа, соответственно второй шнур – вторичного типа.

Одним из обязательных указаний есть то, что первичная обмотка подключается только к сети с напряжением 220 вольт и она обматывается тоненьким шнуром из медной основы. Значит, делая вывод, можно сказать, первоначальная обмотка будет исполнена тонким проводом, а также сопротивление у нее 62 Ома. Так как вторичная электрообмотка исполнена толстым шнуром, сопротивление меньше. Вторичная электрообмотка может включать несколько витков, чего не скажешь про первичную, она всегда только одна.

Чтобы использовать имеющийся в запасах силовой трансформатор, необходимо как можно точнее узнать его ключевые характеристики. С решением этой задачи практически никогда не возникает затруднений, если на изделии сохранилась маркировка. Требуемые параметры легко можно найти в Сети, просто введя в строку поиска выбитые на трансформаторе буквы и цифры.
Однако довольно часто маркировки нет – надписи затираются, уничтожаются коррозией и так далее. На многих современных изделиях (особенно на дешевых) маркировка не предусмотрена вообще. Выбрасывать в таких случаях трансформатор, конечно же, не стоит. Ведь его цена на рынке может быть вполне приличной.

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Что же нужно знать о трансформаторе, чтобы корректно и, самое главное, безопасно использовать его в своих целях? Чаще всего это ремонт какой-либо бытовой техники или изготовление собственных поделок, питающихся невысоким напряжением. А знать о лежащем перед нами трансформаторе нужно следующее:

На какие выводы подавать сетевое питание (230 вольт)?
С каких выводов снимать пониженное напряжение?
Каким оно будет (12 вольт, 24 или другим)?
Какую мощность сможет выдать трансформатор?
Как не запутаться, если обмоток, а соответственно, и попарных выводов – несколько?

Все эти характеристики вполне реально вычислить даже тогда, когда нет абсолютно никакой информации о марке и модели силового трансформатора.
Для выполнения работы понадобятся простейшие инструменты и расходные материалы:

мультиметр с функциями омметра и вольтметра;
паяльник;
изолента или термоусадочная трубка;
сетевая вилка с проводом;
пара обычных проводов;
лампа накаливания;
штангенциркуль;
калькулятор.

Еще понадобится какой-либо инструмент для зачистки проводов и минимальный набор для пайки – припой и канифоль.

Определение первичной и вторичной обмоток

Первичная обмотка понижающего трансформатора предназначена для подачи сетевого питания. То есть именно к ней необходимо подключать 230 вольт, которые есть в обычной бытовой розетке. В самых простых вариантах первичная обмотка может иметь всего два вывода. Однако бывают и такие, в которых выводов, например, четыре. Это значит, что изделие рассчитано на работу и от 230 В, и от 110 В. Рассматривать будем вариант попроще.
Итак, как определить выводы первичной обмотки трансформатора? Для решения этой задачи понадобится мультиметр с функцией омметра. С его помощью нужно измерить сопротивление между всеми имеющимися выводами. Где оно будет больше всего, там и есть первичная обмотка. Найденные выводы желательно сразу же пометить, например, маркером.

Определить первичную обмотку можно и другим способом. Для этого намотанную проволоку внутри трансформатора должно быть хорошо видно. В современных вариантах чаще всего так и бывает. В старых изделиях внутренности могут оказаться залитыми краской, что исключает применение описываемого метода. Визуально выделяется та обмотка, диаметр проволоки которой меньше. Она является первичной. На нее и нужно подавать сетевое питание.
Осталось вычислить вторичную обмотку, с которой снимается пониженное напряжение. Многие уже догадались, как это сделать. Во-первых, сопротивление у вторичной обмотки будет намного меньше, чем у первичной. Во-вторых, диаметр проволоки, которой она намотана – будет больше.

Задача немного усложняется, если обмоток у трансформатора несколько. Особенно такой вариант пугает новичков. Однако методика их идентификации тоже очень проста, и аналогична вышеописанному. В первую очередь, нужно найти первичную обмотку. Ее сопротивление будет в разы больше, чем у оставшихся.
В завершение темы по обмоткам трансформатора стоит сказать несколько слов о том, почему сопротивление первичной обмотки больше, чем у вторичной, а с диаметром проволоки все с точностью до наоборот. Это поможет начинающим детальнее разобраться в вопросе, что очень важно при работе с высоким напряжением.
На первичную обмотку трансформатора подается сетевое напряжение 220 В. Это значит, что при мощности, например, 50 Вт через нее потечет ток силой около 0,2 А (мощность делим на напряжение). Соответственно, большое сечение проволоки здесь не нужно. Это, конечно же, очень упрощенное объяснение, но для начинающих (и решения поставленной выше задачи) этого будет достаточно.
Во вторичной обмотке токи протекают более значительные. Возьмем самый распространенный трансформатор, который выдает 12 В. При той же мощности в 50 Вт ток, протекающий через вторичную обмотку, составит порядка 4 А. Это уже довольно большое значение, потому проводник, через который будет проходить такой ток, должен быть потолще. Соответственно, чем больше сечение проволоки, тем сопротивление ее будет меньше.
Пользуясь этой теорией и простейшим омметром можно легко вычислять, где какая обмотка у понижающего трансформатора без маркировки.

Определение напряжения вторичной обмотки

Следующим этапом идентификации «безымянного» трансформатора будет определение напряжения на его вторичной обмотке. Это позволит установить, подходит ли изделие для наших целей. Например, вы собираете блок питания на 24 В, а трансформатор выдает только 12 В. Соответственно, придется искать другой вариант.

Для определения напряжения, которое возможно снять со вторичной обмотки, на трансформатор придется подавать сетевое питание. Это уже довольно опасная операция. По неосторожности или незнанию можно получить сильный удар током, обжечься, повредить проводку в доме или сжечь сам трансформатор. Потому не лишним будет запастись несколькими рекомендациями относительно техники безопасности.
Во-первых, при тестировании подсоединять трансформатор к сети следует через лампу накаливания. Она подключается последовательно, в разрыв одного из проводов, идущих к вилке. Лампочка будет служить в роли предохранителя на случай, если вы что-то сделаете неправильно, или же исследуемый трансформатор неисправен (закорочен, сгоревший, намокший и так далее). Если она светится, значит что-то пошло не так. На лицо короткое замыкание в трансформаторе, потому вилку из розетки лучше сразу же вытянуть. Если лампа не светится, ничего не воняет и не дымит – работу можно продолжать.
Во-вторых, все соединения между выходами и вилкой должны быть тщательно заизолированы. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией. Вы даже не заметите, как рассматривая показания мультиметра, например, возьметесь поправлять скручивающиеся провода, получите хорошенький удар током. Это опасно не только для здоровья, но и для жизни. Для изолирования используйте изоленту или термоусадочную трубку соответствующего диаметра.
Теперь сам процесс. К выводам первичной обмотки припаивается обычная вилка с проводами. Как указано выше, в цепь добавляется лампа накаливания. Все соединения изолируются. К выводам вторичной обмотки подсоединяется мультиметр в режиме вольтметра. Обратите внимание на то, чтобы он был включен на измерение переменного напряжения. Начинающие часто допускают тут ошибку. Установив ручку мультиметра на измерение постоянного напряжения, вы ничего не сожжете, однако, на дисплее не получите никаких вменяемых и полезных показаний.

Теперь можно вставлять вилку в розетку. Если все в рабочем состоянии, то прибор покажет вам выдаваемое трансформатором пониженное напряжение. Аналогично можно измерить напряжение на других обмотках, если их несколько.

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

С мощностью понижающего трансформатора дела обстоят немного сложнее, но некоторые простые методики, все же, есть. Самый доступный способ определить эту характеристику – измерение диаметра проволоки во вторичной обмотке. Для этого понадобится штангенциркуль, калькулятор и нижеприведенная информация.
Сначала измеряется диаметр проволоки. Для примера возьмем значение в 1,5 мм. Теперь нужно вычислить сечение проволоки. Для этого необходимо половину диаметра (радиус) возвести в квадрат и умножить на число «пи». Для нашего примера сечение будет около 1,76 квадратных миллиметров.
Далее для расчета понадобится общепринятое значение плотности тока на квадратный миллиметр проводника. Для бытовых понижающих трансформаторов это 2,5 ампера на миллиметр квадратный. Соответственно, по второй обмотке нашего образца сможет «безболезненно» протекать ток силой около 4,3 А.
Теперь берем вычисленное ранее напряжение вторичной обмотки, и умножаем его на полученный ток. В результате получим примерное значение мощности нашего трансформатора. При 12 В и 4,3 А этот параметр будет в районе 50 Вт.
Мощность «безымянного» трансформатора можно определить еще несколькими способами, однако, они более сложные. Желающие смогут найти информацию о них в Сети. Мощность узнается по сечению окон трансформатора, с помощью программ расчета, а также по номинальной рабочей температуре.

Заключение

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что определение характеристик трансформатора без маркировки является довольно простой задачей. Главное – соблюдать правила безопасности и быть предельно внимательным при работе с высоким напряжением.

Реактивное сопротивление трансформатора: формулы расчета

Мы привыкли считать, что все магнитные потоки в трансформаторе пронизывают обе обмотки и магнитопровод. Если бы существовал идеальный трансформатор, то это действительно так бы и происходило. К сожалению, в реальности часть магнитного потока преодолевает изоляционное пространство, выходит за пределы обмоток и замыкается в них (см. рис. 1). В результате возникает реактивное сопротивление трансформатора. Такое явление ещё называют рассеиванием магнитных потоков.

Рис. 1. Схема, иллюстрирующая рассеивание магнитных потоков

В катушках существуют и другие сопротивления, являющиеся причинами потерь мощности. Таковыми являются: внутреннее сопротивление материалов обмоток, и рассеивания, вызванные индуктивными сопротивлениями. Совокупность рассеиваний магнитных потоков называют внутренним сопротивлением или импедансом трансформатора.

Потери реактивных мощностей

Вспомним, как работает идеальный двухобмоточный трансформатор (см. рис. 2). Когда первичная обмотка окажется под переменным напряжением (например, от электрической сети), возникнет магнитный поток, который пронизывает вторичную катушку индуктивности. Под действием магнитных полей происходит возбуждение вторичных обмоток, в витках которых возникает ЭДС. При подключении активной мощности к прибору во вторичной цепи начинает протекать переменный ток с частотой входного тока.

Рис. 2. Устройство трансформатора

В идеальном трансформаторе образуется прямо пропорциональная связь между напряжениями в обмотках. Их соотношение определяется соотношением числа витков каждой из катушек. Если U₁ и U₂ – напряжения в первой и второй обмотке соответственно, а w₁ и w₂ – количество витков обмоток, то справедлива формула: U₁/ U₂ = w₁/ w₂.

Другими словами: напряжение в рабочей обмотке во столько раз больше (меньше), во сколько раз количество мотков второй катушки увеличено (уменьшено) по отношению к числу витков, образующих первичную обмотку.

Величину w₁/ w₂ = k принято называть коэффициентом трансформации. Заметим, что формула, приведённая выше, применима также для автотрансформаторов.

В реальном трансформаторе часть энергии теряется из-за рассеяния магнитных потоков (см. рис. 1). Зоны, где происходит концентрация потоков рассеяния обозначены пунктирными линиями. На рисунке видно, что индуктивность рассеяния охватывает магнитопровод и выходит за пределы обмоток.

Наличие реактивных сопротивлений в совокупности с активным сопротивлением обмоток приводят к нагреванию конструкции. То есть, при расчётах КПД необходимо учитывать импеданс трансформатора.

Обозначим активное сопротивление обмоток символами R₁ и R₂ соответственно, а реактивное – буквами X₁ и X₂. Тогда импеданс первичной обмотки можно записать в виде: Z₁= R₁+jX₁. Для рабочей катушки соответственно будем иметь: Z₂= R₂+jX₂, где j – коэффициент, зависящий от типа сердечника.

Реактивное сопротивление можно представить в виде разницы индукционного и ёмкостного показателя: X = R_L – R_C. Учитывая, что R_L = ωL, а R_C = 1/ωC, где ω – частота тока, получаем формулу для вычисления реактивного сопротивления: X = ωL – 1/ωC.

Не прибегая к цепочке преобразований, приведём готовую формулу для расчёта полного сопротивления, то есть, для определения импеданса трансформатора:

Суммарное сопротивление трансформатора необходимо знать для определения его КПД. Величины потерь в основном зависят от материала обмоток и конструктивных особенностей трансформаторного железа. Вихревые потоки в монолитных стальных сердечниках значительно больше, чем многосекционных конструкциях магнитопроводов. Поэтому на практике сердечники изготавливаются из тонких пластин трансформаторной стали. С целью повышения удельного сопротивления материала, в железо добавляют кремний, а сами пластины покрывают изоляционным лаком.

Для определения параметров трансформаторов важно найти активное и реактивное сопротивление, провести расчёты потерь холостого хода. Приведённая выше формула не практична для вычисления импеданса по причине сложности измерений величин индукционного и ёмкостного сопротивлений. Поэтому на практике пользуются другими методами для расчёта, основанными на особенностях режимов работы силовых трансформаторов.

Режимы работы

Двухобмоточный трансформатор способен работать в одном из трёх режимов:

вхолостую;
в режиме нагрузки;
в состоянии короткого замыкания.

Для проведения расчётов режимов электрических цепей проводимости заменяют нагрузкой, величина которой равна потерям при работе в режиме холостого хода. Вычисления параметров схемы замещения проводят опытным путём, переводя трансформатор в один из возможных режимов: холостого хода, либо в состояние короткого замыкания. Таким способом можно определить:

уровень потерь активной мощности при работе на холостом ходу;
величины потерь активной мощности в короткозамкнутом приборе;
напряжение короткого замыкания;
силу тока холостого хода;
активное и реактивное сопротивление в короткозамкнутом трансформаторе.

Параметры режима холостого хода

Для перехода в работу на холостом ходу необходимо убрать отсутствует нагрузку на вторичной обмотке, то есть – разомкнуть электрическую цепь. В разомкнутой катушке напряжение отсутствует. Главной составляющей тока в первичной цепи является ток, возникающий на реактивных сопротивлениях. С помощью измерительных приборов довольно просто найти основные параметры переменного тока намагничивания, используя которые можно вычислить потери мощности, умножив силу тока на подаваемое напряжение.

Схема измерений на холостом ходу показана на рисунке 3. На схеме показаны точки для подключения измерительных приборов.

Рис. 3. Схема режима холостого хода

Формула, применяемая для расчётов параметров реактивной проводимости, выглядит так: В_т = I_х%*S_ном / 100* U_{в ном}² Умножитель 100 в знаменателе применён потому, что величина тока холостого хода I_хобычно выражается в процентах.

Режим короткого замыкания

Для перевода трансформатора на работу в режиме короткого замыкания закорачивают обмотку низшего напряжения. На вторую катушку подают такое напряжение, при котором в каждой обмотке циркулирует номинальный ток. Поскольку подаваемое напряжение существенно ниже номинальных напряжений, то потери активной мощности в проводимости настолько малы, что ими можно пренебречь.

Таким образом, у нас остаются активные мощности в трансформаторе, которые расходуются на нагрев обмоток: ΔP_k = 3* I_1ном * R_т. Выразив ток I_{1 ном} через напряжение U_ка и сопротивление R_т, умножив выражение на 100, получим формулу для вычисления падения напряжения в зонах активного сопротивления (в процентах):

Активное сопротивление двухобмоточного силового трансформатора вычисляем по формуле:

Подставив значение R_т в предыдущую формулу, получим:

Вывод: в короткозамкнутом трансформаторе падение напряжения в зоне активного сопротивления (выраженная в %) прямо пропорционально размеру потерь активной мощности.

Формула для вычисления падения напряжения в зонах реактивных сопротивлений имеет вид:

Отсюда находим:

Величины реактивных сопротивлений в современных трансформаторах гораздо меньше активного. Поэтому можно считать что падение напряжения в зоне реактивного сопротивления U_{к р} ≈ U_к, поэтому для практических расчётов можно пользоваться формулой: X_T = U_k*U_{в ном}²/ 100*S_ном

Рассуждения, приведённые выше, справедливы также для многообмоточных, в том числе и для трёхфазных трансформаторов. Однако вычисления проводятся по каждой обмотке в отдельности, а задача сводится к решению систем уравнений.

Знание коэффициентов мощности, сопротивления рассеивания и других параметров магнитных цепей позволяет делать расчёты для определения величин номинальных нагрузок. Это, в свою очередь, обеспечивает работу трансформатора в промежутке номинальных мощностей.

Список использованной литературы

Сивухин Д. В. «Общий курс физики» 1975
Н.А. Костин, О.Г.Шейкина «Теоретические основы электротехники» 2007
Нейман Л.Р., Демирчян К.С. «Теоретические основы электротехники» 1981
Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

мощность — должна ли первичная обмотка трансформатора иметь большее или меньшее сопротивление для повышения эффективности?

мощность — должна ли первичная обмотка трансформатора иметь большее или меньшее сопротивление для повышения эффективности? — Обмен электротехнического стека

Сеть обмена стеков

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетить Stack Exchange

0
+0
Авторизоваться Зарегистрироваться

Electrical Engineering Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для профессионалов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация займет всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Кто угодно может задать вопрос

Кто угодно может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются наверх

Спросил 3 года, 5 месяцев назад

Просмотрено 2k раз

\ $ \ begingroup \ $

Мне не совсем понятно, как думать о передаче энергии в трансформаторе и как ее можно оптимизировать.2 * R потери первичной обмотки будут ниже. В основном мой вопрос: если предположить, что вся первичная сторона трансформатора имеет некоторое заданное и постоянное сопротивление, будет ли трансформатор более эффективным, если первичная обмотка будет иметь максимально возможную часть сопротивления или самую низкую часть сопротивления?

Создан 10 мар.

TomTom

46544 серебряных знака1414 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ 1 \ $ \ begingroup \ $

Я думаю, вы ошиблись в этом вопросе.Первичная обмотка в идеале должна иметь нулевое сопротивление, но ей необходимо сопротивление, чтобы предотвратить короткое замыкание подаваемого переменного тока. Таким образом, он имеет индуктивность и для типичного силового трансформатора, который может быть в пределах 10 генри для приложений 50/60 Гц.

Эквивалентная схема трансформатора показана ниже: —

Когда вторичная обмотка разгружена (не подключена к нагрузке), полное сопротивление первичной обмотки связано с \ $ X_M \ $. Потери в сердечнике и другие резистивные потери показаны как резисторы.Индуктивности утечки показаны как \ $ X_P \ $ и \ $ X_S \ $.

Создан 10 мар.

Энди он же Энди

348k2121 золотой знак

\ $ \ endgroup \ $ \ $ \ begingroup \ $

в целом первичная и вторичная обмотки должны иметь примерно одинаковый физический объем.если напряжение первичной обмотки выше, чем напряжение вторичной обмотки, это означает, что первичная обмотка будет иметь больше витков и использовать более тонкие проводники, что даст более высокое сопротивление.

Создан 10 мар.

Ясен

23.8k11 золотых знаков2525 серебряных знаков4747 бронзовых знаков

\ $ \ endgroup \ $ Электротехнический стек Exchange лучше всего работает с включенным JavaScript

Ваша конфиденциальность

Нажимая «Принять все файлы cookie», вы соглашаетесь с тем, что Stack Exchange может хранить файлы cookie на вашем устройстве и раскрывать информацию в соответствии с нашей Политикой в отношении файлов cookie.

Принимать все файлы cookie Настроить параметры

Объяснение испытания сопротивления обмотки трансформатора

Это руководство представляет собой введение в методы и процедуры испытания сопротивления обмотки трансформатора.Фото: TestGuy

Измерение сопротивления обмотки — важный диагностический инструмент для оценки возможных повреждений трансформаторов в результате плохой конструкции, сборки, обращения, неблагоприятных условий окружающей среды, перегрузки или плохого обслуживания.

Основная цель этого испытания — проверить большие различия между обмотками и обрыв в соединениях. Измерение сопротивления обмоток трансформатора гарантирует, что каждая цепь подключена правильно и все соединения герметичны.

Сопротивление обмоток трансформаторов изменится из-за короткого замыкания витков, ослабленных соединений или ухудшения контактов в переключателях ответвлений. Независимо от конфигурации, измерения сопротивления обычно производятся между фазами, и показания сравниваются друг с другом, чтобы определить, приемлемы ли они.

Измерения сопротивления обмотки трансформатора получают путем пропускания известного постоянного тока через испытуемую обмотку и измерения падения напряжения на каждой клемме (закон Ома).Современное испытательное оборудование для этих целей использует мост Кельвина для достижения результатов; Вы можете представить себе набор для измерения сопротивления обмотки как очень большой омметр с низким сопротивлением (DLRO).

Содержание руководства

Будьте осторожны при тестировании

Перед проведением испытания сопротивления обмотки трансформатора важно, чтобы соблюдал все предупреждения по технике безопасности и принимал соответствующие меры. Убедитесь, что все тестируемое оборудование правильно заземлено, и относитесь ко всему высоковольтному силовому оборудованию как к находящемуся под напряжением, пока не будет доказано обратное с помощью надлежащих процедур блокировки / маркировки.

Во время испытания важно не отключать провода тока или напряжения, пока ток все еще течет через трансформатор. Это приведет к возникновению чрезвычайно высокого напряжения в точке обрыва тока, что может привести к возникновению смертельного напряжения.

Подключение тестового набора

Оборудование для испытания сопротивления обмотки доступно в различных стилях в зависимости от конкретных приложений. Испытательный комплект, используемый для силового трансформатора, будет сильно отличаться от комплекта, разработанного для небольших измерительных трансформаторов.Независимо от типа, измерители сопротивления обмоток всегда оснащены токовым выходом, измерителем напряжения и измерителем сопротивления. Фото: Testguy

Как первичные, так и вторичные выводы трансформатора должны быть изолированы от внешних подключений, а измерения должны выполняться на каждой фазе всех обмоток. Подключение испытательного оборудования производить в следующем порядке:

Заземление Убедитесь, что трансформатор сначала заземлен непосредственно на землю местной станции, а затем подключите заземление испытательного комплекта.
Принадлежности Подключайте любые необходимые принадлежности, такие как пульты дистанционного управления, сигнальный маяк, ПК и т. Д.
Измерительные провода Отключив измерительные провода от тестируемого устройства, подключите провода тока и напряжения к испытательному комплекту и проверьте герметичность всех соединений.
Подключение к трансформатору Для каждой конфигурации трансформатора требуются разные тестовые соединения, некоторые примеры приведены в следующем разделе.Особое внимание следует уделять , чтобы не допустить выпадения проводов во время тестирования или соединения проводов друг над другом или слишком близко друг к другу. Выводы напряжения всегда должны быть размещены внутри (между) токоподводами и трансформатором.
Входная мощность Подключите испытательный комплект. Перед выполнением этого подключения убедитесь, что заземление источника питания имеет путь с низким сопротивлением к заземлению местной станции.

Подключение к тестируемому трансформатору

Для однофазных и простых конфигураций Delta-Wye можно использовать следующие соединения.Имейте в виду, что каждая конфигурация трансформатора отличается, и ваша конкретная настройка может не применяться к тому, что показано ниже. Для получения дополнительной информации обратитесь к руководству пользователя, прилагаемому к вашему испытательному комплекту.

Пример однофазного трансформатора

Соединения для испытания сопротивления обмотки трансформатора — одиночная обмотка. Фото: TestGuy

Пример трехфазной обмотки треугольником

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — трехфазная обмотка, треугольник. Фото: TestGuy

№ испытания	I +	И-	V1 +	В1-	В2 +	В2-
А-фаза	h2	h3	h2	h3	–	–
B-фаза	h3	h4	h3	h4	–	–
C-фаза	h4	h2	h4	h2	–	–

Пример трехфазной вторичной обмотки звездой

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — трехфазная обмотка звездой.Фото: TestGuy

Тест №	I +	И-	V1 +	В1-	В2 +	В2-
А-фаза	Х1	X0	Х1	X0	–	–
B-фаза	Х2	X0	Х2	X0	–	–
C-фаза	X3	X0	Х3	X0	–	–

Пример испытания двойной обмотки (однофазный)

Чтобы сэкономить время при испытании двухобмоточных трансформаторов, можно одновременно проверять первичную и вторичную обмотки, используя соединения, показанные ниже:

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора — двойная обмотка.Фото: TestGuy

Тест №	I +	Джемпер	И-	V1 +	В1-	В2 +	В2-
1	h2	h3-X1	Х3	h2	h3	Х1	Х2

Пример испытания двойной обмотки (трехфазный)

Соединения для испытания сопротивления двойной обмотки трехфазного трансформатора.Фото: TestGuy

Тест №	I +	Джемпер	И-	V1 +	В1-	В2 +	В2-
A-фаза	h2	h3-X1	X0	h2	h3	Х1	X0
Фаза B	h3	h4-X2	X0	h3	h4	Х2	X0
C-фаза	h4	h2-X3	X0	h4	h2	Х3	X0

Для сокращения времени насыщения сердечника перемычка, используемая для соединения обеих обмоток, должна быть подключена к противоположным полярностям трансформатора.Если положительный вывод тока подключен к положительному выводу первичной обмотки, испытательный ток возбуждения от первичной обмотки h3 перескакивает на положительный вывод вторичной обмотки X1.

Примечание: Если сопротивление между двумя обмотками больше, чем в 10 раз, может быть желательно получить более точные показания, протестировав каждую обмотку отдельно.

Пример трансформатора тока

Соединения для проверки сопротивления обмотки трансформатора тока.Фото: TestGuy

Измерение сопротивления обмотки

При измерении сопротивления обмотки необходимо наблюдать и записывать показания , когда значение сопротивления стабилизируется . Значения сопротивления сначала будут «дрейфовать» из-за индуктивности трансформатора, которая более характерна для больших обмоток, соединенных треугольником.

Для небольших трансформаторов дрейф длится всего несколько секунд; для однофазных трансформаторов высокого напряжения дрейф может длиться менее минуты; для больших трансформаторов необходимое время дрейфа может составлять пару минут и более.Любое изменение тока приведет к изменению значения сопротивления.

Сопротивление обмотки устройства переключения ответвлений

Многие силовые и распределительные трансформаторы оснащены переключателями ответвлений для увеличения или уменьшения коэффициента передачи в зависимости от напряжения питания. Поскольку изменение передаточного числа связано с механическим перемещением из одного положения в другое, каждый отвод следует проверять во время испытания сопротивления обмотки.

Во время планового технического обслуживания не всегда возможно проверить каждый отвод из-за ограничений по времени или других факторов.В таких случаях допустимо измерять сопротивление каждой обмотки только в обозначенном положении отвода.

Для ответвлений «без нагрузки» трансформатор должен разряжаться между переключениями ответвлений. Переключатели ответвлений и регуляторы напряжения «под нагрузкой» могут работать с включенным испытательным комплектом при переключении от ответвления к ответвлению, это не только экономит время, но также позволяет проверить функцию включения перед отключением переключателя ответвлений.

Результаты испытаний

Интерпретация результатов сопротивления обмотки обычно основана на сравнении каждого значения сопротивления с каждой соседней обмоткой на одном отводе.Если все показания находятся в пределах одного процента друг от друга, считается, что образец выдержал испытание.

Также можно проводить сравнения с исходными данными испытаний, измеренными на заводе, с использованием значений с поправкой на температуру, имея в виду, что испытания на сопротивление в полевых условиях не предназначены для дублирования протокола испытаний производителя, который, скорее всего, проводился в контролируемой среде на заводе-изготовителе. время изготовления.

Образец данных испытаний

В зависимости от размера тестируемой обмотки трансформатора показания сопротивления будут выражаться в омах, миллиомах или микромомах.В таблице ниже показано, как можно записать данные испытаний для простого трехфазного трансформатора 13,200–208 / 120 В с тремя положениями переключателя ответвлений без напряжения.

ОБМОТКИ	ПОЛОЖЕНИЕ ОТВЕРСТИЯ	СОПРОТИВЛЕНИЕ (МИЛЛИОМЫ)
h2-h3	1	750,3
h3-h4	1	749,8
h4-h2	1	748.5
h2-h3	2	731,8
h3-h4	2	731,4
h4-h2	2	729,4
h2-h3	3	714,6
h3-h4	3	714,3
h4-h2	3	712.3
X1-X0	НЕТ	0,3550
X2-X0	НЕТ	0,3688
X3-X0	НЕТ	0,3900

Температурная коррекция

Поскольку сопротивление зависит от температуры, при сравнении результатов для данных трендов необходимо использовать скорректированные значения. Очень важно оценить температуру обмотки во время измерения.

Если трансформатор имеет датчик температуры обмотки, используйте эти показания, в противном случае предполагается, что температура обмотки равна температуре масла. Если трансформатор измеряется без масла, температура обмотки обычно принимается такой же, как температура окружающего воздуха.

Измеренное сопротивление следует скорректировать на обычную температуру, например 75 ° C или 85 ° C, по следующей формуле:

где:

R _C — скорректированное сопротивление
R _M — измеренное сопротивление
C _F — поправочный коэффициент для меди (234.5) или алюминиевые (225) обмотки
C _T — скорректированная температура (75C или 85C)
W _T — температура обмотки (C) во время испытания

Размагничивание трансформатора

После завершения всех испытаний выполните операцию размагничивания трансформатора. Этот шаг очень важен для бесперебойной работы трансформатора при вводе в эксплуатацию.

Размагничивание трансформатора устраняет остаточный магнитный поток, вызванный пропусканием поляризованного постоянного тока через обмотки во время испытания сопротивления.Фото: Викимедиа.

Если операция размагничивания не выполняется, избыточный остаточный магнитный поток в сердечнике трансформатора может вызвать большие пусковые токи на первичной стороне, которые могут привести к срабатыванию защитных реле. Размагничивание трансформатора достигается пропусканием нескольких циклов пониженного тока через обмотку как в положительном, так и в отрицательном направлении (переменный постоянный ток).

Размагничивание необходимо выполнять только на одной обмотке после завершения всех испытаний сопротивления.При использовании современных испытательных комплектов с функцией размагничивания рекомендуется подключать провода как тока, так и напряжения к обмотке на стороне высокого напряжения для процесса размагничивания.

Для трансформаторов тока выполните испытание на насыщение, чтобы размагнитить ТТ по завершении всех испытаний сопротивления обмоток.

Ссылки

Трансформаторы, часть 4

Elliott Sound Products

Руководство по трансформаторам для начинающих — часть 4

Вверх

Указатель статей
Основной указатель

Содержание — Часть 4

Введение

Этот раздел представляет собой нечто вроде сборника других статей этой серии, и читатель может задаться вопросом, почему я продолжаю добавлять материалы.Неужто уже достаточно написано? Достаточно вероятно, что было написано , но уровень путаницы в отношении трансформаторов в целом не уменьшился. Я вижу вопросы, которые не нужно задавать, за которыми следуют явно неправильные ответы. Иногда я также вижу выдвигаемые факты, но, к сожалению, этого недостаточно.

По-прежнему существует много споров и путаницы по поводу коэффициента мощности (есть несколько статей, посвященных этой теме), и люди настаивают на (совершенно неправильно), что выпрямитель, за которым следует конденсатор фильтра, представляет собой емкостную (реактивную) нагрузку. .Это полная чушь — нагрузка нелинейная, и у нее ровно нулевая реактивная составляющая. Чтобы узнать больше по этой теме, см. Фактор мощности — Реальность и Коррекция коэффициента мощности. Коэффициент реактивной мощности не учитывается для небольших трансформаторов, особенно для тех, которые используются в источниках питания для усилителей или предусилителей. Нелинейный коэффициент мощности — это проблема , которую необходимо рассмотреть (снова).

Прискорбно, что так много людей, кажется, так мало знают о трансформаторах.Они, как правило, рассматриваются как «простые» машины и (очевидно) не заслуживают подробного анализа пользователями. Дело в том, что трансформаторы намного сложнее, чем предполагалось, и проектировщики постоянно сталкиваются с проблемой увеличения производительности и снижения цен. Раньше тороидальные трансформаторы были необычными, а были очень дорогими, но сегодня они часто имеют ту же цену (или дешевле), чем более традиционные типы. Вряд ли можно сомневаться в том, что некоторые из самых дешевых были «реконструированы» дешевыми производителями, взяв за основу правильно спроектированные устройства.Мало кто обладает детальными знаниями и (дорогостоящим) коммерческим программным обеспечением, которое используется для улучшения дизайна с нуля.

В этом коротком разделе обсуждаются индуктивность, полное сопротивление и сопротивление обмотки. Как отмечено в других статьях о трансформаторах, индуктивность обычных сетевых трансформаторов не является частью спецификации и может считаться «случайной». Он должен существовать, чтобы ограничить ток холостого хода до разумного значения, но большая часть тока намагничивания возникает из-за частичного насыщения.Большинство сетевых трансформаторов необходимо испытывать при напряжении значительно ниже указанного входного напряжения сети, чтобы можно было измерить индуктивность. Типичный трансформатор 230 В должен быть измерен при напряжении не более 50 В или около того, чтобы получить фактическую индуктивность.

1 — Индуктивность

Измерив индуктивность первичной обмотки, вы быстро обнаруживаете, что эта информация бесполезна — вы ничего не можете с ней поделать, и она ни на йоту не поможет вашему пониманию. Отчасти это связано с тем простым фактом, что он меняется.Поскольку плотность потока внутри сердечника меняется, также изменяется и измеренная индуктивность, так что это действительно бесполезный параметр. Трансформаторы предназначены для получения требуемых напряжения и тока на вторичной обмотке, а процесс проектирования основан на количестве витков первичной обмотки, необходимых для получения желаемого тока холостого хода («намагничивания»).

Это в значительной степени балансирующее действие. Для данного размера сердечника более высокий ток намагничивания является результатом использования меньшего количества витков на первичной обмотке, и это улучшает регулирование, поскольку провод может быть больше.Однако, если ток холостого хода слишком высок, трансформатор будет перегреваться из-за насыщения сердечника, а первичный ток будет слишком высоким. Трансформатор , который никогда не работает на холостом ходу , может быть спроектирован таким образом, чтобы он был намного меньше, чем в противном случае.

Как отмечалось несколько раз (потому что это важно) …

Для любого силового трансформатора максимальная магнитная индукция достигается, когда трансформатор находится в режиме ожидания.

Измерять индуктивность сетевого трансформатора совершенно бессмысленно.Вы сможете измерить его, но полученное значение не имеет значения. Индуктивность (возможно, с некоторой натяжкой) можно рассматривать как «показатель качества», но единственное, что действительно имеет значение, — это общий ток намагничивания, включая эффекты частичного насыщения. Не думайте ни на минуту, что обычные сетевые трансформаторы не насыщаются — каждый трансформатор, который я когда-либо измерял, потребляет в 2-5 раз больше тока, чем вы ожидаете, исходя только из одной индуктивности. Конечно, при нормальном рабочем напряжении они неразделимы.

Наконец, я повторяю мысль, сделанную в Части 1 — нагруженный трансформатор обычно , а не индуктивная нагрузка. Если нагрузка является резистивной, ток нагрузки должен составлять лишь небольшой процент от номинального тока полной нагрузки, прежде чем индуктивность станет несущественной (и в сеть будет подаваться резистивная нагрузка). Трансформатор с индуктивной нагрузкой является индуктивным, с емкостной нагрузкой — , емкостной , а с нелинейной нагрузкой — нелинейным. Трансформатор отражает свою нагрузку на первичную обмотку, и это определяет, какой тип нагрузки будет подаваться на входящую сеть.Существует очень малая индуктивная составляющая из-за собственной индуктивности первичной обмотки, но в реальном выражении ее влияние незначительно. Коэффициент мощности ненагруженного трансформатора из-за индуктивности можно сделать близким к единице при очень небольшой емкости (обычно менее 220 нФ для трансформаторов, используемых в большинстве схем для любителей).

2 — Импеданс

Как отмечалось в разделе 2, трансформатор не имеет определенного импеданса. Вас могут простить за то, что вы думаете иначе, но это потому, что некоторые трансформаторы предназначены для выходных каскадов ламповых усилителей или для «согласования импеданса» (например).Коэффициенты импеданса определяются так, чтобы соответствовать анодному сопротивлению / импедансу конкретных выходных клапанов и преобразовывать его в импеданс, подходящий для громкоговорителя. В этой роли важна индуктивность первичной обмотки , потому что она должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить хорошее соединение между лампами и динамиками на самой низкой интересующей частоте.

Это кратко рассматривается в Разделе 1 и более подробно рассматривается в Разделе 2. Хотя индуктивность важна, еще более важно обеспечить, чтобы сердечник оставался вдали от даже частичного насыщения на самых низких частотах.Вот почему хорошие выходные трансформаторы такие большие и дорогие. Однако важно понимать, что, хотя трансформатор разработан и рекламируется как (например) 600 Ом: 600 Ом, это не означает, что сам трансформатор имеет такие импедансы. означает, что означает, что он разработан для изоляции «линейного уровня» и имеет достаточную индуктивность, чтобы гарантировать сохранение низкочастотных характеристик, когда трансформатор представляет нагрузку 600 Ом на внешнее оборудование.

Как отмечалось выше, трансформатор отражает нагрузку на вторичной обмотке по отношению к первичной, и именно нагрузка определяет первичные характеристики.

Импеданс не учитывается для сетевых трансформаторов. При питании от сети полное сопротивление источника обычно меньше 1 Ом. Единственный раз, когда вам нужно будет рассчитать импедансы сетевого трансформатора, это если вы решите создать имитационную модель, в которой вы либо используете «идеальный» (то есть без потерь и совершенный) трансформатор с измеренными первичными и вторичными сопротивлениями, добавленными как часть трансформатор, или вы используете идеальный источник напряжения с одним сопротивлением, которое представляет все сопротивления обмоток вместе взятые.Это обсуждается далее.

3 — Сопротивление обмотки и регулирование

Импеданс не является полезным параметром для сетевых трансформаторов, но сопротивление обмотки определяет потери при полной нагрузке и регулирование нагрузки. Обычно вам не нужно слишком сильно беспокоиться, но могут возникнуть ситуации, когда становится важным уметь рассчитать напряжение под нагрузкой или напряжение без (или с небольшой) нагрузкой. Некоторым схемам не требуется регулируемое напряжение питания, но фактическое напряжение должно находиться в определенном диапазоне, чтобы обеспечить минимизацию нагрева и отсутствие ненужных нагрузок на детали.Если у вас — , использующие регулятор, вы должны быть уверены, что напряжение остается достаточно высоким, чтобы у регулятора был достаточный запас для правильной работы.

Чтобы убедиться, что трансформатор подходит для задачи, которую вы намереваетесь, вам необходимо определить, будет ли регулирование приемлемым для ваших нужд. Это особенно актуально там, где будет регулироваться выход выпрямителя. Вы должны убедиться, что напряжение остается достаточно высоким для правильной работы регулятора, независимо от тока нагрузки (который должен быть в пределах номинальных значений трансформатора) и колебаний сети.Следующая таблица полезна, потому что она позволяет увидеть регулировку трансформатора в зависимости от номинальной мощности в ВА. Хотя было бы неплохо, если бы все трансформаторы были полностью указаны (регулировка, сопротивление обмоток и т. Д.), Это случается редко.

Таблица 1 — Приблизительное первичное сопротивление по сравнению с Номинальная мощность ВА (первичная обмотка 230 В)
VA	Сопротивление	Постановление	VA	Сопротивление	Постановление
4	1100	30%	225	8	8%
6	700	25%	300	4.7	6%
10	400	20%	500	2,3	4%
15	250	18%	625	1,6	4%
20	180	15%	800	1,4	4%
30	140	15%	1000	1,1	4%
50	60	13%	1500	0.8	4%
80	34	12%	2000	0,6	4%
120	22	10%	3000	0,4	4%
160	12	8%

Эта таблица была показана ранее и содержит информацию, необходимую для оценки приблизительного номинала в ВА трансформатора или получения приблизительного представления о нормативах, которых вы можете ожидать (при условии, что эти данные не предоставлены).Таблица является лишь приблизительным ориентиром — ее не следует рассматривать как евангелие, потому что существует множество противоречащих друг другу требований, которые могут повлиять на сопротивление обмотки и / или регулировку в любом направлении. Как уже отмечалось, цифры относятся к трансформаторам с номинальным напряжением 230 В — если вы находитесь в стране с напряжением 120 В, указанные значения сопротивления следует разделить на 4 (достаточно близко), но регулирование будет аналогичным для данного номинала трансформатора.

Здесь необходим рабочий пример, потому что это нелогично, что трансформатор на 120 В должен иметь сопротивление, равное 1/4 от сопротивления 230 В.Все дело в потерях в обмотке, а меньшее количество витков на трансформаторе 120 В означает, что провод может быть толще. Предположим, что первичный ток составляет 100 мА при 230 В (для удобства 23 ВА). Сопротивление обмотки составит около 180 Ом (согласно таблице выше), поэтому потери в первичной обмотке будут I² * R = 0,1² * 180 = 1,8 Вт. При 120 В сопротивление обмотки будет 45 Ом, а первичный ток — 200 мА (достаточно близко). Таким образом, первичные потери составляют 0,2² * 45 = 1,8 Вт. Так и должно быть — трансформаторы сохраняют одинаковый КПД независимо от первичного напряжения, если они сделаны правильно.В идеале вторичные потери должны быть равны первичным потерям, но это не всегда возможно с небольшими трансформаторами (менее 50 ВА).

Цифры для регулирования в таблице основаны на резистивной нагрузке , и всегда хуже, когда выход питает выпрямитель и конденсатор фильтра. Чтобы определить выходное напряжение холостого хода, вы можете использовать цифру для регулирования в качестве ориентира, опираясь на небольшую математику. Предположим, у вас есть трансформатор на 20 ВА, рассчитанный на работу 230 В.Регулировка будет около 15%, что означает, что напряжение холостого хода должно быть примерно на 15% на выше, чем на , чем напряжение под нагрузкой. Если номинальное вторичное напряжение составляет 15 В, напряжение холостого хода должно быть …

Vo = Vl / (1 — 0,15) где Vo — выходное напряжение холостого хода, Vl — выходное напряжение под нагрузкой, а 0,15 — процентное соотношение, выраженное в виде десятичной дроби.
Vo = 15 / 0,85 = 17,65 В переменного тока

Исходя из этого, вы можете рассчитать эквивалентное сопротивление трансформатора (или импеданс), зная, что трансформатор 20 ВА может подавать 1.33А при 15В в резистивную нагрузку. Если 1,33 А вызывает падение напряжения на 2,65 В, эффективное последовательное сопротивление (или импеданс) составляет 1,99 Ом (вторичным сопротивлением часто можно пренебречь, но не с очень маленькими трансформаторами, которые могут иметь значительное вторичное сопротивление). Это означает, что трансформатор можно смоделировать как идеальный источник переменного напряжения с последовательным резистором 2 Ом. Он также ведет себя точно так же в «реальной жизни», и именно последовательное сопротивление вызывает падение напряжения под нагрузкой.Это хуже с выпрямителем и конденсаторным фильтром, чем с резистивной нагрузкой, потому что пиковый ток намного выше. Обратите внимание, что все расчеты являются приблизительными. Пытаться добиться большей точности бессмысленно, поскольку напряжение в сети также может изменяться (до ± 10%, а иногда и больше).

Вы также можете использовать другой метод для определения приблизительного последовательного сопротивления первичной обмотки. Однако этот метод дает только эквивалентное сопротивление для первичной обмотки и не включает вторичную обмотку.Если у вас есть измеритель, который будет точно измерять низкие сопротивления, рассчитанное эквивалентное сопротивление первичной обмотки и измеренное вторичное сопротивление можно сложить вместе, чтобы получить общую сумму. Используя тот же трансформатор, что и раньше (20 ВА, вторичная обмотка 15 В и первичная обмотка 230 В), рассчитайте коэффициент трансформации …

tr = Vp / Vs где tr — коэффициент трансформации, Vp — первичное напряжение, а Vs — номинальное вторичное напряжение
tr = 230/15 = 15,33
Zr = tr² = 235 где Zr — это отношение импеданса к , а квадрат отношения витков

Поскольку сопротивление первичной обмотки составляет 180 Ом (из таблицы), эквивалентное сопротивление вторичной обмотки равно 0.765 Ом (180/235). Теперь вы, , должны измерить вторичное сопротивление и сложить их. Предполагая, что предыдущий расчет был довольно близок к реальности, мы можем определить, что вторичное сопротивление должно быть 2 — 0,765 = 1,235 Ом, что может быть подтверждено измерением (для точного измерения потребуется измеритель низкого сопротивления). Как уже отмечалось, все эти расчеты приблизительны, но достаточно близки для большинства реальных приложений. Если вам довелось работать с системами распределения электроэнергии, вам нужно пойти намного глубже, чем я показал здесь!

Обратите внимание, что существует два определения регулирования напряжения ^[1].Это бесполезно, но тем не менее они существуют. В первом случае регулирование определяется как «регулирование вниз», что означает, что регулирование определяется падением напряжения холостого хода до некоторого другого напряжения, которое существует при нагрузке трансформатора. Второй случай — это «регулирование с повышением», когда напряжение , нагруженное, является опорным, и оно увеличивается при отсутствии нагрузки (или только при небольшой нагрузке). Второй вариант менее интуитивен, но (особенно маленькие) трансформаторы почти всегда рассчитаны на заданное вторичное напряжение при полной нагрузке, а напряжение без нагрузки не указано и должно рассчитываться, как показано.Первое определение может использоваться только в том случае, если указаны как нагруженное, так и ненагруженное напряжения, а это очень необычно для небольших транзисторов. Обе формулы показаны ниже, и Vo и Vl имеют то же значение, что и выше …

Регулировка (вниз) = (Vo — Vl) / Vo × 100
Регулировка (вверх) = (Vo — Vl) / Vl × 100

Теперь пора взглянуть на пример.

4 — Пример «Реальный мир»

Я измерил трансформатор в своей мастерской, рассчитанный на 240 В на входе (а не на 230 В, как сейчас «стандарт»), на 12 В на выходе при 1 А.Выходное напряжение без нагрузки составляло 14,34 В. Сопротивление первичной обмотки составляет 243 Ом, а сопротивление вторичной обмотки — 1,36 Ом. Это трансформатор на 12 В, но его первичное сопротивление указывает (из таблицы выше) ближе к 15 ВА. Я измерил выходное напряжение под нагрузкой с помощью резистора 12 Ом, и выходное напряжение под нагрузкой составило 12,22 В. У нас также есть достаточно информации для расчета выходного напряжения.

Сначала мы рассчитаем эквивалентное сопротивление первичной обмотки. Соотношение витков составляет 20: 1, поэтому коэффициент импеданса составляет 400: 1.При первичном сопротивлении 243 Ом, которое является вторичным эквивалентом 0,607 Ом (243/400), мы теперь добавляем измеренное вторичное сопротивление (1,36 Ом), чтобы получить общее эквивалентное последовательное сопротивление (1,9675 Ом, достаточно близко к 2 Ом). Мы знаем, что 1 А и 2 Ом — это падение напряжения на 2 В, поэтому нагруженное вторичное напряжение будет около 12,34 В (значение «понижения регулирования» составляет чуть менее 14% или около 16%, если используется формула «повышение регулирования». ).

Существует расхождение между измеренным и расчетным выходным напряжением, но оно составляет всего 120 мВ, что легко можно объяснить точностью вольтметра, который я использовал для измерения сетевого напряжения.Это несущественно и может быть полностью проигнорировано в более широкой схеме вещей (это ошибка менее 1%).

Также стоит рассчитать потери, хотя это не всегда работает так хорошо, как вы могли бы надеяться, потому что большинство небольших трансформаторов работают с частичным насыщением сердечника (это обычно называют «током намагничивания», но на самом деле ток намагничивания намного ниже измеренного). Это означает, что первичный ток всегда будет несколько выше ожидаемого, особенно без нагрузки.В любом случае мы продолжим работу, используя протестированный мною образец. Трансформатор рассчитан на выход 1 А при 12 В, поэтому …

Коэффициент витков (Tr) = 240/12 = 20
Первичный ток (Ip) = 12 В / 240 В = 50 мА
Первичные потери (Lp) = 50 мА² × 243 Ом = 607 мВт
Вторичные потери (Ls) = 1 A² × 1,36 Ом = 1,36 Вт

Это только расчетные значения, а на самом деле будет другим. Я измерил первичный ток при 56 мА без нагрузки и 78 мА при полной нагрузке. Отличие от расчетного значения связано с частичным насыщением сердечника.Это означает, что первичные потери при полной нагрузке на самом деле составляют 1,48 Вт, а , а не 607 мВт, как рассчитано. Обратите внимание, что для измерения первичного тока вы, , должны использовать измеритель истинного среднеквадратичного значения, потому что форма сигнала не является синусоидальной, а искажение вызывает большую ошибку измерения. Две осциллограммы показывают, что происходит …

Рисунок 1 — Форма кривой первичного тока без нагрузки

Эффекты частичного насыщения отчетливо видны, а показанная форма волны очень характерна для всех небольших трансформаторов (в основном для любых трансформаторов мощностью менее 1 кВА).Потери холостого хода составляют 762 мВт (широко известные как «потери в сердечнике», но это верно лишь отчасти), и они присутствуют всякий раз, когда трансформатор запитан без подключенной нагрузки. Хотя потери без нагрузки можно уменьшить, используя ядро большего размера, никто не хочет доплачивать за это. Хотя конечный пользователь платит за потребленную мощность, это редко принимается во внимание.

Обратите внимание, что потери холостого хода определяются соотношением I² × R, где I — первичный ток холостого хода, а R — первичное сопротивление.Если вы считаете, что потеря составила 240 В × 56 мА (13,44 Вт), вы не смогли учесть коэффициент мощности (который не может определить с помощью CosΦ, несмотря на бесчисленные утверждения об обратном). Первичный ток не синусоидальный, а нелинейный.

Рисунок 2 — Форма кривой первичного тока полной нагрузки

Исходя из тока нагрузки 78 мА, можно простить, что выходной ток должен составлять 1,56 А, а не 1 А, фактически потребляемый нагрузкой 12 Ом.Обратите внимание, что форма сигнала не является синусоидальной — это потому, что все еще существует некоторая степень насыщения сердечника (ток насыщения упал примерно до 28 мА с 56 мА, измеренного на рисунке 1). Таким образом, первичный ток состоит из 50 мА тока, передаваемого во вторичную обмотку, и 28 мА, которые все еще (частично) насыщают сердечник трансформатора.

Напряжение, потерянное на первичной обмотке, составляет почти 19 В (среднеквадратичное значение) при полной нагрузке, поэтому исходные приложенные 240 В фактически упали до 221 В, ток насыщения уменьшился, поэтому плотность магнитного потока в сердечнике была уменьшена.19 В, потерянные на первичной обмотке, отражаются на вторичную, уменьшая доступное напряжение чуть менее чем на 1 В (19 В, деленное на соотношение витков 20: 1). Напряжение холостого хода с 14,34 В снижается до 13,34 В, а оставшееся напряжение (1,36 В) теряется на сопротивлении вторичной обмотки. Этот должен давать среднеквадратичное выходное напряжение при полной нагрузке 11,98 В, но я измерил 12,22 В — еще одна ошибка!

На этот раз ошибка вызвана тем, что входящее сетевое напряжение переменного тока не является синусоидальным — оно искажается бесчисленными нелинейными нагрузками в распределительной сети.Типичная форма сигнала сети имеет слегка «плоскую вершину», поэтому значение RMS немного выше, чем следует из пикового значения (помните, что теоретическая разница между пиком и RMS составляет 1,414 (√2), но применяется только для чистая синусоида). По этой причине (среди многих других) довольно бессмысленно пытаться проводить точные расчеты производительности трансформатора, если вы не проектируете его. Для конечного пользователя вы получите все, что вам даст сеть и выбранный вами трансформатор.

Итак, хотя приведенные выше измерения и расчеты (надеюсь) интересны, они не дают всей картины. Однако, пройдя испытания и проведя некоторые из них, вы узнаете больше о трансформаторах, как они ведут себя как в теории, так и на практике, а также как и почему возникают потери в обмотках и сердечнике. Также должно быть совершенно очевидно, что утверждение в разделе 1 действительно верно … « Для любого силового трансформатора максимальная плотность потока достигается, когда трансформатор находится в состоянии покоя ».

Многие люди ошибаются, и не ожидается, что в ближайшее время это изменится.

5 — Входные фильтры конденсатора
Сложнее становится, когда мы загружаем вторичную обмотку диодным мостом и фильтрующим конденсатором перед самой нагрузкой. Уже невозможно использовать простые формулы, к которым мы привыкли, и простое существование диодов и крышки фильтра меняет ситуацию множеством неожиданных способов. Нам нужно взглянуть на упрощенную эквивалентную схему для трансформатора, основанную на расчетах и измерениях, выполненных в предыдущем разделе.Это позволяет детально анализировать мощность, ток и напряжение в различных частях схемы.
Обычно люди думают, что трансформатор 1 А (переменного тока) может подавать 1 А постоянного тока, но это не так. Это может быть выполнено, если используется импульсный регулятор, но в большинстве случаев это не является частью решения (и не имеет отношения к данному обсуждению). Переменный ток, подаваемый в мостовой выпрямитель, всегда больше, чем постоянный ток, снимаемый с крышки фильтра, и соотношение зависит от многих факторов.На следующем рисунке трансформатор моделируется идеальным источником напряжения с последовательным резистором, который эквивалентен как отраженному первичному, так и действительному вторичному сопротивлению. Было определено, что это значение достаточно близко к 2 Ом.

Рисунок 3 — Трансформатор, полноволновой выпрямитель и конденсаторный фильтр
На схеме показана типичная простая схема источника питания. Трансформатор моделируется источником напряжения и R _Вт (сопротивление обмотки). Вход переменного тока на мостовой выпрямитель — 12.78 В со всеми значениями, как показано. Это несколько выше, чем можно было бы ожидать, но только потому, что форма сигнала искажена (что дает более высокое среднеквадратичное значение). Входное напряжение переменного тока составляет 16,6 В, но вы не можете использовать нормальный пик-фактор (1,414), потому что переменный ток не является синусоидальным. Обратите внимание, что выходной ток составляет 608 мА для входного тока , равного 1 А RMS, что означает, что входной ток почти в 1,65 раза превышает выходной ток. (Обратите внимание, что для стендовых испытаний этой схемы использовался резистор 27 Ом.)
Мощность нагрузки составляет 8,52 Вт, трансформатор работает с максимально допустимым выходным током (1 А RMS), 2 Вт теряется в сопротивлении обмотки, а входная мощность (от Vin) составляет 11,72 Вт. Оставшиеся 1,2 Вт рассеиваются четырьмя диодами (по 300 мВт каждый). Это очень близко к тому, что вы измерили бы, если бы вы построили идентичную схему, и показывает, что теория и практика полностью согласуются друг с другом. Любые ошибки (реальные или воображаемые) возникают из-за ошибок измерения и того факта, что «реальные» сетевые сигналы предварительно искажаются еще до того, как они достигнут вашей цепи.

Рисунок 4 — Форма кривой первичного тока, нагрузка конденсаторного фильтра
Выше показана форма сигнала сетевого тока, и единственная разница между испытательной схемой и схемой, показанной на рис. 3, заключается в том, что нагрузка составляет 27 Ом, а не 23 Ом. Это не особенно красивое зрелище, а форма волны состоит из тока насыщения («намагничивания») и тока нагрузки с конденсаторным входным фильтром. Первичный ток составляет 70 мА при питании от сети 240 В. Измеренное выходное напряжение 14.5 В постоянного тока, что немного выше, чем имитируемое постоянное напряжение (14,38 В) при тех же условиях. Аналогичным образом измеренное пульсирующее напряжение составляло 520 мВ (среднеквадратичное значение) по сравнению с смоделированным среднеквадратичным значением 473 мВ. Этого и следовало ожидать, потому что детали из реального мира никогда не бывают так хороши, как симулятор заставит вас поверить. Однако корреляция между измеренной и смоделированной версиями находится в пределах допусков, которые обычно можно ожидать. Вторичный ток в испытательной цепи был измерен при 860 мА RMS (см. Ниже), что близко к максимальному значению для используемого трансформатора.Выходной постоянный ток составляет 537 мА при нагрузке 27 Ом. (Моделирование заявило, что среднеквадратичное значение 900 мА для тех же условий.)
По мере увеличения трансформатора сопротивление обмотки уменьшается, а пиковый зарядный ток конденсатора увеличивается. Это означает, что разница между переменным и постоянным током становится больше. Общепринятая цифра составляет около 1,8, т. Е. Предположим, что переменный ток на входе выпрямителя в 1,8 раза больше, чем постоянный ток, поступающий из крышки фильтра. Однако это соотношение не является фиксированным «магическим» числом, а зависит от сопротивления обмотки трансформатора и размера конденсатора фильтра.Единственный способ узнать точную цифру — это измерить ее (не забывая учитывать изменение сетевого напряжения, тепловой коэффициент сопротивления меди и т. Д., И т. Д.).

Рисунок 5 — Форма кривой вторичного тока, нагрузка конденсаторного фильтра
Вторичный ток был измерен с помощью резистора 100 мОм (0,1 Ом), подключенного последовательно с переменным током к мостовому выпрямителю. На резисторе было развито среднеквадратичное напряжение 86 мВ, поэтому ток составляет 860 мА (среднеквадратичное значение). Нагрузка не изменилась, но выход постоянного тока был уменьшен очень незначительно (около 180 мВ) из-за дополнительного последовательного сопротивления.Из осциллограммы видно, что пиковое напряжение, падающее на резисторе 0,1 Ом, составляет 180 мВ (360 мВ размах).
Заключение
Цель этого упражнения — показать, что при использовании трансформаторов все не так, как кажется, особенно при нелинейной нагрузке. Трансформаторы разработаны с учетом номинальных значений вольт и ампер (ВА), указанных на паспортной табличке, и трансформатору безразлично, является ли нагрузка реактивной (емкостной или индуктивной) или нелинейной. Если вы превысите номинальную мощность в ВА, трансформатор перегреется и в конечном итоге выйдет из строя.Время до отказа зависит от величины и продолжительности перегрузки. Кратковременные перегрузки обычно не причиняют вреда, при условии, что трансформатор успевает снова остыть. Трансформаторы не измеряются в ваттах, и не должны. Нагрузка мощность несущественна. При чисто реактивной нагрузке вы легко можете получить нулевой мощности , но трансформатор все равно будет перегреваться и выйдет из строя, если будет превышена номинальная мощность в ВА.
Только поняв, что можно (и что нельзя) избежать, можно создать схему, которая обеспечит полезный срок службы.Если вы не понимаете, что вторичный переменный ток может быть от 1,6 до более чем удвоенного выходного постоянного тока, тогда ваша схема выйдет из строя из-за перегрузки трансформатора. Более крупные трансформаторы в этом отношении на хуже , чем маленькие. По мере уменьшения эффективного последовательного сопротивления трансформатора пиковый ток в конденсаторе становится выше, а коэффициент мощности становится хуже. Коэффициент мощности имеет значение, но с общим конденсаторным входным фильтром он , а не реактивный, он нелинейный.
Хотя импульсные регуляторы обеспечивают повышенную эффективность и ряд других преимуществ по сравнению с линейными типами, это часто не является жизнеспособным решением для многих проектов. Коммутационные регуляторы шумят, и хотя большая часть шума находится за пределами звукового диапазона, это не всегда означает, что его нельзя услышать. В большинстве Hi-Fi-приложений любители (в частности) обычно неохотно добавляют источники высокочастотного шума, потому что может быть очень сложно гарантировать, что шум не попадет в аудиотракт.
Как видно из этой (и других статей о трансформаторах), в трансформаторах есть много вещей, которые люди ошибаются (иногда очень), и только запустив моделирование и / или (предпочтительно) стендовые тесты, вы действительно поймете, что делает или делает работает не так, как ожидалось. Слишком легко сделать предположение, которое оказывается очень плохим, но люди склонны не публиковать подробности своих (иногда эпических) неудач. Это позор, потому что на неудаче можно многому научиться, чем на успехе.Это применимо только в том случае, если у вас есть желание учиться — отказ от проблемы никогда ее не решит.
Используйте эти ссылки для других разделов этой серии.
Список литературы
1. Электрические машины I — проф. Кришна Васудеван, проф. Г. Шридхара Рао, проф. П. Сасидхара Рао
Другой справочный материал находится в предыдущих 3-х частях статей о трансформаторах. Эти ссылки здесь снова не показаны.
Основной индекс
Указатель статей
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2017. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.
Страница создана и авторские права © ноябрь 2017 г.

Эквивалентное сопротивление однофазного трансформатора | Electricalunits.com

В трансформаторе первичная и вторичная обмотки имеют некоторое сопротивление. Пусть R ₁ — это сопротивление первичной обмотки, а R ₂ — сопротивление вторичной обмотки, которое показано на рисунке.
Теперь мы можем легко доказать, что сопротивление двух обмоток может быть передано любой из двух обмоток трансформатора.Пусть, I ₂ вторичный ток течет через вторичную обмотку трансформатора, в это время первичный ток равен I ₁. Итак, потери в меди во вторичной обмотке I ₂ ² R ₂. Эти потери в меди обеспечиваются первичным током I ₁. А R ₂ ’- это эквивалентное вторичное сопротивление, которое относится к первичной обмотке, показанной на рисунке 2.
рис-2
Таким образом, потеря I ₁ ² R ₂ ’будет такой же, как потеря вторичной меди i.д I ₂ ² R ₂
Следовательно, I ₁ ² R ₂ ‘= I ₂ ² R ₂ ∴R ₂‘ = I ₂ ² R ₂ / I ₁ ² ∴R ₂ ‘= (I ₂ / I ₁) ² R ₂ Если током холостого хода I ₀ пренебречь, то I ₂ / I ₁ = 1 / K (где K = коэффициент трансформации напряжения трансформатора). Следовательно, R ₂ ’= (1 / K) ² R ₂ ∴R ₂’ = R ₂ / K ²
Аналогично, эквивалентное сопротивление первичной обмотки относительно вторичной обмотки составляет R ₁ ’= K ² R ₁ .
На рис. 2 показано, что сопротивление вторичной обмотки передается первичной обмотке, а сопротивление вторичной обмотки меньше. А полное сопротивление первичной обмотки составляет (R ₁ + R ₂ / K ²), которое известно как эквивалентное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки. и Его можно обозначить как R ₀₁ = R ₁ + R ₂ ’= R ₁ + R ₂ / K ² .
рис-3
А На рис.-3 показывает, что сопротивление первичной обмотки передается на вторичную обмотку, а сопротивление первичной обмотки меньше. Общее сопротивление вторичной обмотки составляет (R ₂ + R ₁ K ²), которое известно как эквивалентное сопротивление трансформатора, называемого вторичным. и Его можно обозначить как R ₀₂ = R ₂ + R ₁ ’= R ₂ + R ₁ K ² .
Таким образом, эквивалентное сопротивление вторичной и первичной обмоток составляет
.
R ₁ ’= Эквивалентное сопротивление относительно вторичной обмотки
R ₂ ’= Эквивалентное сопротивление первичной обмотки
R ₀₁ = Эффективное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки трансформатора.
R ₀₂ = Эффективное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки трансформатора.

Последние сообщения
Мок-тест энергосистемы и онлайн-практический документ MCQ: Мок-тест энергосистемы и онлайн-тренинг MCQ были подготовлены командой по электрике для студентов-электриков. В каждом документе размещено 10 номеров Power System MCQ. И результат появится после подачи документа по энергосистеме.
Подробнее …
Вопрос с множественным выбором (MCQ) электроники стр. 17: 241. Какое из следующих утверждений верно? а) Напряжение насыщения V _CF кремниевого транзистора больше, чем у германиевого транзистора. б) Напряжение насыщения V _CE для германиевого транзистора больше, чем у кремниевого транзистора. c) Напряжение насыщения V _CE для кремниевого транзистора такое же, как и для германия. г) Напряжение насыщения V _CE для кремниевого транзистора ниже, чем для германиевого транзистора.
Подробнее …
Вопрос с множественным выбором (MCQ) для электроники стр. 16: 226. Какое из следующих утверждений является правильным? а) Внутренние электроны всегда присутствуют в полупроводнике. б) Связанные электроны всегда присутствуют в полупроводнике. в) Свободные электроны всегда присутствуют в полупроводнике. г) Внутренние и связанные электроны всегда присутствуют в полупроводнике.
Подробнее …
Эквивалентное сопротивление трансформатора
— электротехническое руководство
Первичная и вторичная обмотки реального трансформатора имеют некоторое сопротивление, которое представлено R ₁ и R ₂ соответственно (показано на рисунке вне обмоток).Сопротивления двух обмоток могут передаваться на любую сторону. Это сделано для облегчения расчетов.

Сопротивление передается с одной стороны на другую таким образом, что процентное падение напряжения остается одинаковым с обеих сторон.

Мы можем найти эквивалентное сопротивление и реактивное сопротивление трансформатора с помощью теста на короткое замыкание .

Пусть
R ₁ = сопротивление первичной обмотки
R ₂ = сопротивление вторичной обмотки
K = коэффициент трансформации
Тогда
Вторичное сопротивление относительно первичного R ₂ ’можно рассчитать по формуле, приведенной ниже.
R ₂ ’= R ₂ / K ²

Эквивалентное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки представлено R ₀₁.

Следовательно, R ₀₁ = R ₁ + R ₂ ’= R ₁ + R ₂ / K ²

Эквивалентное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки

Сопротивление первичной обмотки, относящееся к вторичной обмотке, обозначается R ₁ ’и может быть рассчитано по формуле, приведенной ниже.

R ₁ ’= K ² R ₁

Эквивалентное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки представлено R ₀₂.

Следовательно, R ₀₂ = R ₂ + R ₁ ’= R ₂ + K ² R ₁

Эквивалентное реактивное сопротивление утечки трансформатора

Поток, который связывается с обеими обмотками трансформатора, называется взаимным потоком, а поток, который связывается только с одной обмоткой трансформатора, называется потоком рассеяния.

Из-за потока рассеяния первичной обмотки и вторичной обмотки в соответствующей обмотке индуцируется ЭДС. Первичное и вторичное напряжение должны преодолевать эти наведенные ЭДС. Таким образом, эти наведенные ЭДС рассматриваются как падение напряжения на искусственных реактивных сопротивлениях, включенных последовательно с первичной и вторичной обмотками. Эти реактивные сопротивления называются реактивными сопротивлениями утечки, и они показаны на рисунке.

Как и в случае сопротивлений, реактивные сопротивления также могут передаваться в любую сторону. Реактивное сопротивление от одной стороны к другой передается таким образом, что процентное падение напряжения остается одинаковым с обеих сторон.
Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки

Пусть
X ₁ = реактивное сопротивление первичной обмотки
X ₂ = реактивное сопротивление вторичной обмотки
K = коэффициент трансформации
Тогда
Вторичное реактивное сопротивление относительно первичной обмотки X ₂ ’можно рассчитать по формуле, приведенной ниже.

X ₂ ’= X ₂ / K ²

Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки представлено как X ₀₁.

Следовательно, X ₀₁ = X ₁ + X ₂ ’= X ₁ + X ₂ / K ²

Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки

Реактивное сопротивление первичной обмотки относительно вторичной обмотки обозначается X ₁ ’и может быть рассчитано по формуле, приведенной ниже.

X ₁ ’= K ² X ₁

Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки представлено как X ₀₂.

Следовательно, X ₀₂ = X ₂ + X ₁ ’= X ₂ + K ² X ₁

Импеданс трансформатора

Первичный импеданс Z ₁ = R ₁ + jX ₁
И вторичный импеданс Z ₂ = R ₂ + jX ₂

Передача полных сопротивлений происходит по тем же линиям, что и что сопротивления.Перенос импедансов может происходить от первичной обмотки к вторичной и наоборот.

Z ₀₁ = (R ₀₁ ² + X ₀₁ ²) ^1/2 импеданс относительно первичной стороны.

Z ₀₂ = (R ₀₂ ² + X ₀₂ ²) ^1/2 импеданс относительно вторичной стороны.
Трансформатор | Все сообщения
© https: // yourelectricalguide.ком / эквивалентное сопротивление трансформатора.
Сопротивление обмотки трансформатора, эквивалентное

Идеальный трансформатор, который, согласно нашим предположениям, имеет нулевые потери без сопротивления в первичной и вторичной обмотках. Но на практике построить такой трансформатор невозможно. В реальном трансформаторе первичная и вторичная обмотки имеют внутреннее сопротивление из-за свойств используемого проводящего материала. Это сопротивление вызывает некоторое падение напряжения, а также потерю мощности в соответствующих обмотках.На рисунке ниже показано внутреннее сопротивление первичной и вторичной обмоток, подключенных снаружи.

Очень важно рассчитать эффективное сопротивление трансформатора, чтобы определить потери и КПД. Чтобы упростить вычисление общего сопротивления трансформатора (т.е. сопротивления как первичной, так и вторичной обмотки), полное сопротивление будет относиться к любой одной стороне трансформатора, то есть к первичной или вторичной обмотке.Это также помогает в создании эквивалентной схемы трансформатора, называемой первичной или вторичной стороной.
Let,
R ₁ и R ₂ = Сопротивление первичной и вторичной обмоток
E ₁ и E ₂ = ЭДС первичной и вторичной обмоток
V ₁ и V ₂ = Первичное и вторичное напряжение
I ₁ и I ₂ = первичный и вторичный токи

Теперь напряжение на первичной и вторичной обмотках равно
E ₁ = V ₁ — I ₁ R ₁
V ₂ = E ₂ — I ₂ R ₂

Здесь I ₁ R ₁ и I ₂ R ₂ — это падение первичного и вторичного напряжения соответственно, как показано на приведенной ниже векторной диаграмме.
Эквивалентное сопротивление трансформатора:

Сопротивление первичной обмотки R
₁ и сопротивление вторичной обмотки R ₂ являются сопротивлением первичной и вторичной обмоток трансформатора. Которые могут передаваться с одной стороны на другую и наоборот. Преимущество переноса всех сопротивлений в одну сторону заключается в простоте расчетов. Сопротивление с одной стороны на другую может передаваться на основе «равных потерь мощности».

Эквивалентное сопротивление на первичной стороне:

Потери в меди во вторичной обмотке I
₂ ² R ₂.Если R ₂ ‘является эквивалентным сопротивлением, относящимся к первичной обмотке, это вызвало бы потерю мощности (потери в меди) I ₁ ² R ₂‘. Затем
Поскольку без нагрузки I
_o мала, если ею пренебречь. Тогда вторичное сопротивление, относящееся к первичному, будет .
Таким образом, полное или эффективное или эквивалентное сопротивление R
₀₁, относящееся к первичной стороне, равно .

Эквивалентное сопротивление вторичной обмотки:

Аналогично, если сопротивление первичной обмотки R
₁ передается на вторичную сторону и представляется как R ₁ ‘.Тогда потери мощности (потери в меди) первичной обмотки, относящиеся к вторичной стороне, будут I ₂ ² R ₁ ‘.
Следовательно, полное или эффективное или эквивалентное сопротивление R
₀₂, относящееся к вторичной стороне, равно .
Из двух вышеупомянутых методов можно отметить, что,
Когда сопротивление первичной обмотки переключается на вторичное, умножьте его на K ².
Когда сопротивление вторичной обмотки смещено к первичному, разделите его на K ².

[PDF] Глава 5 ТРАНСФОРМАТОРЫ — Скачать бесплатно PDF
1 Глава 5 ТРАНСФОРМАТОРЫ2 Цель Понять заводскую табличку трансформатора Описать основные конструктивные особенности трансформатора …
Глава 5
ТРАНСФОРМАТОРЫ
Цель • Понять паспортную табличку трансформатора • Описать основные конструктивные особенности трансформатора. • Объясните взаимосвязь между напряжением, током, импедансом и мощностью в трансформаторе.• Определите ток возбуждения трансформатора. • Разработайте эквивалентные схемы трансформатора на основе данных испытаний на обрыв и короткое замыкание. • Проанализировать работу трансформатора. • Расчет регулирования напряжения трансформатора и КПД. • Используйте трансформатор с коэффициентом К для решения задач нелинейной нагрузки. • Объясните четыре стандартные конфигурации трехфазного трансформатора.
2
Введение Трансформатор — это электрическое устройство, которое передает энергию от одной цепи к другой исключительно посредством магнитной связи.Относительное движение частей трансформатора не требуется для передачи энергии. Трансформаторы часто используются для преобразования высокого и низкого напряжения и для изменения импеданса.
Трансформаторы сами по себе не могут выполнять следующие действия: — преобразовывать постоянный ток в переменный или наоборот — изменять напряжение или ток постоянного тока — изменять частоту переменного тока. Однако трансформаторы — это компоненты систем, которые выполняют все эти функции.
3
Данные паспортной таблички трансформатора
Паспортные таблички трансформатора содержат информацию о размере трансформатора с точки зрения полной мощности (номинальной в кВА), которую он предназначен для постоянной подачи на нагрузку, а также первичного и вторичного напряжения и токи.
Пример: 75 кВА, 720-240 * 120 В первичная обмотка UW рассчитана на U вольт, а вторичная обмотка — на V вольт. U / W указывает, что два напряжения поступают от одной и той же обмотки и что оба напряжения доступны U * V двухчастная обмотка которые могут быть подключены последовательно или параллельно для получения более высокого напряжения, но единовременно доступно только одно напряжение. U Y / W Y указывает на трехфазную обмотку, подключенную по схеме WYE.
4 Пример
Основные принципы Идеализированный понижающий трансформатор, показывающий результирующий поток в сердечнике
Трансформатор можно рассматривать как простой двухколесный «редуктор» для электрического напряжения и тока.Первичная обмотка аналогична входному валу. Вторичная обмотка аналогична выходному валу.
В этом сравнении ток эквивалентен скорости вала, а напряжение — крутящему моменту вала. В коробке передач механическая мощность (скорость, умноженная на крутящий момент) постоянна (без учета потерь) и эквивалентна электрической мощности (напряжение, умноженное на ток), которая также постоянна.
5
Идеализированный понижающий трансформатор, показывающий результирующий поток в сердечнике
Передаточное число эквивалентно повышающему или понижающему передаточному отношению трансформатора.Повышающий трансформатор действует аналогично понижающей передаче (в которой механическая мощность передается от маленькой, быстро вращающейся шестерни на большую, медленно вращающуюся шестерню): он меняет ток (скорость) на напряжение (крутящий момент), передавая мощность от первичная обмотка к вторичной обмотке, имеющей большее количество витков. Понижающий трансформатор действует аналогично мультипликативной передаче (в которой механическая мощность передается от большой шестерни к малой): он меняет напряжение (крутящий момент) на ток (скорость), передавая мощность от первичной обмотки к вторичной. катушка с меньшим количеством витков.
6
Трансформатор 1/1 Когда первичная обмотка и вторичная обмотка имеют одинаковое количество витков, нет никакого изменения напряжения, отношение равно 1/1 единицы. Понижающий трансформатор Если во вторичной обмотке меньше витков, чем в первичной, вторичное напряжение будет ниже, чем первичное.
Повышающие трансформаторы Если в первичной обмотке меньше витков, чем во вторичной, вторичное напряжение будет выше, чем вторичная цепь.7
Простой трансформатор состоит из двух электрических проводников, называемых первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Если к первичной обмотке витков приложить изменяющееся во времени напряжение, в ней будет протекать ток, создающий магнитодвижущую силу (МДС). Первичный MMF создает переменный магнитный поток
в сердечнике.
В соответствии с законом Фарадея, напряжение, индуцированное на первичной обмотке, пропорционально скорости изменения магнитного потока:
Аналогично, напряжение, индуцированное на вторичной обмотке, составляет:
8
При идеальной магнитной связи магнитный поток во вторичной обмотке будет равно таковому в первичной обмотке, поэтому мы можем приравнять и.
Следовательно, в идеальном трансформаторе соотношение первичного и вторичного напряжений равно отношению количества витков в их обмотках, или, альтернативно, напряжение на виток одинаково для обеих обмоток. Это приводит к наиболее распространенному использованию трансформатора: преобразованию электрической энергии при одном напряжении в энергию при другом напряжении с помощью обмоток с разным числом витков. 9 Пример
Универсальное уравнение ЭДС Закон Фарадея говорит:
Если мы приложим синусоидальное напряжение к трансформатору:
Поток определяется как:
Это уравнение демонстрирует определенную связь между напряжением в катушке, плотностью потока и размер ядра.
No related posts.

Vo = Vl / (1 — 0,15)	где Vo — выходное напряжение холостого хода, Vl — выходное напряжение под нагрузкой, а 0,15 — процентное соотношение, выраженное в виде десятичной дроби.
Vo = 15 / 0,85 = 17,65 В переменного тока

tr = Vp / Vs	где tr — коэффициент трансформации, Vp — первичное напряжение, а Vs — номинальное вторичное напряжение
tr = 230/15 = 15,33
Zr = tr² = 235	где Zr — это отношение импеданса к , а квадрат отношения витков

Сопротивление — первичная обмотка — трансформатор

Сопротивление — первичная обмотка — трансформатор

Как проверить трансформатор мультиметром: прозваниваем на сопротивление

Проверка трансформатора

Измерение тока холостого хода

Заключение по теме

Как проверить трансформатор мультиметром ⋆ diodov.net

Еще статьи по данной теме

Как определить обмотки неизвестного трансформатора, первичную, вторичную

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Формула для расчета витков трансформатора

Поделиться ссылкой:

Определение параметров неизвестного трансформатора

Как отличить первичную обмотку от вторичной. Как по сопротивлению определить первичную обмотку трансформатора

Типы трансформаторных обмоток

Автоматизированный расчет намотки трансформатора

Отличия первичной обмотки от вторичной

Какие функции выполняет трансформатор?

Заключение по теме

Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Формула для расчета витков трансформатора

Как работает трансформатор, и для чего он нужен?

Как рассчитать обмотку трансформатора?

Определение первичной и вторичной обмотки трансформаторной установки

Наиболее важные параметры силовых трансформаторов

Определение первичной и вторичной обмоток

Определение напряжения вторичной обмотки

Простые способы вычисления мощности силового трансформатора

Заключение

Реактивное сопротивление трансформатора: формулы расчета

Потери реактивных мощностей

Режимы работы

Параметры режима холостого хода

Режим короткого замыкания

Список использованной литературы

мощность — должна ли первичная обмотка трансформатора иметь большее или меньшее сопротивление для повышения эффективности?

Сеть обмена стеков

Объяснение испытания сопротивления обмотки трансформатора

Содержание руководства

Будьте осторожны при тестировании

Подключение тестового набора

Подключение к тестируемому трансформатору

Пример однофазного трансформатора

Пример трехфазной обмотки треугольником

Пример трехфазной вторичной обмотки звездой

Пример испытания двойной обмотки (однофазный)

Пример испытания двойной обмотки (трехфазный)

Пример трансформатора тока

Измерение сопротивления обмотки

Сопротивление обмотки устройства переключения ответвлений

Результаты испытаний

Образец данных испытаний

Температурная коррекция

Размагничивание трансформатора

Ссылки

Комментарии

Трансформаторы, часть 4

Эквивалентное сопротивление однофазного трансформатора | Electricalunits.com

Последние сообщения

— электротехническое руководство

Эквивалентное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки

Эквивалентное реактивное сопротивление утечки трансформатора

Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно первичной обмотки

Эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора относительно вторичной обмотки

Импеданс трансформатора

Трансформатор | Все сообщения

Эквивалентное сопротивление трансформатора:

Сопротивление первичной обмотки R

Эквивалентное сопротивление на первичной стороне:

Потери в меди во вторичной обмотке I

Поскольку без нагрузки I

Таким образом, полное или эффективное или эквивалентное сопротивление R

Эквивалентное сопротивление вторичной обмотки:

Аналогично, если сопротивление первичной обмотки R

Следовательно, полное или эффективное или эквивалентное сопротивление R

Из двух вышеупомянутых методов можно отметить, что,