مقاومة الدائرة القصيرة للمحول. وضع ماس كهربائى للمحول

وضع دائرة مقصورةيُسمى المحول بهذا الوضع عندما يتم إغلاق مخرجات الملف الثانوي بواسطة موصل بمقاومة تساوي الصفر (ZH = 0). يتم إنشاء ماس كهربائى للمحول في ظل ظروف التشغيل وضع الطوارئ، لأن التيار الثانوي، وبالتالي الزيادة الأولية بعدة عشرات المرات مقارنة بالاسمية. لذلك، في الدوائر التي تحتوي على محولات، يتم توفير الحماية، في حالة حدوث ماس كهربائى، يتم إيقاف تشغيل المحول تلقائيًا.

في ظل ظروف المختبر، من الممكن إجراء اختبار ماس كهربائى للمحول، حيث تكون أطراف الملف الثانوي قصيرة الدائرة، ويتم تطبيق مثل هذا الجهد Uk على الملف الأولي، حيث ينخفض ​​التيار في الملف الأولي لا تتجاوز القيمة الاسمية (Ik هي خاصية المحول الموضح في جواز السفر.

هكذا (٪):

حيث U1nom هو الجهد الأساسي المقدر.

يعتمد جهد الدائرة القصيرة على الجهد العالي لملفات المحولات. لذلك، على سبيل المثال، عند أعلى جهد 6-10 كيلو فولت بالمملكة المتحدة = 5.5%، عند 35 كيلو فولت بالمملكة المتحدة = 6.5÷7.5%، عند 110 كيلو فولت بالمملكة المتحدة = 10.5%، إلخ. كما يمكن رؤيته، مع زيادة الجهد العالي المقدر يزيد من جهد الدائرة القصيرة للمحول.

عندما يكون الجهد الكهربائي في المملكة المتحدة 5-10% من الجهد الأساسي المقدر، فإن تيار المغنطة (تيار عدم التحميل) ينخفض ​​بمقدار 10-20 مرة أو حتى بشكل أكثر أهمية. لذلك، في وضع الدائرة القصيرة، يعتبر ذلك

يتناقص التدفق المغناطيسي الرئيسي F أيضًا بمقدار 10-20 مرة، وتصبح تدفقات التسرب في اللفات متناسبة مع التدفق الرئيسي.

لأنه في حالة وجود ماس كهربائى للملف الثانوي للمحول، فإن الجهد عند أطرافه U2 = 0، المعادلة e. د.س. لأنها تأخذ الشكل

ويتم كتابة معادلة الجهد للمحول كـ

تتوافق هذه المعادلة مع الدائرة المكافئة للمحول الموضح في الشكل. 1.

الرسم التخطيطي المتجه للمحول أثناء ماس كهربائى يتوافق مع المعادلة والمخطط في الشكل. 1 يظهر في الشكل. 2. يحتوي جهد الدائرة القصيرة على مكونات نشطة ومتفاعلة. تعتمد الزاوية φk بين متجهات هذه الفولتية والتيارات على النسبة بين المكونات الحثية النشطة والمتفاعلة لمقاومة المحولات.

أرز. 1. الدائرة المكافئة للمحول في حالة قصر الدائرة

أرز. 2. مخطط متجه لمحول في دائرة كهربائية قصيرة

للمحولات ذات القدرة المقدرة 5-50 كيلو فولت أمبير XK/RK = 1 ÷ 2؛ بقدرة مقدرة تبلغ 6300 كيلو فولت أمبير أو أكثر XK/RK = 10 أو أكثر. ولذلك، يعتقد أن المحولات قوة عاليةالمملكة المتحدة = اوكرانيا، و معاوقة ZK = هونج كونج.

تجربة ماس كهربائى.

يتم إجراء هذه التجربة، مثل اختبار الدائرة المفتوحة، لتحديد معلمات المحول. يتم تجميع دائرة (الشكل 3)، حيث يتم قصر دائرة الملف الثانوي بواسطة وصلة معدنية أو موصل بمقاومة قريبة من الصفر. يتم تطبيق جهد Uk على الملف الأولي، حيث يكون التيار فيه مساويًا للقيمة الاسمية I1nom.

أرز. 3. مخطط تجربة ماس كهربائى للمحولات

وفقا لبيانات القياس، يتم تحديد المعلمات التالية للمحول.

جهد الدائرة القصيرة

حيث UK هو الجهد المقاس بالفولتميتر عند I1، = I1nom. في وضع الدائرة القصيرة، تكون المملكة المتحدة صغيرة جدًا، لذا تكون خسائر عدم التحميل أقل بمئات المرات من مع الفولطية. وبالتالي، يمكننا أن نفترض أن Рpo = 0 والقدرة المقاسة بواسطة مقياس الواط هي فقدان الطاقة Рpc بسبب المقاومة النشطة لملفات المحولات.

في I1 الحالي، = I1nom الحصول عليها خسائر الطاقة المقدرة للتدفئة المتعرجة Rpk.nom، والتي تسمى الخسائر الكهربائية أو خسائر الدائرة القصيرة.

من معادلة الجهد للمحول، وكذلك من الدائرة المكافئة (انظر الشكل 1)، نحصل عليها

حيث ZK هي مقاومة المحول.

كما تعلمون، في وضع التحميل، يتم تشغيل اللف الثانوي للمحول من خلال مقاومة أجهزة الاستقبال. في الدائرة الثانوية، يتم ضبط تيار يتناسب مع حمل المحول. عند الأكل عدد كبيرأجهزة الاستقبال، ليس من غير المألوف أن يتم كسر عزل أسلاك التوصيل. إذا تلامست الأسلاك التي تغذي أجهزة الاستقبال في أماكن تلف العزل، فسيحدث وضع يسمى ماس كهربائى (ماس كهربائى) لقسم الدائرة. إذا كانت أسلاك التوصيل القادمة من الملف قريبة في مكان ما عند النقطتين a و b الموجودتين قبل مستقبل الطاقة (الشكل 1)، فسوف تحدث دائرة كهربائية قصيرة في الملف الثانوي للمحول. في هذا الوضع، سيتم قصور الملف الثانوي. في الوقت نفسه، سيستمر في تلقي الطاقة من اللف الأولي وإعطائها الدائرة الثانوية، والذي يتكون الآن فقط من اللف وجزء من أسلاك التوصيل. 1 - اللف الابتدائي. 2 - اللف الثانوي. 3- الدائرة المغناطيسية الشكل 1 - ماس كهربائى عند أطراف الملف الثانوي للمحولللوهلة الأولى، يبدو أنه في حالة حدوث ماس كهربائى، يجب أن ينهار المحول حتمًا، لأن المقاومة r 2 لأسلاك اللف والتوصيل أقل بعشر مرات من المقاومة r لجهاز الاستقبال. إذا افترضنا أن مقاومة الحمل r أكبر 100 مرة على الأقل من r 2، فيجب أن يكون تيار الدائرة القصيرة I 2k أكبر 100 مرة من التيار I 2 عند عملية عاديةمحول. لأن التيار الابتدائييزيد أيضًا 100 مرة (I 1 ω 1 \u003d I 2 ω 2) ، ستزداد الخسائر في ملفات المحولات بشكل حاد ، أي 100 2 مرة (I 2 r) ، أي 10000 مرة. في ظل هذه الظروف، ستصل درجة حرارة اللفات إلى 500-600 درجة مئوية خلال 1-2 ثانية وسوف تحترق بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء تشغيل المحول بين اللفات، توجد دائمًا قوى ميكانيكية تميل إلى دفع الملف بعيدًا في الاتجاهين الشعاعي والمحوري. تتناسب هذه الجهود مع منتج التيارات I 1 I 2 في اللفات، وإذا زاد كل من التيارات I 1 و I 2 خلال دائرة كهربائية قصيرة، على سبيل المثال، 100 مرة، فإن الجهود ستزيد 10000 مرة. في هذه الحالة، ستصل قيمتها إلى مئات الأطنان وسيتعين تدمير ملفات المحولات على الفور. ومع ذلك، هذا لا يحدث في الممارسة العملية. تتحمل المحولات، كقاعدة عامة، دوائر قصيرة في تلك الفترات الزمنية القصيرة جدًا حتى تقوم الحماية بفصلها عن الشبكة. في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة، يتجلى عمل بعض المقاومة الإضافية بشكل حاد، مما يحد من تيار الدائرة القصيرة في اللفات. ترتبط هذه المقاومة بالتدفقات المغناطيسية المتسربة Ф Р1 و Ф Р2، والتي تتفرع من التدفق الرئيسي Ф 0 وتغلق كل منها حول جزء من لفات الملف "الخاص بها" 1 أو 2 (الشكل 2).

1 - اللف الابتدائي. 2 - اللف الثانوي. 3 - المحور المشترك لللفات وجوهر المحول. 4 - الدائرة المغناطيسية. 5 - قناة التشتت الرئيسية الشكل 2 - تدفقات التسرب والترتيب المتحد المركز لملفات المحولات من الصعب للغاية قياس حجم التشتت بشكل مباشر: فالمسارات التي يمكن من خلالها إغلاق هذه التدفقات متنوعة للغاية. لذلك، من الناحية العملية، يتم تقييم التبديد من خلال تأثيره على الجهد والتيارات في اللفات. من الواضح أن تدفقات التسرب تزداد مع زيادة تدفق التيار في اللفات. ومن الواضح أيضًا أنه أثناء التشغيل العادي للمحول، يكون تدفق التسرب جزءًا صغيرًا نسبيًا من التدفق الرئيسي Ф 0 . في الواقع، يرتبط تدفق التشتت فقط بجزء من المنعطفات، ويرتبط التدفق الرئيسي بجميع المنعطفات. بالإضافة إلى ذلك، يُجبر تدفق التشتت في معظم المسار على المرور عبر الهواء، حيث يتم اعتبار النفاذية المغناطيسية كوحدة، أي أنها أقل بمئات المرات من النفاذية المغناطيسية للفولاذ، والتي يغلق التدفق على طولها Ф 0 . كل هذا ينطبق على التشغيل العادي ووضع الدائرة القصيرة للمحول. ومع ذلك، نظرا لأن تدفقات التسرب يتم تحديدها بواسطة التيارات في اللفات، وفي وضع الدائرة القصيرة، تزيد التيارات مئات المرات، وتزداد التدفقات F p بنفس المقدار؛ وفي الوقت نفسه، فهي تتجاوز بشكل كبير التدفق Ф 0 . تحدث تدفقات التسرب في اللفات emf ذاتية الحث E p1 و E p2 الموجهة ضد التيار. المقاومة، على سبيل المثال، emf E p2 يمكن اعتبارها مقاومة إضافية في دائرة اللف الثانوية عندما تكون دائرة قصر. وتسمى هذه المقاومة رد الفعل. بالنسبة لللف الثانوي، فإن المعادلة E 2 \u003d U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2) صالحة. في وضع الدائرة القصيرة، U 2 \u003d 0 ويتم تحويل المعادلة على النحو التالي: E 2 \u003d I 2K r 2K + (-E p2K)، أو E 2 \u003d I 2K r 2K + I 2K x 2K، حيث يكون يشير المؤشر "k" إلى المقاومة والتيارات في وضع الدائرة القصيرة؛ أنا 2 ك × 2 ك - انخفاض الجهد الحثي في ​​وضع الدائرة القصيرة، يساوي قيمة E ص 2 ك ; × 2 ك - مفاعلة اللف الثانوي. تظهر التجربة أنه اعتمادًا على قوة المحول، تكون المقاومة × 2 أكبر من 5 إلى 10 مرات من r 2. لذلك، في الواقع، التيار I 2 K ليس 100، ولكن فقط 10-20 مرة أكبر من التيار I 2 أثناء التشغيل العادي للمحول (نحن نهمل المقاومة النشطة بسبب قيمتها الصغيرة). وبالتالي، في الواقع، فإن الخسائر في اللفات لن تزيد بعامل 10000، ولكن فقط بعامل 100-400؛ بالكاد تصل درجة حرارة اللفات أثناء الدائرة القصيرة (بضع ثوانٍ) إلى 150-200 درجة مئوية ولن يحدث أي ضرر جسيم في المحول خلال هذا الوقت القصير. لذلك، بفضل التبديد، فإن المحول نفسه قادر على حماية نفسه من تيارات الدائرة القصيرة. جميع الظواهر التي تم النظر فيها تحدث أثناء ماس كهربائي عند أطراف (مدخلات) الملف الثانوي (انظر النقطتين أ و ب في الشكل 1). هذا هو وضع الطوارئ بالنسبة لمعظم الناس محولات الكهرباءوبالطبع لا يحدث ذلك كل يوم أو حتى كل عام. أثناء التشغيل (15-20 سنة)، يمكن أن يحتوي المحول على عدد قليل فقط من هذه الدوائر القصيرة الشديدة. ومع ذلك، يجب تصميمها وتصنيعها بطريقة لا تؤدي إلى تدميرها والتسبب في وقوع حادث. من الضروري أن نتخيل بوضوح الظواهر التي تحدث في المحول أثناء ماس كهربائى، لتجميع المكونات الأكثر أهمية في تصميمه بوعي. وفي هذا الصدد قال أحد أهم الخصائصمحول - جهد الدائرة القصيرة.

تجربة الدائرة القصيرة للمحولات

ينبغي التمييز بين ماس كهربائى في الظروف التشغيلية وتجربة ماس كهربائى.

محول الدائرة القصيرة يتم استدعاء وضعه عندما يكون الملف الثانوي للمحول قصير الدائرة. في ظل ظروف التشغيل، تعتبر الدائرة القصيرة بمثابة وضع طوارئ يتم فيه إطلاق كمية كبيرة من الحرارة داخل المحول والتي يمكن أن تدمره.

تجربة الدائرة القصيرة يتم تنفيذه عند انخفاض كبير إلى قيمة صغيرة للجهد الأساسي (حوالي 5-10٪ من الجهد الأساسي المقدر). يتم اختيار قيمته بحيث يكون التيار I 1 في الملف الأولي مساوياً للقيمة الاسمية، على الرغم من قصر دائرة الملف الثانوي. باستخدام مجموعة من أدوات القياس (الشكل 103)، من خلال الخبرة، يتم تحديد الجهد U 1k والتيار I 1 k والقدرة P 1 k .

الحالي أنا 2 بالقيمة الاسمية 1 سيكون لها أيضًا قيمة اسمية. محررون ه 2 في هذه التجربة سوف يغطي فقط انخفاض الجهد الداخلي، أي E 2 K \u003d I 2 z 2 , وعند الحمل المقنن

2 = 2 + 2

ولذلك، فإن E 2 k لا يمثل سوى نسبة قليلة من ه 2 . قوة دافعة صغيرة ه 2 يتوافق مع تدفق مغناطيسي رئيسي صغير. تتناسب خسائر الطاقة في الدائرة المغناطيسية مع مربع التدفق المغناطيسي، وبالتالي، أثناء اختبار الدائرة القصيرة، فهي غير ذات أهمية. لكن في كلا الملفين في هذه التجربة، التيارات لها قيم اسمية، وبالتالي فإن فقدان الطاقة في الملفين هو نفسه كما هو الحال مع الحمل المقدر. وبالتالي، فإن الطاقة P 1k، التي يتلقاها المحول من الشبكة أثناء اختبار الدائرة القصيرة، يتم إنفاقها على فقدان الطاقة في الأسلاك المتعرجة:

ف 1 ك \u003d أنا 2 1 ص 1 + أنا 2 2 ص 2 .

في الوقت نفسه، على أساس جهد الدائرة القصيرة، يتم تحديد انخفاض الجهد في المحول عند الحمل المقدر (في٪ من الجهد الأساسي). لهذه الأسباب، الجهد ماس كهربائى (مع لف ماس كهربائى جهد منخفض) تتم الإشارة إليه دائمًا على ملصق المحول.

وضع الدائرة القصيرة

كما تعلمون، في وضع التحميل، يتم تشغيل اللف الثانوي للمحول من خلال مقاومة أجهزة الاستقبال. في الدائرة الثانوية، يتم ضبط تيار يتناسب مع حمل المحول. عند تغذية عدد كبير من أجهزة الاستقبال، ليس من غير المألوف أن ينكسر عزل أسلاك التوصيل. إذا تلامست الأسلاك التي تغذي أجهزة الاستقبال في أماكن تلف العزل، فسيحدث وضع يسمى ماس كهربائى (ماس كهربائى) لقسم الدائرة. إذا كانت أسلاك التوصيل القادمة من الملف قريبة في مكان ما عند النقطتين a و b الموجودتين قبل مستقبل الطاقة (الشكل 1)، فسوف تحدث دائرة كهربائية قصيرة في الملف الثانوي للمحول. في هذا الوضع، سيتم قصور الملف الثانوي. في الوقت نفسه، سيستمر في تلقي الطاقة من اللف الأولي وإعطائها إلى الدائرة الثانوية، والتي تتكون الآن فقط من اللف وجزء من الأسلاك المتصلة.

1 - اللف الابتدائي. 2 - اللف الثانوي. 3- النواة المغناطيسية الشكل 1 - ماس كهربائى عند أطراف الملف الثانوي للمحولللوهلة الأولى، يبدو أنه في حالة حدوث ماس كهربائى، يجب أن ينهار المحول حتمًا، لأن المقاومة r 2 لأسلاك اللف والتوصيل أقل بعشر مرات من المقاومة r لجهاز الاستقبال. إذا افترضنا أن مقاومة الحمل r أكبر 100 مرة على الأقل من r 2، فيجب أن يكون تيار الدائرة القصيرة I 2k أكبر 100 مرة من التيار I 2 أثناء التشغيل العادي للمحول. نظرًا لأن التيار الأساسي يزيد أيضًا 100 مرة (I 1 ω 1 \u003d I 2 ω 2) ، فإن الخسائر في ملفات المحولات ستزداد بشكل حاد ، أي 100 2 مرة (I 2 r) ، أي 10000 مرة. في ظل هذه الظروف، ستصل درجة حرارة اللفات إلى 500-600 درجة مئوية خلال 1-2 ثانية وسوف تحترق بسرعة. بالإضافة إلى ذلك، أثناء تشغيل المحول بين اللفات، توجد دائمًا قوى ميكانيكية تميل إلى دفع الملف بعيدًا في الاتجاهين الشعاعي والمحوري. تتناسب هذه الجهود مع منتج التيارات I 1 I 2 في اللفات، وإذا زاد كل من التيارات I 1 و I 2 خلال دائرة كهربائية قصيرة، على سبيل المثال، 100 مرة، فإن الجهود ستزيد 10000 مرة. في هذه الحالة، ستصل قيمتها إلى مئات الأطنان وسيتعين تدمير ملفات المحولات على الفور. ومع ذلك، هذا لا يحدث في الممارسة العملية. تتحمل المحولات، كقاعدة عامة، دوائر قصيرة في تلك الفترات الزمنية القصيرة جدًا حتى تقوم الحماية بفصلها عن الشبكة. في حالة وجود دائرة كهربائية قصيرة، يتجلى عمل بعض المقاومة الإضافية بشكل حاد، مما يحد من تيار الدائرة القصيرة في اللفات. ترتبط هذه المقاومة بالتدفقات المغناطيسية المتسربة Ф Р1 و Ф Р2، والتي تتفرع من التدفق الرئيسي Ф 0 وتغلق كل منها حول جزء من لفات الملف "الخاص بها" 1 أو 2 (الشكل 2).

1 - اللف الابتدائي. 2 - اللف الثانوي. 3 - المحور المشترك لللفات وجوهر المحول. 4 - الدائرة المغناطيسية. 5 - قناة التشتت الرئيسية الشكل 2 - تدفقات التسرب والترتيب المتحد المركز لملفات المحولات من الصعب للغاية قياس حجم التشتت بشكل مباشر: فالمسارات التي يمكن من خلالها إغلاق هذه التدفقات متنوعة للغاية. لذلك، من الناحية العملية، يتم تقييم التبديد من خلال تأثيره على الجهد والتيارات في اللفات. من الواضح أن تدفقات التسرب تزداد مع زيادة تدفق التيار في اللفات. ومن الواضح أيضًا أنه أثناء التشغيل العادي للمحول، يكون تدفق التسرب جزءًا صغيرًا نسبيًا من التدفق الرئيسي Ф 0 . في الواقع، يرتبط تدفق التشتت فقط بجزء من المنعطفات، ويرتبط التدفق الرئيسي بجميع المنعطفات. بالإضافة إلى ذلك، يُجبر تدفق التشتت في معظم المسار على المرور عبر الهواء، حيث يتم اعتبار النفاذية المغناطيسية كوحدة، أي أنها أقل بمئات المرات من النفاذية المغناطيسية للفولاذ، والتي يغلق التدفق على طولها Ф 0 . كل هذا ينطبق على التشغيل العادي ووضع الدائرة القصيرة للمحول. ومع ذلك، نظرا لأن تدفقات التسرب يتم تحديدها بواسطة التيارات في اللفات، وفي وضع الدائرة القصيرة، تزيد التيارات مئات المرات، وتزداد التدفقات F p بنفس المقدار؛ وفي الوقت نفسه، فهي تتجاوز بشكل كبير التدفق Ф 0 . تحدث تدفقات التسرب في اللفات emf ذاتية الحث E p1 و E p2 الموجهة ضد التيار. المقاومة، على سبيل المثال، emf E p2 يمكن اعتبارها مقاومة إضافية في دائرة اللف الثانوية عندما تكون دائرة قصر. وتسمى هذه المقاومة رد الفعل. بالنسبة لللف الثانوي، فإن المعادلة E 2 \u003d U 2 + I 2 r 2 + (-E p2) صالحة. في وضع الدائرة القصيرة، U 2 \u003d 0 ويتم تحويل المعادلة على النحو التالي: E 2 \u003d I 2K r 2K + (-E p2K)، أو E 2 \u003d I 2K r 2K + I 2K x 2K، حيث يكون يشير المؤشر "k" إلى المقاومة والتيارات في وضع الدائرة القصيرة؛ I 2K x 2K - انخفاض الجهد الحثي في ​​وضع الدائرة القصيرة، يساوي قيمة E p2K ; × 2K - مفاعلة اللف الثانوي. تظهر التجربة أنه اعتمادًا على قوة المحول، تكون المقاومة × 2 أكبر من 5 إلى 10 مرات من r 2. لذلك، في الواقع، فإن التيار I 2K ليس 100، ولكن فقط 10-20 مرة أكبر من التيار I 2 أثناء التشغيل العادي للمحول (نحن نهمل المقاومة النشطة بسبب قيمتها الصغيرة). وبالتالي، في الواقع، فإن الخسائر في اللفات لن تزيد بعامل 10000، ولكن فقط بعامل 100-400؛ بالكاد تصل درجة حرارة اللفات أثناء الدائرة القصيرة (بضع ثوانٍ) إلى 150-200 درجة مئوية ولن يحدث أي ضرر جسيم في المحول خلال هذا الوقت القصير. لذلك، بفضل التبديد، فإن المحول نفسه قادر على حماية نفسه من تيارات الدائرة القصيرة. جميع الظواهر التي تم النظر فيها تحدث أثناء ماس كهربائي عند أطراف (مدخلات) الملف الثانوي (انظر النقطتين أ و ب في الشكل 1). وهذه عملية طارئة لمعظم محولات الطاقة وبالطبع لا تحدث كل يوم أو حتى كل عام. أثناء التشغيل (15-20 سنة)، يمكن أن يحتوي المحول على عدد قليل فقط من هذه الدوائر القصيرة الشديدة. ومع ذلك، يجب تصميمها وتصنيعها بطريقة لا تؤدي إلى تدميرها والتسبب في وقوع حادث. من الضروري أن نتخيل بوضوح الظواهر التي تحدث في المحول أثناء ماس كهربائى، لتجميع المكونات الأكثر أهمية في تصميمه بوعي. في هذا الصدد، تلعب إحدى أهم خصائص المحول دورًا مهمًا للغاية، وهو جهد الدائرة القصيرة.

تحديد معلمات المحولات

عن طريق الصدفة تمامًا، يمكن للقارئ أن يقع في أيدي محول إخراج قديم، والذي، إذا حكمنا عليه مظهر، يجب أن تتمتع بخصائص جيدة، ولكن لا توجد معلومات على الإطلاق حول ما لا يزال مخفيًا بداخلها. لحسن الحظ، من السهل جدًا تحديد معلمات محول الإخراج القديم باستخدام مقياس الفولتميتر العالمي الرقمي فقط، نظرًا لأن تصميمها يتبع دائمًا قواعد محددة بدقة.

قبل الشروع في الاختبار، من الضروري رسم مخطط لجميع التوصيلات الخارجية والوصلات على المحول، ثم إزالتها. (إن استخدام الكاميرا الرقمية لهذا الغرض أثبت أنه مثمر للغاية.) بالطبع، يجب النقر على الملف الأولي من نقطة المنتصف للسماح باستخدام المحول في دائرة الدفع والسحب، ويمكن إضافة حنفيات إضافية إلى هذا الملف لتوفير عملية خطية للغاية. كقاعدة عامة، ستكون مقاومة ملف التيار المستمر، المقاسة بمقياس الأومتر بين النقاط القصوى للملف، هي أقصى قيمة للمقاومة بين جميع القيم المقاسة ويمكن أن تتراوح من 100 إلى 300 أوم. إذا تم العثور على ملف بقيمة مقاومة مماثلة، ففي جميع الحالات تقريبًا، يمكن الافتراض أنه تم تحديد أطراف المحولات A 1 و A 2 المقابلة للنقاط القصوى للملف الأولي.

بالنسبة للمحولات عالية الجودة، يتم لف الملف الأولي بشكل متناظر، أي أن المقاومة بين الطرفين المتطرفين A 1 و A 2 ونقطة المنتصف للملف عالي الجهد متساوية دائمًا، وبالتالي فإن الخطوة التالية هي تحديد الطرف الذي له المقاومة بينه وبين المطرافين A 1 و A 2 ستكون مساوية لنصف المقاومة بين النقاط القصوى للملف الأولي. ومع ذلك، فإن النماذج الأرخص من المحولات قد لا تكون مصنوعة بعناية، وبالتالي فإن المقاومة بين نصفي الملف قد لا تكون متساوية تمامًا مع بعضها البعض.

نظرًا لأن اللف الأساسي للمحول، دون أي استثناء، يستخدم سلكًا من نفس القسم، وهو الصنبور الموجود على المنعطف، وهو 20٪ من إجمالي عدد اللفات بين الصنبور المركزي عالي الجهد والخرج A 1 أو A 2، (التكوين للحصول على الطاقة الكاملة للمكبر)، سيكون لها أيضًا مقاومة بنسبة 20٪ من المقاومة بين الطرف الأقصى A 1 أو A 2 والصنبور المركزي للملف الأولي. إذا كان المحول مخصصًا لمضخم صوت عالي الجودة، فإن الموقع الأكثر احتمالًا لهذا الصنبور سيكون دورة تتوافق مع 47% من المقاومة بين هذه النقاط نفسها (تكوين مضخم الطاقة الذي يوفر الحد الأدنى من التشوه).

من المرجح أن يكون للملف الثانوي أيضًا عدد زوجي من الخيوط، أو سيكون به نقرة واحدة. ضع في اعتبارك أنه في ذروة الأنابيب المفرغة، كانت ممانعات مكبر الصوت إما 15 أوم (مكبرات صوت عالية الجودة) أو 4 أوم، لذلك تم تحسين محولات الإخراج لهذه الممانعات.

الخيار الأكثر شيوعًا هو استخدام قسمين متطابقين حيث يتم استخدام اللفات على التوالي لممانعات مكبر صوت 15 أوم، أو على التوازي لممانعات 4 أوم (في الواقع 3.75 أوم). إذا، بعد تحديد اللف الأولي للمحول، تم العثور على ملفين لهما مقاومة تيار مستمر تبلغ 0.7 أوم لكل منهما، فمن المرجح أن تكون هناك عينة محول قياسية.

في المحولات ذات الجودة العالية، يتم تطوير الفكرة المذكورة أعلاه بشكل أكبر عندما يتم تمثيل الملف الثانوي بأربعة أقسام متطابقة. يتم توصيلها على التوالي، ويتم استخدامها لإنهاء حمل قدره 15 أوم، ومع ذلك، عندما يتم توصيلها جميعاً على التوازي، فإنها ستنهي حملاً قدره 1 أوم. هذا لا يرجع إلى حقيقة أن مكبرات الصوت 1 أوم كانت متاحة (عصر عمليات الانتقال ذات الجودة الرديئة لم يصل بعد)، ولكن إلى حقيقة أن درجة أكبر من تقسيم الملف جعلت من الممكن الحصول على محول عالي الجودة. لذلك، يجب أن تبحث عن أربع لفات بنفس المقاومة تقريبًا التيار المباشرويساوي حجمه حوالي 0.3 أوم. يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه بالإضافة إلى حقيقة أن مقاومة التلامس للمسبار يمكن أن تكون نسبة مهمة جدًا عند قياس مقاومات منخفضة جدًا (مما يجعل من الضروري ليس فقط أن يكون لديك اتصال نظيف ولكن موثوق أيضًا) ، ولكن أيضًا أن الفولتميتر الرقمي المعتاد المكون من رقمين 41/A لا يوفر دقة كافية عند قياس قيم المقاومة الصغيرة هذه، لذلك غالبًا ما يكون من الضروري إجراء التخمينات والافتراضات.

إذا، بعد تحديد الملف الأساسي، وجد أن جميع اللفات المتبقية متصلة ببعضها البعض، فهناك ثانوي مع الصنابير، ويتم قياس أعلى قيمة مقاومة لها بين المحطات 0 أوم و (على سبيل المثال) 16 أوم. بافتراض عدم وجود صنبور ملف يطابق مقاومة 8 أوم، فإن أقل مقاومة للتيار المستمر من أي من هذه الخيوط ستكون صنبور 4 أوم، وستكون نقطة 0 أوم هي الأقرب إلى صنبور 4 أوم (عادة في اللفات الثانوية). مع الصنابير منعطف إلى آخر تميل إلى استخدام سلك أكثر سمكًا لصنبور 4 أوم). ومع ذلك، إذا كان من المتوقع حدوث نقر بمقدار 8 أوم، فيجب تحديد الصنبور باستخدام طريقة القياس الموجودة على التيار المتناوب، والتي سيتم وصفها أدناه.

إذا لم يكن من الممكن تحديد الغرض من بعض اللفات، فمن المرجح أنها مخصصة للتغذية الراجعة، وربما العمل على كاثودات مصابيح الإخراج الفردية، أو لتنظيم ردود الفعل بين المراحل.

على أي حال، يمكن إجراء تحديد أكثر دقة في وقت لاحق، لأن الخطوة التالية هي تحديد نسبة التحويل، ومن ثم، من النتائج التي تم الحصول عليها، تحديد مقاومة اللف الأولي للمحول.

انتباه. على الرغم من أن القياسات التالية لا ينبغي أن تشكل خطرا على سلامة محول الإخراج إذا تم أخذ القياسات التالية بدقة، فقد تكون هناك مشاكل في أطراف المحولات. الفولتية التي تهدد الحياة. لذلك، إذا كان هناك أي نوع إذا كانت لديك أي شكوك حول الخبرة المهنية المطلوبة لإجراء القياسات الموضحة أدناه، فيجب عليك التوقف فورًا عن محاولة إجرائها.

تم تصميم محولات الخرج للدوائر الأنبوبية لتقليل الجهد من بضع مئات من الفولتات إلى عشرات الفولتات في نطاق التردد من 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز، وبالتالي فإن تطبيق جهد التيار الكهربائي على أطراف الملف الأولية A 1 و A 2 لا يشكل مشكلة أي تهديد للمحول. بشرط أن يتم تحديد المطرافين A 1 و A 2 بشكل صحيح، يجب عليك تطبيق جهد التيار الكهربائي مباشرة على المطرافين A 1 و A 2 وقياس الجهد على الملف الثانوي لتحديد نسبة التحويل (أو نسبة عدد لفات الملف اللفات الأولية والثانوية). بالمعنى الدقيق للكلمة، ولأسباب تتعلق بالسلامة، يوصى بعدم إمداد التيار الكهربائي بالتيار الكهربائي، بل بجهد منخفض من LATR.

يجب إجراء اختبار المحولات بالترتيب التالي:

قم بتركيب منصهر في سلك الطاقة بأقل تيار كهربائي متاح للمصهر، على سبيل المثال، سيكون منصهر 3 أمبير كافيًا، ولكن من الأفضل أن يكون منصهر 1 أمبير؛

قم بتوصيل ثلاثة أسلاك مرنة قصيرة بقابس التيار الكهربائي (يفضل أن يكون ذلك مع وصلة تأريض). لأسباب واضحة، يطلق عليها "الأسلاك الانتحارية"، وبالتالي، عند عدم استخدامها، يجب الاحتفاظ بها بشكل منفصل وتحت القفل والمفتاح؛

قم بلحام الطويق المعلب في نهاية السلك الذي يحمل علامة "الأرض" ثم قم بربط الطويق بالهيكل المعدني للمحول باستخدام غسالات خاصة مسننة توفر اتصالًا كهربائيًا جيدًا جدًا ؛

قم بلحام سلك الطور بالطرف A 1، والسلك المحايد (الصفر) بالطرف A 2؛

تأكد من رسم موضع جميع وصلات العبور على الملف الثانوي، وبعد ذلك تتم إزالتها جميعًا؛

اضبط نوع قياس الفولتميتر الرقمي على "الجهد المتناوب" وقم بتوصيله بأطراف الملف الثانوي؛

بعد التأكد من أن مقياس الجهاز على مرمى البصر، قم بتوصيل قابس التيار الكهربائي بالمقبس. إذا لم يعرض الجهاز نتائج القياس على الفور، فافصل قابس الطاقة. إذا اكتشف الجهاز وجود

الجهد الكهربي في الملف الثانوي، والذي يمكن تحديد قيمته، انتظر حتى تستقر قراءات الجهاز، واكتب النتيجة، وأوقف تشغيل التيار الكهربائي وافصل القابس عن مقبس التيار الكهربائي؛

تحقق من قيمة جهد التيار الكهربائي، ولهذا قم بتوصيل الفولتميتر الرقمي بالطرفين A 1 و A 2 للمحول وقم بتشغيل جهد التيار الكهربائي مرة أخرى. تسجيل قراءات الأداة.

بعد ذلك، يمكنك تحديد نسبة التحويل "ن"، باستخدام العلاقة البسيطة التالية بين الفولتية:

للوهلة الأولى، لا يبدو هذا الإجراء مهمًا جدًا، لكن يجب أن نتذكر أن الممانعات تتناسب مع مربع نسبة التحويل، ن 2- معرفة القيمة ن يمكنك تحديد مقاومة الأولي، حيث أن مقاومة الثانوي معروفة بالفعل. من بين جميع الأسلاك العديدة، يحتوي المحول على خمسة أسلاك تبين أنها متصلة كهربائيًا ببعضها البعض (تم الحصول على النتائج عندما تم قياس المقاومة الكهربائية صنع باستخدام اختبار رقمي). الحد الأقصى لقيمة المقاومة بين سلكين هو 236 أوم، لذلك يمكن تسمية استنتاجات هذه الأسلاك بـ A 1 و A 2. بعد أن ظل أحد مجسات جهاز الاختبار الرقمي متصلاً بالطرف A 1، تم اكتشاف سلك ثانٍ له مقاومة قدرها 110 أوم. القيمة التي تم الحصول عليها قريبة بدرجة كافية من قيمة المقاومة البالغة 118 أوم بحيث يمكن أن تكون هذه النقطة هي الخرج من النقطة المركزية للملف الأولي للمحول. لذلك، يمكن تحديد هذا الملف على أنه ملف الجهد العالي للمحول. بعد ذلك، يجب عليك نقل أحد مجسات جهاز الاختبار الرقمي إلى الصنبور الأوسط لملف الجهد العالي وقياس المقاومة بالنسبة إلى الطرفين المتبقيين. وكانت قيمة المقاومة لمخرج واحد 29 أوم، وللثاني 32 أوم. بالنظر إلى أن (29 أوم: 110 أوم) = 0.26 و (32 أوم: 118 أوم) = 0.27، فمن الآمن افتراض أن هذه الأطراف تُستخدم كصنابير خطية للغاية للحصول على أقصى قدر من الطاقة (أي أنها عبارة عن لف بنسبة 20٪ تقريبًا) ). أحد المحطات، التي تكون فيها المقاومة بالنسبة للطرف A، لها قيمة أصغر، تمثل صنبورًا لشبكة المصباح 2 الخامس 1 ، ز 2(V1) والصنبور الثاني - إلى الشبكة 2 مصابيح الخامس 2 ، ز 2(V2) (الشكل 5.23).

يحتوي الملف الثانوي على قسمين فقط، لذلك على الأرجح تم تصميمهما لتوصيل حمولة 4 أوم. يتم بعد ذلك تأكيد هذا الافتراض من خلال قياسات مقاومة اللفات المقطعية، للأولى منها كانت 0.6 أوم، وللثانية 0.8 أوم، وهو ما يتزامن مع القيم النموذجية للملفات المصممة لتتناسب مع أحمال 4 أوم.

أرز. 5.23 تحديد ملفات المحولات ذات المعلمات غير المعروفة

عندما تم توصيل المحول بالشبكة، تم تسجيل جهد متناوب للتيار الكهربائي يبلغ 252 فولت، وكان الجهد على اللفات الثانوية 5.60 فولت. وباستبدال القيم التي تم الحصول عليها في صيغة حساب نسبة التحويل، نحصل على:

تتغير ممانعات اللف بشكل متناسب ن 2، وبالتالي فإن نسبة الممانعة الأولية إلى الممانعة الثانوية هي 45 2 = 2025. وبما أن الجهد على الملف الثانوي تم قياسه على مقطع 4 أوم، فإن ممانعة الملف الأولي يجب أن تكون (2025 × 4 أوم) = 8100 أوم. هذه النتيجة مقبولة تماماً، حيث أن القياسات باستخدام جهد كهربائي 252 فولت وتردد 50 هرتز يمكن أن تقرب نقطة التشغيل من منطقة التشبع، مما أدى إلى حدوث أخطاء في تحديد المعلمات، وبالتالي يمكن تقريب القيمة الناتجة إلى الأعلى إلى 8 كيلو أوم.

بعد ذلك، تحتاج إلى تحديد بداية ونهاية اللفات لكل قسم من اللف الثانوي للمحول. ويتم ذلك عن طريق توصيل سلك واحد فقط بين القسم الأول والثاني، وبالتالي تضمين لفات المقاطع المتسلسلة. بعد تطبيق الجهد على الملف الأولي، نحصل على ضعف قيمة الجهد في الملف الثانوي، مقارنة بالجهد الفردي في كل منهما. أي أن جهد القسمين يكملان بعضهما البعض، وبالتالي فإن نهاية ملف القسم الأول تبين أنها متصلة ببداية ملف الثاني، لذلك يمكنك تعيين مخرج القسم حيث وينتهي سلك التوصيل بـ "+"، والطرف الآخر بـ "-". ومع ذلك، إذا لم يكن هناك جهد على الملف الثانوي، فهذا يعني أن اللفات في القسمين يتم تشغيلها عكس بعضها البعض، لذلك يمكن تعيين كلا الخرجين إما بـ "+" أو "-".

بعد أن تم تحديد جميع الأقسام ذات الخصائص المتطابقة، وتحديد نقاط بداية الملفات لها، يمكن قياس الفولتية على جميع الملفات المتبقية، ويمكن تحديد نسب التحويل لها إما بالنسبة للملف الأولي أو النسبي إلى الثانوية، اعتمادا على الطريقة التي ستكون أكثر ملاءمة. من هذه النقطة فصاعدًا، من الأكثر ملاءمة استخدام دائرة تحتوي على ملاحظات موجزة، لذلك، على سبيل المثال، يعد الحصول على زيادة مضاعفة في جهد الملف الثانوي أمرًا مهمًا للغاية، لأن هذه الحقيقة يمكن أن تعني وجود قسم به اضغط من نقطة المنتصف، أو اضغط على 4 أوم و16 أوم.

الأسباب الرئيسية لفشل المحولات في مسار التردد الصوتي

تعد المحولات من بين المكونات الإلكترونية الأكثر طويل الأمدتصل الخدمة إلى 40 عامًا أو أكثر. ومع ذلك، في بعض الأحيان يمكن أن تفشل. لفات المحولات مصنوعة من الأسلاك، والتي يمكن أن تفشل عندما تتدفق تيارات عالية جدًا من خلالها، ويمكن كسر عزل السلك إذا تجاوز الجهد المطبق على اللفات القيم المسموح بها.

الحالة الأكثر شيوعًا التي تفشل فيها محولات الإخراج هي عندما تضطر إلى العمل مع مكبر الصوت في وضع التحميل الزائد. يمكن أن يحدث هذا في مضخم الدفع والسحب عندما يكون أحد أنابيب الإخراج متوقفًا تمامًا (على سبيل المثال، فاشل) بينما يعمل الآخر في حالة حمل زائد. يميل محاثة التسرب لنصف المحول، الذي يجب أن يمرر تيار المصباح المطفأ، إلى الحفاظ على تيار هذا النصف من الملف دون تغيير، مما يستلزم ظهور جهد زائد كبير في الملف الأولي (بسبب الذات في المقام الأول -تحريض EMF)، مما يؤدي إلى انهيار العزل المتداخل. تتميز عملية تغيير الجهد على الملف الحثي مع مرور الوقت بالمعادلة التفاضلية التالية:

حيث أنه عندما ينقطع التيار، فإن مشتقته تميل إلى ما لا نهاية دي/dt ≈ ∞ ، يعمل المجال الكهرومغناطيسي الناشئ للحث الذاتي على تطوير الجهد على نصف اللف في دائرة المصباح الفاشل ، وهو ما يتجاوز بشكل كبير قيمة مصدر الطاقة عالي الجهد ، والذي يمكنه بسهولة اختراق العزل المتداخل.

أيضًا، يمكن أن يحدث انهيار العزل بسبب ظروف التشغيل غير المناسبة للمعدات. لذا. على سبيل المثال، إذا اخترقت الرطوبة المحول، يصبح العزل (الذي يكون غالبًا ورقًا خاصًا) أكثر موصلية، مما يزيد بشكل كبير من احتمالية انهياره.

هناك أيضًا خطر فشل محول الإخراج في حالة تشغيل مكبر الصوت لمكبرات الصوت، حيث تكون مقاومته أقل بكثير من اللازم. في هذه الحالة، عند مستويات الصوت العالية، قد يتم تجاوز التيارات المتدفقة عبر ملفات المحولات بشكل كبير.

تحدث مشكلة محددة أخرى في بعض الحالات في مكبرات الصوت ذات الجودة المنخفضة، على سبيل المثال، تلك التي كانت تستخدم على نطاق واسع في وقت واحد للقيثارات الكهربائية. نظرًا لأن معدل التدفق الحالي أثناء التحميل الزائد مرتفع جدًا، كما أن جودة محول الإخراج المستخدم في مكبرات صوت الجيتار الكهربائي ليست جيدة جدًا عادةً، فإن قيم محاثة التسرب العالية يمكن أن تؤدي إلى مثل هذا قيم عاليةالفولتية (emf الحث الذاتي) على اللفات، والتي لا تستبعد حدوث قوس كهربائي خارجي. في هذه الحالة، يمكن تصميم المحول نفسه بطريقة تجعله يتحمل بشكل آمن مثل هذا الجهد الزائد العرضي. يعتمد الجهد المطلوب لبدء قوس كهربائي إلى حد ما على درجة تلوث المسار الذي يتطور على طوله، وبالتالي فإن التلوث (خاصة الموصلي) يقلل من جهد القوس هذا. ولهذا السبب فإن البصمات الكربونية المتبقية من عمليات القوس القديمة تؤدي بلا شك إلى انخفاض الجهد المطلوب لحدوث عملية قوس جديدة.

تعمل جميع المحولات في وضعين رئيسيين: تحت الحمل والتشغيل تسكع. ومع ذلك، هناك طريقة أخرى للتشغيل معروفة، حيث تزداد القوى الميكانيكية وتدفق التسرب في اللفات بشكل حاد. يسمى هذا الوضع بدائرة قصر المحولات. يحدث هذا الموقف عندما يتلقى الملف الأولي الطاقة، عندما يغلق الملف الثانوي على مدخلاته. أثناء حدوث تفاعل في الدائرة القصيرة، بينما يستمر التيار إلى الملف الثانوي بالتدفق من الملف الأولي.

ثم يتم إعطاء التيار للمستهلك وهو الملف الثانوي. وهكذا تحدث عملية قصر دائرة المحول.

جوهر الدائرة القصيرة

في قسم مغلق، تنشأ مقاومة، قيمتها أقل بكثير من مقاومة الحمل. هناك زيادة حادة في الابتدائي و التيارات الثانويةوالتي يمكن أن تحرق اللفات على الفور وتدمر المحول بالكامل. ومع ذلك، لا يحدث هذا وتتمكن الحماية من فصله عن الشبكة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن زيادة التبديدات ومجالات المحول تقلل بشكل كبير من تأثير تيارات الدائرة القصيرة، كما توفر حماية متعرجة من الأحمال الكهروديناميكية والحرارية. لذلك، حتى لو كانت هناك خسائر في اللفات، فإنها ببساطة ليس لديها الوقت لممارسة تأثيرها السلبي.

تحذير من ماس كهربائى

أثناء التشغيل العادي للمحول، تكون قيمة القوى الكهروديناميكية لها قيمة دنيا. خلال الوقت هناك زيادة في التيارات والجهود عشرة أضعاف، مما يشكل خطرا جسيما. نتيجة لذلك، يمكن أن تتشوه اللفات، وفقدان استقرارها، وثني الملفات، وسحق الحشيات تحت تأثير القوى المحورية.

من أجل تقليل القوى الكهروديناميكية، يتم الضغط على اللفات بشكل محوري أثناء التجميع. يتم تنفيذ هذه العملية بشكل متكرر: أولاً، عند تركيب اللفات وتثبيت الحزم العلوية، ثم بعد جفاف الجزء النشط. العملية الثانية لها أهمية خاصة لتقليل الجهود، حيث أن الضغط ذو الجودة الرديئة، تحت إجراء الإغلاق، قد يؤدي إلى قص الملف أو تدميره. الخطر الجسيم هو تزامن الرنين الذاتي للملف مع التردد الموجود في القوة الكهروديناميكية. يمكن أن يسبب الرنين قوى غير ضارة تمامًا في التشغيل العادي.

لتحسين جودة المحول، أثناء التجميع، من الضروري القضاء على الفور على الانكماش المحتمل للعزل، ومحاذاة جميع الارتفاعات، وضمان الضغط عالي الجودة. مع مراعاة الالتزام بالضروري العمليات التكنولوجية، قد تكون دائرة كهربائية قصيرة للمحول دون عواقب وخيمة.