عملکرد ترانسفورماتور در حالت اتصال کوتاه. تجربه اتصال کوتاه ترانسفورماتور اصل اتصال کوتاه

حالت اتصال کوتاه ترانسفورماتور چنین حالتی است که پایانه های سیم پیچ ثانویه توسط یک هادی جریان با مقاومت برابر با صفر (ZH = 0) بسته می شود. اتصال کوتاه ترانسفورماتور در شرایط کار یک حالت اضطراری ایجاد می کند، زیرا جریان ثانویه و در نتیجه جریان اولیه، چندین ده برابر نسبت به اسمی افزایش می یابد. بنابراین در مدارهای دارای ترانسفورماتور حفاظتی ارائه می شود که در صورت اتصال کوتاه ترانسفورماتور به صورت خودکار خاموش می شود.

در شرایط آزمایشگاهی، می توان یک اتصال کوتاه آزمایشی ترانسفورماتور را انجام داد که در آن پایانه های سیم پیچ ثانویه اتصال کوتاه دارند و چنین ولتاژی Uk به اولیه اعمال می شود که در آن جریان در سیم پیچ اولیه وجود دارد. از مقدار اسمی تجاوز نمی کند (Ik مشخصه ترانسفورماتور است که در گذرنامه نشان داده شده است.

بدین ترتیب (٪):

که در آن U1nom ولتاژ اولیه نامی است.

ولتاژ اتصال کوتاه بستگی دارد ولتاژ بالاترسیم پیچ ترانسفورماتور بنابراین، به عنوان مثال، در بالاترین ولتاژ 6-10 کیلوولت uK = 5.5٪، در 35 kV uK = 6.5÷7.5٪، در 110 کیلو ولت uK = 10.5٪، و غیره. همانطور که مشاهده می شود، با افزایش ولتاژ نامی بالاتر ولتاژ اتصال کوتاه ترانسفورماتور را افزایش می دهد.

هنگامی که ولتاژ Uk 5-10٪ ولتاژ اولیه نامی باشد، جریان مغناطیسی (جریان بدون بار) 10-20 برابر یا حتی بیشتر به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. بنابراین در حالت اتصال کوتاه در نظر گرفته می شود که

شار مغناطیسی اصلی Ф نیز 10-20 بار کاهش می یابد و شارهای نشتی سیم پیچ ها متناسب با شار اصلی می شوند.

از آنجایی که در صورت اتصال کوتاه سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور، ولتاژ در پایانه های آن U2 = 0، معادله e. d.s. برای او شکل می گیرد

و معادله ولتاژ برای ترانسفورماتور به صورت نوشته شده است

این معادله مطابق با مدار معادل ترانسفورماتور نشان داده شده در شکل 1 است. 1.

نمودار برداری یک ترانسفورماتور در طول یک اتصال کوتاه مطابق با معادله و نمودار شکل. 1 در شکل نشان داده شده است. 2. ولتاژ اتصال کوتاه دارای اجزای فعال و راکتیو می باشد. زاویه φk بین بردارهای این ولتاژها و جریانها به نسبت بین اجزای القایی فعال و راکتیو مقاومت ترانسفورماتور بستگی دارد.

برنج. 1. مدار معادل ترانسفورماتور در صورت اتصال کوتاه

برنج. 2. نمودار برداری یک ترانسفورماتور در یک اتصال کوتاه

برای ترانسفورماتورهای با توان نامی 5-50 کیلو ولت آمپر XK/RK = 1 ÷ 2؛ با توان نامی 6300 کیلو ولت آمپر یا بیشتر XK/RK = 10 یا بیشتر. بنابراین، اعتقاد بر این است که برای ترانسفورماتورهای توان بالا UK = Ukr، و امپدانس ZK = Hk.

تجربه اتصال کوتاه

این آزمایش مانند آزمایش مدار باز برای تعیین پارامترهای ترانسفورماتور انجام می شود. مداری مونتاژ شده است (شکل 3)، که در آن سیم پیچ ثانویه توسط یک جامپر یا هادی فلزی با مقاومت نزدیک به صفر اتصال کوتاه می یابد. یک ولتاژ Uk به سیم پیچ اولیه اعمال می شود که در آن جریان موجود در آن برابر با مقدار اسمی I1nom است.

برنج. 3. نمودار تجربه اتصال کوتاه ترانسفورماتور

با توجه به داده های اندازه گیری، پارامترهای زیر ترانسفورماتور تعیین می شود.

ولتاژ اتصال کوتاه

که در آن UK ولتاژ اندازه گیری شده توسط ولت متر در I1، = I1nom است. در حالت اتصال کوتاه، انگلستان بسیار کوچک است، بنابراین تلفات بدون بار صدها برابر کمتر از ولتاژ نامی است. بنابراین، می توانیم فرض کنیم که Рpo = 0 و توان اندازه گیری شده توسط وات متر افت توان Рpc ناشی از مقاومت فعال سیم پیچ های ترانسفورماتور است.

در I1 فعلی، = I1nom دریافت کنید تلفات توان نامی برای گرمایش سیم پیچ Rpk.nom که نامیده می شوند تلفات الکتریکی یا تلفات اتصال کوتاه.

از معادله ولتاژ برای ترانسفورماتور، و همچنین از مدار معادل (به شکل 1 مراجعه کنید)، به دست می آوریم.

که در آن ZK امپدانس ترانسفورماتور است.

تجربه اتصال کوتاه ترانسفورماتور

باید بین اتصال کوتاه در شرایط عملیاتی و تجربه اتصال کوتاه تمایز قائل شد.

ترانسفورماتور اتصال کوتاه حالت آن زمانی فراخوانی می شود که سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور اتصال کوتاه داشته باشد. در شرایط عملیاتی، اتصال کوتاه یک حالت اضطراری است که در آن مقدار زیادی گرما در داخل ترانسفورماتور آزاد می شود که می تواند آن را از بین ببرد.

تجربه اتصال کوتاه با مقدار بسیار کمی از ولتاژ اولیه کاهش می یابد (تقریباً 5-10٪ ولتاژ نامی اولیه). مقدار آن به گونه ای انتخاب می شود که جریان I 1 در سیم پیچ اولیه با وجود اتصال کوتاه سیم پیچ ثانویه برابر با مقدار اسمی باشد. با استفاده از مجموعه ای از ابزارهای اندازه گیری (شکل 103)، از طریق تجربه، ولتاژ U 1k، جریان I 1 k و توان P 1k تعیین می شود. .

فعلی I 2 به ارزش اسمی I 1 ارزش اسمی نیز خواهد داشت. eds E 2 در این آزمایش فقط افت ولتاژ داخلی را پوشش می دهد، یعنی E 2 K \u003d I 2 z 2 , و در بار نامی

2 = 2 + 2

بنابراین، E 2 k تنها چند درصد از است E 2 . Emf کوچک E 2 مربوط به یک شار مغناطیسی اصلی کوچک است. تلفات انرژی در مدار مغناطیسی متناسب با مربع شار مغناطیسی است، بنابراین، در طول آزمایش اتصال کوتاه، ناچیز است. اما در هر دو سیم پیچ در این آزمایش، جریان ها وجود دارد مقادیر اسمیبنابراین تلفات انرژی در سیم پیچ ها مانند بار نامی است. در نتیجه، توان P 1k که توسط ترانسفورماتور از شبکه در طول آزمایش اتصال کوتاه دریافت می‌شود، صرف تلفات انرژی در سیم‌های سیم‌پیچ می‌شود:

P 1K \u003d I 2 1 r 1 + I 2 2 r 2 .

در همان زمان، بر اساس ولتاژ اتصال کوتاه، افت ولتاژ در ترانسفورماتور در بار نامی تعیین می شود (بر حسب درصد ولتاژ اولیه). به این دلایل، ولتاژ اتصال کوتاه (با یک سیم پیچ ولتاژ پایین با اتصال کوتاه) همیشه بر روی برچسب ترانسفورماتور نشان داده می شود.

حالت اتصال کوتاه

همانطور که می دانید در حالت بار، سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور توسط مقاومت گیرنده ها روشن می شود. در مدار ثانویه جریانی متناسب با بار ترانسفورماتور تنظیم می شود. هنگام تغذیه تعداد زیادی گیرنده، شکسته شدن عایق سیم های اتصال غیر معمول نیست. اگر در مکان های آسیب عایق، سیم های تامین کننده گیرنده ها با هم تماس پیدا کنند، حالتی به نام اتصال کوتاه (اتصال کوتاه) بخش مدار رخ می دهد. اگر سیم های اتصالی که از سیم پیچ می آیند در نقطه های a و b که قبل از گیرنده انرژی قرار دارند بسته شوند (شکل 1)، در سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور یک اتصال کوتاه رخ می دهد. در این حالت سیم پیچ ثانویه اتصال کوتاه خواهد داشت. در همان زمان، انرژی را از سیم پیچ اولیه دریافت می کند و آن را به مدار ثانویه می دهد، که اکنون فقط از سیم پیچ و بخشی از سیم های اتصال تشکیل شده است.

1 - سیم پیچ اولیه؛ 2 - سیم پیچ ثانویه؛ 3 - مدار مغناطیسی شکل 1 - اتصال کوتاه در پایانه های سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتوردر نگاه اول به نظر می رسد که در صورت اتصال کوتاه، ترانسفورماتور به ناچار باید فرو بریزد، زیرا مقاومت r 2 سیم پیچ و اتصال ده برابر کمتر از مقاومت r گیرنده است. اگر فرض کنیم که مقاومت بار r حداقل 100 برابر بیشتر از r 2 باشد، جریان اتصال کوتاه I 2k باید 100 برابر بیشتر از جریان I 2 در طول عملکرد عادی ترانسفورماتور باشد. از آنجایی که جریان اولیه نیز 100 برابر افزایش می یابد (I 1 ω 1 \u003d I 2 ω 2)، تلفات در سیم پیچ های ترانسفورماتور به شدت افزایش می یابد، یعنی 100 2 برابر (I 2 r)، یعنی 10000 بار. در این شرایط دمای سیم پیچ ها در عرض 1-2 ثانیه به 500-600 درجه سانتی گراد می رسد و به سرعت می سوزند. علاوه بر این، در طول کار ترانسفورماتور بین سیم پیچ ها، همیشه نیروهای مکانیکی وجود دارد که تمایل دارند سیم پیچ را در جهت شعاعی و محوری از هم جدا کنند. این تلاش‌ها متناسب با حاصل ضرب جریان I 1 I 2 در سیم‌پیچ‌ها است و اگر در طول یک اتصال کوتاه هر یک از جریان‌های I 1 و I 2 مثلاً 100 برابر شود، تلاش‌ها 10000 برابر می‌شود. در این صورت، ارزش آنها به صدها تن می رسد و سیم پیچ های ترانسفورماتور باید فوراً از بین بروند. اما در عمل این اتفاق نمی افتد. ترانسفورماتورها، به عنوان یک قاعده، مدارهای کوتاه را در آن دوره های زمانی بسیار کوتاه تحمل می کنند تا زمانی که حفاظت آنها را از شبکه جدا کند. در صورت اتصال کوتاه، عمل مقداری مقاومت اضافی به شدت آشکار می شود و جریان اتصال کوتاه در سیم پیچ ها را محدود می کند. این مقاومت با شارهای مغناطیسی نشتی Ф Р1 و Ф Р2 همراه است که از شار اصلی Ф 0 منشعب می شوند و هر کدام در اطراف بخشی از پیچ های سیم پیچ "خود" 1 یا 2 بسته می شوند (شکل 2).

1 - سیم پیچ اولیه؛ 2 - سیم پیچ ثانویه؛ 3- محور مشترک سیم پیچ ها و هسته ترانسفورماتور. 4 - مدار مغناطیسی; 5 - کانال پراکندگی اصلی شکل 2 - شارهای نشتی و آرایش متحدالمرکز سیم پیچ های ترانسفورماتور اندازه گیری مستقیم بزرگی پراکندگی بسیار دشوار است: مسیرهایی که در امتداد آنها می توان این جریان ها را بست بسیار متنوع است. بنابراین، در عمل، اتلاف با تأثیری که بر ولتاژ و جریان در سیم پیچ ها می گذارد، ارزیابی می شود. بدیهی است که شارهای نشتی با افزایش جریان در سیم پیچ ها افزایش می یابد. همچنین بدیهی است که در طول کارکرد عادی ترانسفورماتور، شار نشتی کسری نسبتاً کوچک از شار اصلی Ф 0 است. در واقع، شار پراکندگی فقط به بخشی از پیچ ها مرتبط است، جریان اصلی به تمام پیچ ها مرتبط است. علاوه بر این، شار پراکندگی در بیشتر مسیر مجبور به عبور از هوا می شود که نفوذپذیری مغناطیسی آن به عنوان واحد در نظر گرفته می شود، یعنی صدها برابر کمتر از نفوذپذیری مغناطیسی فولاد است که در امتداد آن جریان F 0 بسته می شود. . همه اینها هم برای عملکرد عادی و هم برای حالت اتصال کوتاه ترانسفورماتور صادق است. با این حال، از آنجایی که شارهای نشتی توسط جریان های موجود در سیم پیچ ها تعیین می شوند و در حالت اتصال کوتاه، جریان ها صدها برابر افزایش می یابد، شار F p به همان میزان افزایش می یابد. در همان زمان، آنها به طور قابل توجهی از شار Ф 0 فراتر می روند. شارهای نشتی در سیم‌پیچ‌های EMF خود القایی E p1 و E p2 در جهت مخالف جریان القا می‌شوند. برای مثال، متقابل، emf E p2 را می توان به عنوان مقداری مقاومت اضافی در مدار سیم پیچ ثانویه در هنگام اتصال کوتاه در نظر گرفت. این مقاومت واکنشی نامیده می شود. برای سیم پیچ ثانویه، معادله E 2 \u003d U 2 + I 2 r 2 + (-E p2) معتبر است. در حالت اتصال کوتاه، U 2 \u003d 0 و معادله به صورت زیر تبدیل می شود: E 2 \u003d I 2K r 2K + (-E p2K) یا E 2 \u003d I 2K r 2K + I 2K x 2K، که در آن شاخص "k" به مقاومت ها و جریان ها در حالت اتصال کوتاه اشاره دارد. I 2K x 2K - افت ولتاژ القایی در حالت اتصال کوتاه، برابر با مقدار E p2K . x 2K - راکتانس سیم پیچ ثانویه. تجربه نشان می دهد که بسته به قدرت ترانسفورماتور، مقاومت x 2 5-10 برابر بیشتر از r2 است. بنابراین، در واقعیت، جریان I 2K 100 نیست، بلکه تنها 10-20 برابر بیشتر از جریان I 2 در طول عملکرد عادی ترانسفورماتور است (ما به دلیل مقدار کمی از مقاومت فعال غفلت می کنیم). در نتیجه، در واقعیت، تلفات در سیم پیچ ها نه با ضریب 10000، بلکه تنها با ضریب 100-400 افزایش می یابد. دمای سیم پیچ ها در طول اتصال کوتاه (چند ثانیه) به سختی به 150-200 درجه سانتیگراد می رسد و در این مدت کوتاه هیچ آسیب جدی در ترانسفورماتور رخ نمی دهد. بنابراین، به لطف اتلاف، خود ترانسفورماتور قادر است از خود در برابر جریان های اتصال کوتاه محافظت کند. تمام پدیده های در نظر گرفته شده در طول یک اتصال کوتاه در پایانه ها (ورودی ها) سیم پیچ ثانویه رخ می دهد (نقاط a و b را در شکل 1 ببینید). این یک عملیات اضطراری برای اکثر ترانسفورماتورهای قدرت است و البته هر روز یا حتی هر سال اتفاق نمی افتد. در طول کار (15-20 سال)، یک ترانسفورماتور می تواند فقط چند اتصال کوتاه شدید داشته باشد. اما باید به گونه ای طراحی و ساخته شود که آن را از بین نبرند و حادثه ای ایجاد نکنند. لازم است به وضوح پدیده هایی را که در ترانسفورماتور در طول یک اتصال کوتاه رخ می دهد تصور کنید تا به طور آگاهانه مهم ترین اجزای طراحی آن را جمع آوری کنید. در این راستا یکی از مهمترین مشخصه های ترانسفورماتور یعنی ولتاژ اتصال کوتاه نقش بسزایی دارد.

تعیین پارامترهای ترانسفورماتور

کاملا تصادفی، خواننده ممکن است به دست یک ترانسفورماتور خروجی قدیمی بیفتد، که با قضاوت بر اساس ظاهر، باید ویژگی های خوبی داشته باشد، اما هیچ اطلاعاتی در مورد آنچه هنوز در داخل آن پنهان است وجود ندارد. خوشبختانه، شناسایی پارامترهای یک ترانسفورماتور خروجی قدیمی تنها با یک ولت متر جهانی دیجیتال بسیار آسان است، زیرا طراحی آنها همیشه از قوانین کاملاً تعریف شده پیروی می کند.

قبل از انجام آزمایش، لازم است نموداری از تمام اتصالات خارجی و جامپرهای ترانسفورماتور ترسیم کنید و سپس آنها را بردارید. (استفاده از دوربین دیجیتال برای این منظور بسیار مثمر ثمر است.) البته سیم پیچ اولیه باید از نقطه وسط ضربه زده شود تا ترانسفورماتور در مدار فشار کش استفاده شود و می توان شیرهای اضافی را به این سیم پیچ اضافه کرد. برای ارائه عملیات فوق خطی به عنوان یک قاعده، مقاومت سیم پیچ DC، که با اهم متر بین نقاط انتهایی سیم پیچ اندازه گیری می شود، حداکثر مقدار مقاومت در بین تمام مقادیر اندازه گیری شده خواهد بود و می تواند از 100 تا 300 اهم باشد. اگر سیم پیچی با مقدار مقاومت مشابه پیدا شود، تقریباً در همه موارد، می توانیم فرض کنیم که پایانه های ترانسفورماتور A 1 و A 2 مربوط به نقاط انتهایی شناسایی شده اند. سیم پیچ اولیه.

برای ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا، سیم پیچ اولیه به صورت متقارن پیچیده می شود، یعنی مقاومت بین پایانه های افراطی A 1 و A 2 و نقطه میانی سیم پیچ ولتاژ بالا همیشه برابر است، بنابراین مرحله بعدی تعیین ترمینال برای آن است. مقاومت بین آن و پایانه های A 1 و A 2 برابر است با نصف مقاومت بین نقاط انتهایی سیم پیچ اولیه. با این حال، مدل‌های ارزان‌تر ترانسفورماتورها ممکن است به دقت ساخته نشوند، بنابراین مقاومت‌های بین دو نیمه سیم‌پیچ ممکن است مطلقاً با یکدیگر برابر نباشند.

از آنجایی که سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور بدون هیچ استثنایی از سیم همان بخش استفاده می کند، شیری که روی پیچ قرار دارد که 20٪ از کل تعداد چرخش بین شیر فشار قوی مرکزی و خروجی A است. 1 یا A 2، (پیکربندی برای گرفتن تمام توان تقویت کننده)، همچنین دارای مقاومت 20٪ از مقاومت بین ترمینال شدید A 1 یا A 2 و شیر مرکزی سیم پیچ اولیه خواهد بود. اگر ترانسفورماتور برای تقویت‌کننده‌ای با کیفیت بالاتر در نظر گرفته شده بود، محتمل‌ترین مکان برای این شیر، یک چرخش مربوط به 47 درصد مقاومت بین همین نقاط خواهد بود (پیکربندی تقویت‌کننده قدرت که حداقل اعوجاج را ایجاد می‌کند).

سیم پیچ ثانویه نیز به احتمال زیاد دارای تعداد سرنخ زوج یا یک ضربه خواهد بود. باید به خاطر داشت که در اوج شکوفایی لوله های الکترونیکیامپدانس های بلندگو یا 15 اهم (بلندگوهای با کیفیت بالا) یا 4 اهم بودند، بنابراین ترانسفورماتورهای خروجی برای این امپدانس ها بهینه شدند.

رایج ترین گزینه استفاده از دو بخش یکسان است که در آن سیم پیچ ها به صورت سری برای امپدانس بلندگوهای 15 اهم یا به صورت موازی برای امپدانس های 4 اهم (در واقع 3.75 اهم) استفاده می شود. اگر پس از تعیین سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور، دو سیم پیچی پیدا شود که هر کدام دارای مقاومت DC در حد 0.7 اهم هستند، به احتمال زیاد یک نمونه ترانسفورماتور استاندارد وجود دارد.

در ترانسفورماتورهای با کیفیت بالا، زمانی که سیم پیچ ثانویه با چهار بخش یکسان نشان داده شود، ایده فوق بیشتر توسعه می یابد. به صورت سری متصل می شوند، برای پایان دادن به یک بار 15 اهم استفاده می شود، با این حال، زمانی که همه به صورت موازی متصل شوند، یک بار 1 اهم را خاتمه می دهند. این به این دلیل نیست که بلندگوهای 1 اهم در دسترس بودند (دوران کراس اوورهای بی کیفیت هنوز فرا نرسیده است) ، بلکه به این دلیل است که درجه بیشتری از برش سیم پیچ باعث می شود تا ترانسفورماتور با کیفیت بالاتری به دست آید. بنابراین، باید به دنبال چهار سیم پیچ با مقاومت تقریباً یکسان باشید جریان مستقیمو از نظر قدر تقریباً 0.3 اهم است. همچنین باید در نظر داشت که علاوه بر این واقعیت که مقاومت تماس پروب می تواند در هنگام اندازه گیری مقاومت های بسیار کم نسبت بسیار قابل توجهی باشد (که باعث می شود نه تنها تماس تمیز، بلکه قابل اعتماد نیز داشته باشید) که ولت متر دیجیتال 2 رقمی معمولی 41/A دقت کافی را هنگام اندازه گیری چنین مقادیر مقاومت کوچکی ارائه نمی دهد، بنابراین اغلب لازم است حدس ها و فرضیاتی انجام شود.

اگر پس از شناسایی اولیه، مشخص شد که تمام سیم‌پیچ‌های باقی‌مانده به هم متصل شده‌اند، یک ثانویه با شیرآلات وجود دارد که بالاترین مقدار مقاومت آن بین پایانه‌های 0 اهم و (مثلاً) 16 اهم اندازه‌گیری می‌شود. با فرض اینکه هیچ شیر سیم پیچی وجود نداشته باشد که با مقاومت 8 اهم مطابقت داشته باشد، کمترین مقاومت DC از هر یک از این لیدها، شیر 4 اهم خواهد بود و نقطه 0 اهم به شیر 4 اهم نزدیک‌ترین خواهد بود (معمولاً در سیم‌پیچ‌های ثانویه). با شیرهای چرخشی تمایل دارند از سیم ضخیم تری برای شیر 4 اهم استفاده کنند). با این حال، اگر یک ضربه 8 Ω انتظار می رود، شیرها باید با استفاده از روش اندازه گیری شناسایی شوند. جریان متناوب، که در ادامه توضیح داده خواهد شد.

اگر هدف برخی از سیم پیچ ها را نمی توان تعیین کرد، به احتمال زیاد آنها برای بازخورد، احتمالاً روی کاتدهای لامپ های خروجی منفرد، یا برای سازماندهی بازخورد بین مرحله ای در نظر گرفته شده اند.

در هر صورت، شناسایی دقیق تر آنها را می توان بعداً انجام داد، زیرا مرحله بعدی تعیین نسبت تبدیل است و سپس از نتایج به دست آمده، امپدانس سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور را تعیین می کند.

توجه اگر چه اندازه‌گیری‌های زیر نباید خطری برای ایمنی ترانسفورماتور خروجی ایجاد کنند، اگر اندازه‌گیری‌های زیر به طور دقیق انجام شود، ممکن است مشکلاتی در پایانه‌های ترانسفورماتور وجود داشته باشد. ولتاژهای تهدید کننده زندگی بنابراین، اگر وجود داشته باشد هر نوعی اگر در مورد تجربه حرفه ای مورد نیاز برای انجام اندازه گیری های شرح داده شده در زیر شک دارید، باید فورا تلاش برای انجام آنها را متوقف کنید.

ترانسفورماتورهای خروجی مدارهای لوله برای کاهش ولتاژ از چند صد ولت به ده ها ولت در محدوده فرکانس از 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز طراحی شده اند، بنابراین اعمال ولتاژ شبکه به پایانه های سیم پیچ اولیه A 1 و A 2 انجام نمی شود. هر گونه تهدیدی برای ترانسفورماتور به شرطی که ترمینال های A 1 و A 2 به درستی تعیین شده باشند، باید ولتاژ شبکه را مستقیماً به پایانه های A 1 و A 2 اعمال کنید و ولتاژ سیم پیچ ثانویه را اندازه گیری کنید تا نسبت تبدیل (یا نسبت تعداد چرخش ها) را تعیین کنید. سیم پیچ اولیه و ثانویه). به طور دقیق، به دلایل ایمنی، توصیه می شود که ولتاژ شبکه را اعمال نکنید، بلکه کم ولتاژاز LATR.

آزمایش ترانسفورماتور باید به ترتیب زیر انجام شود:

فیوز را با کمترین آمپر فیوز موجود در سیم برق نصب کنید، به عنوان مثال، فیوز 3 A کافی است، اما فیوز 1 A ترجیح داده می شود.

ضمیمه شده به دوشاخه برق(ترجیحا با اتصال زمین) سه سیم کوتاه انعطاف پذیر. به دلایل واضح، آنها را "سیم های انتحاری" می نامند و بنابراین، در صورت عدم استفاده، باید جداگانه و زیر قفل و کلید نگهداری شوند.

یک حلقه قلع‌شده را به انتهای سیم با علامت "زمین" لحیم کنید و با استفاده از واشرهای مخصوص بریدگی که تماس الکتریکی بسیار خوبی را ایجاد می‌کند، فرول را به شاسی فلزی ترانسفورماتور بپیچید.

سیم فاز را به ترمینال A 1 و سیم خنثی (صفر) را به ترمینال A 2 لحیم کنید.

مطمئن شوید که موقعیت تمام بلوزهای اتصال روی سیم پیچ ثانویه ترسیم شده است و پس از آن همه آنها برداشته می شوند.

نوع اندازه گیری ولت متر دیجیتال را روی "ولتاژ متناوب" تنظیم کنید و آن را به پایانه های سیم پیچ ثانویه وصل کنید.

پس از اطمینان از اینکه مقیاس دستگاه در دید شماست، دوشاخه برق را به پریز وصل کنید. اگر دستگاه فوراً نتایج اندازه گیری را نشان نمی دهد، دوشاخه برق را جدا کنید. اگر دستگاه وجود

ولتاژ در سیم پیچ ثانویه، که مقدار آن قابل تعیین است، صبر کنید تا خوانش های دستگاه تثبیت شود، نتیجه را ثبت کنید، برق اصلی را خاموش کنید و دوشاخه را از پریز برق جدا کنید.

مقدار ولتاژ شبکه را بررسی کنید، برای این کار، یک ولت متر دیجیتال را به پایانه های A 1 و A 2 ترانسفورماتور وصل کنید و ولتاژ اصلی را دوباره روشن کنید. قرائت ابزار را ضبط کنید.

پس از آن، می توانید نسبت تبدیل را تعیین کنید "ن"، با استفاده از رابطه ساده زیر بین ولتاژها:

در نگاه اول، این روش خیلی مهم به نظر نمی رسد، اما باید به خاطر داشت که امپدانس ها متناسب با مجذور نسبت تبدیل هستند. ن 2، بنابراین، دانستن ارزش ن شما می توانید امپدانس اولیه را تعیین کنید، زیرا امپدانس ثانویه از قبل مشخص شده است. از بین تمام سیم های بسیار، ترانسفورماتور دارای پنج سیم است که از نظر الکتریکی به یکدیگر متصل شده اند (نتایج زمانی بدست آمد که اندازه گیری مقاومت الکتریکی انجام شد. ساخته شده با استفاده از تستر دیجیتال). حداکثر مقدار مقاومت بین دو سیم 236 اهم است، بنابراین، نتیجه گیری این سیم ها را می توان به عنوان A 1 و A 2 نامگذاری کرد. پس از اینکه یک پروب تستر دیجیتال به ترمینال A 1 متصل ماند، سیم دوم با مقاومت 110 اهم شناسایی شد. مقدار به دست آمده به اندازه کافی به مقدار مقاومت 118 اهم نزدیک است که این نقطه می تواند خروجی از نقطه مرکزی سیم پیچ اولیه ترانسفورماتور باشد. بنابراین، این سیم پیچ را می توان به عنوان سیم پیچ فشار قوی ترانسفورماتور شناسایی کرد. پس از آن، شما باید یکی از پروب های تستر دیجیتال را به شیر میانی سیم پیچ ولتاژ بالا ببرید و مقاومت را نسبت به دو پایه باقیمانده اندازه گیری کنید. مقدار مقاومت برای یک خروجی 29 اهم و برای خروجی دوم 32 اهم بود. با توجه به اینکه (29 اهم: 110 اهم) = 0.26 و (32 اهم: 118 اهم) = 0.27، می توان فرض کرد که این پین ها به عنوان شیرهای فوق خطی برای به دست آوردن حداکثر توان استفاده می شوند (یعنی حدود 20٪ سیم پیچ هستند. ). یکی از پایانه ها که مقاومت آن نسبت به ترمینال A مقدار کمتری دارد، نشان دهنده یک ضربه به شبکه لامپ 2 است. V 1 ، g 2 (V1) و شیر دوم - به شبکه 2 لامپ V 2 ، g 2 (V2) (شکل 5.23).

سیم پیچ ثانویه فقط دو بخش دارد، بنابراین به احتمال زیاد آنها برای اتصال یک بار 4 اهم طراحی شده اند. سپس این فرض با اندازه‌گیری مقاومت سیم‌پیچ‌های مقطع تأیید می‌شود، برای اولی آنها 0.6 اهم و برای دومی 0.8 اهم بود که با مقادیر معمولی برای سیم‌پیچ‌هایی که برای مطابقت با بارهای 4 اهم طراحی شده‌اند، مطابقت دارد.

برنج. 5.23 شناسایی سیم پیچ های ترانسفورماتور با پارامترهای ناشناخته

هنگامی که ترانسفورماتور به شبکه متصل شد، ولتاژ متناوب شبکه 252 ولت ثبت شد و ولتاژ سیم پیچ های ثانویه 5.60 ولت بود. با جایگزینی مقادیر به دست آمده در فرمول محاسبه نسبت تبدیل، به دست می آوریم:

امپدانس های سیم پیچ به نسبت تغییر می کنند ن 2، بنابراین نسبت امپدانس اولیه به امپدانس ثانویه 45 2 = 2025 است. از آنجایی که ولتاژ روی سیم پیچ ثانویه در یک بخش 4 اهم اندازه گیری شد، امپدانس سیم پیچ اولیه باید (2025 x 4 اهم) = 8100 اهم باشد. این نتیجه کاملا قابل قبول است، زیرا اندازه گیری با استفاده از ولتاژ شبکه 252 ولت و فرکانس 50 هرتز می تواند نقطه عملیاتی را به ناحیه اشباع نزدیک تر کند که منجر به خطا در تعیین پارامترها می شود، بنابراین می توان مقدار حاصل را به سمت بالا گرد کرد تا 8 کیلو اهم

در مرحله بعد، باید ابتدا و انتهای سیم پیچ های هر بخش از سیم پیچ ثانویه ترانسفورماتور را تعیین کنید. این کار با اتصال تنها یک سیم بین یک و بخش دوم انجام می شود، بنابراین سیم پیچ های بخش ها را به صورت سری شامل می شود. پس از اعمال ولتاژ به سیم‌پیچ اولیه، دو برابر مقدار ولتاژ سیم‌پیچ ثانویه در مقایسه با ولتاژ جداگانه هر سیم‌پیچ دریافت می‌کنیم. یعنی ولتاژهای دو بخش مکمل یکدیگر هستند و بنابراین، انتهای سیم پیچ قسمت اول به ابتدای سیم پیچ قسمت دوم متصل است، بنابراین می توانید خروجی قسمت را تعیین کنید. سیم اتصال به صورت "+" و انتهای دیگر به "-" ختم می شود. با این حال، اگر در سیم پیچ ثانویه ولتاژ وجود نداشته باشد، به این معنی است که سیم‌پیچ‌ها در دو بخش مخالف یکدیگر روشن می‌شوند، بنابراین هر دو خروجی را می‌توان به عنوان "+" یا "-" تعیین کرد.

پس از تعیین تمام بخش های مشخصات یکسان و تعیین نقاط شروع سیم پیچ ها برای آنها، ولتاژ تمام سیم پیچ های باقیمانده را می توان اندازه گیری کرد، نسبت تبدیل را می توان برای آنها تعیین کرد، یا نسبت به سیم پیچ اولیه یا نسبت به ثانویه، بسته به اینکه کدام روش راحت تر خواهد بود. از این نقطه به بعد، استفاده از یک مدار با نکات کوتاه راحت تر است، بنابراین، به عنوان مثال، افزایش دو برابری ولتاژ سیم پیچ ثانویه بسیار مهم است، زیرا این واقعیت می تواند به معنای وجود یک بخش با از نقطه میانی ضربه بزنید، یا ضربه های 4 اهم و 16 اهم.

دلایل اصلی خرابی ترانسفورماتورها در مسیر فرکانس صوتی

ترانسفورماتورها متعلق به قطعات الکترونیکیبا طولانی ترین عمر سرویس، به 40 سال یا بیشتر می رسد. با این حال، گاهی اوقات آنها ممکن است شکست بخورند. سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور از سیم ساخته شده‌اند که در صورت عبور جریان بیش از حد بالا ممکن است از کار بیفتند و اگر ولتاژ اعمال شده به سیم‌پیچ‌ها از مقادیر مجاز بیشتر شود، عایق سیم می‌تواند شکسته شود.

رایج ترین حالتی که در آن ترانسفورماتورهای خروجی از کار می افتند زمانی است که مجبور می شوند برای تقویت کننده در حالت اضافه بار کار کنند. هنگامی که یک لوله خروجی کاملاً خاموش است (مثلاً خراب شده است) در حالی که دیگری در حالت اضافه بار کار می کند، این می تواند در تقویت کننده فشار کش رخ دهد. اندوکتانس نشتی آن نیمه از ترانسفورماتور، که باید جریان لامپ خاموش را عبور دهد، تمایل دارد جریان این نیمه سیم پیچ را بدون تغییر نگه دارد، که مستلزم ظهور اضافه ولتاژهای قابل توجه در سیم پیچ اولیه است (عمدتاً به دلیل خود به خود. القایی EMF)، منجر به شکست عایق interturn. فرآیند تغییر ولتاژ در سیم پیچ القایی در طول زمان با معادله دیفرانسیل زیر مشخص می شود:

از آنجایی که وقتی جریان قطع می شود، مشتق آن به سمت بی نهایت می رود دی/dt ≈ ∞، EMF در حال ظهور خود القایی ولتاژی را در نیمه سیم پیچ در مدار یک لامپ خراب ایجاد می کند، که به طور قابل توجهی از مقدار منبع برق با ولتاژ بالا فراتر می رود، که می تواند به راحتی عایق وقفه را بشکند.

همچنین خرابی عایق می تواند ناشی از شرایط عملکرد نامناسب تجهیزات باشد. بنابراین. به عنوان مثال، اگر رطوبت به ترانسفورماتور نفوذ کند، عایق (که اغلب کاغذ مخصوص است) رساناتر می شود، که احتمال خرابی آن را بسیار افزایش می دهد.

همچنین خطر خرابی ترانسفورماتور خروجی در مورد عملکرد تقویت کننده برای بلندگوها وجود دارد که مقاومت آن بسیار کمتر از حد لازم است. در این حالت، در سطوح حجمی بالا، جریان‌هایی که از سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتور عبور می‌کنند ممکن است به میزان قابل توجهی فراتر رود.

مشکل خاص دیگر در برخی موارد در تقویت کننده های با کیفیت پایین رخ می دهد، به عنوان مثال، آنهایی که در یک زمان به طور گسترده برای گیتار الکتریک استفاده می شدند. از آنجایی که سرعت جریان در هنگام اضافه بار بسیار زیاد است و کیفیت ترانسفورماتور خروجی مورد استفاده در تقویت کننده های گیتار الکتریک معمولاً خیلی خوب نیست، مقادیر بالای اندوکتانس نشتی می تواند منجر به چنین ولتاژهای بالایی (emf خود القایی) شود. سیم پیچی که وقوع قوس الکتریکی خارجی منتفی نیست. در این مورد، خود ترانسفورماتور می تواند به گونه ای طراحی شود که به طور ایمن در برابر چنین اضافه ولتاژ تصادفی مقاومت کند. ولتاژ مورد نیاز برای راه اندازی قوس الکتریکی تا حدی به میزان آلودگی مسیری که در آن ایجاد می شود بستگی دارد، بنابراین آلودگی (به ویژه رسانا) این ولتاژ قوس را کاهش می دهد. به همین دلیل است که ردپای کربن باقی مانده از فرآیندهای قوس قدیمی بدون شک منجر به کاهش ولتاژ مورد نیاز برای وقوع یک فرآیند قوس جدید می شود.