Režim zkrat transformátor se nazývá takový režim, kdy jsou svorky sekundárního vinutí uzavřeny proudovým vodičem s odporem rovným nule (ZH = 0). Vzniká zkrat transformátoru za provozních podmínek Nouzový režim, protože sekundární proud, a proto se primární zvyšuje několik desítekkrát ve srovnání s nominálním. Proto je v obvodech s transformátory zajištěna ochrana, která v případě zkratu automaticky vypne transformátor.
V laboratorních podmínkách je možné provést zkušební zkrat transformátoru, při kterém se zkratují svorky sekundárního vinutí a na primární vinutí je přivedeno takové napětí Uk, při kterém proud v primárním vinutí nepřesahuje jmenovitou hodnotu (Ik charakteristika transformátoru uvedená v pasu.
Tím pádem (%):
kde U1nom je jmenovité primární napětí.
Zkratové napětí závisí na nejvyšším napětí vinutí transformátoru. Takže např. při vyšším napětí 6-10 kV uK = 5,5 %, při 35 kV uK = 6,5÷7,5 %, při 110 kV uK = 10,5 % atd. Jak je vidět, s Zvýšením jmenovité vyšší napětí, zkratové napětí transformátoru se zvyšuje.
Když je napětí Uk 5-10% jmenovitého primárního napětí, magnetizační proud (proud naprázdno) se sníží 10-20krát nebo ještě výrazněji. Proto se v režimu zkratu má za to
Hlavní magnetický tok Ф se také sníží 10-20krát a únikové toky vinutí se stanou srovnatelnými s hlavním tokem.
Protože při zkratu sekundárního vinutí transformátoru je napětí na jeho svorkách U2 = 0, rovnice e. Obr. d.s. pro ni to má formu
a napěťová rovnice pro transformátor je zapsána jako
Tato rovnice odpovídá ekvivalentnímu obvodu transformátoru znázorněnému na Obr. 1.
Vektorové schéma transformátoru při zkratu odpovídající rovnici a schématu na Obr. 1, znázorněný na Obr. 2. Zkratové napětí má aktivní a jalovou složku. Úhel φк mezi vektory těchto napětí a proudu závisí na poměru mezi aktivní a reaktivní indukční složkou odporu transformátoru.
Rýže. 1. Náhradní obvod transformátoru v případě zkratu
Rýže. 2. Vektorové schéma transformátoru při zkratu
Pro transformátory o jmenovitém výkonu 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; se jmenovitým výkonem 6300 kVA nebo více XK/RK = 10 nebo více. Proto se má za to, že transformátory vysoký výkon UK = Ucr, a impedance ZK = Xk.
Zkušenosti se zkratem.
Tento experiment, stejně jako zkouška naprázdno, se provádí za účelem zjištění parametrů transformátoru. Sestaví se obvod (obr. 3), ve kterém se sekundární vinutí zkratuje kovovou propojkou nebo vodičem s odporem blízkým nule. Na primární vinutí je přivedeno napětí Uk, při kterém je proud v něm roven jmenovité hodnotě I1nom.
Rýže. 3. Schéma pokusu se zkratem transformátoru
Na základě naměřených dat jsou určeny následující parametry transformátoru.
Zkratové napětí
kde UK je napětí naměřené voltmetrem při I1, = I1nom. V režimu zkratu je UK velmi malá, takže ztráty naprázdno jsou stokrát menší než u jmenovité napětí. Můžeme tedy předpokládat, že Ppo = 0 a výkon naměřený wattmetrem je ztráta výkonu Ppk způsobená činným odporem vinutí transformátoru.
Při proudu I1, = I1nom dostaneme jmenovité ztráty výkonu pro ohřev vinutí Rpk.nom, které se nazývají elektrické ztráty nebo zkratové ztráty.
Z napěťové rovnice pro transformátor, stejně jako z náhradního obvodu (viz obr. 1), získáme
kde ZK je impedance transformátoru.
Jak je známo, v režimu zatížení je sekundární vinutí transformátoru připojeno k odporu přijímačů. V sekundárním obvodu se vytvoří proud úměrný zatížení transformátoru. Při jídle velké číslo přijímačů se často vyskytují případy, kdy je porušena izolace propojovacích vodičů. Dojde-li ke kontaktu vodičů napájejících přijímače v místech poškození izolace, dojde k režimu zvanému zkrat (zkrat) části obvodu. Pokud jsou připojovací vodiče vycházející z vinutí uzavřeny někde v bodech a a b, umístěných před energetickým přijímačem (obrázek 1), dojde ke zkratu v sekundárním vinutí transformátoru. V tomto režimu bude sekundární vinutí zkratováno. Zároveň bude nadále přijímat energii z primárního vinutí a vracet ji zpět sekundární okruh, který se nyní skládá pouze z vinutí a části propojovacích vodičů. 1 - primární vinutí; 2 - sekundární vinutí; 3 - magnetický obvod Obrázek 1 - Zkrat na svorkách sekundárního vinutí transformátoru Na první pohled se zdá, že v případě zkratu musí transformátor nevyhnutelně zkolabovat, protože odpor r 2 vinutí a spojovacích vodičů je desítkykrát menší než odpor r přijímače. Pokud předpokládáme, že zatěžovací odpor r je alespoň 100krát větší než r 2, pak by měl být zkratový proud I 2k 100krát větší než proud I 2 při normální operace transformátor. Protože primární proud se také 100krát zvýší (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), ztráty ve vinutí transformátoru se prudce zvýší, a to 100 2krát (I 2 r), tedy 10 000krát. Za těchto podmínek teplota vinutí dosáhne 500-600 ° C za 1-2 s a rychle vyhoří. Kromě toho, když transformátor pracuje, vždy existují mechanické síly mezi vinutími, které mají tendenci posouvat vinutí od sebe v radiálním a axiálním směru. Tyto síly jsou úměrné součinu proudů I 1 I 2 ve vinutích, a pokud při zkratu každý z proudů I 1 a I 2 vzroste např. 100krát, pak se síly zvýší 10 000krát. Jejich velikost by dosahovala stovek tun a vinutí transformátoru by se okamžitě zhroutila. V praxi se to však neděje. Transformátory obvykle vydrží zkraty po velmi krátkou dobu, dokud je ochrana neodpojí od sítě. Při zkratu se prudce projeví vliv nějakého přídavného odporu omezujícího zkratový proud ve vinutích. Tento odpor je spojen s magnetickými svodovými toky Ф Р1 a Ф Р2, které odbočují z hlavního toku Ф 0 a každý se uzavírá kolem části závitů „svého“ vinutí 1 nebo 2 (obrázek 2).
1 - primární vinutí; 2 - sekundární vinutí; 3 - společná osa vinutí a tyče transformátoru; 4 - magnetický obvod; 5 - hlavní rozptylový kanál
Obrázek 2 - Svodové toky a soustředné uspořádání vinutí transformátoru Je velmi obtížné přímo měřit množství rozptylu: cesty, po kterých lze tyto toky uzavřít, jsou příliš rozmanité. Proto se v praxi únik posuzuje podle vlivu, který má na napětí a proudy ve vinutí. Je zřejmé, že svodové toky se zvyšují s rostoucím proudem tekoucím ve vinutích. Je také zřejmé, že při normálním provozu transformátoru tvoří svodový tok relativně malý zlomek hlavního toku Ф 0 . Ve skutečnosti je únikový tok spojen pouze s částí závitů, hlavní tok je spojen se všemi závity. Kromě toho je únikový tok nucen procházet většinu cesty vzduchem, jehož magnetická permeabilita je brána jako jednotná, tj. je stokrát menší než magnetická permeabilita oceli, kterou je tok F 0 uzavřen. . To vše platí jak pro normální provoz, tak pro zkratový režim transformátoru. Protože však svodové toky jsou určovány proudy ve vinutích a ve zkratovém režimu se proudy zvyšují stokrát, zvyšují se o stejnou hodnotu také toky Fp; přitom výrazně překračují průtok Ф 0. Svodové toky indukují samoindukční emfs E p1 a E p2 ve vinutích, směřující proti proudu. Reakce, například emf E p2, lze považovat za nějaký přídavný odpor v obvodu sekundárního vinutí, když je zkratováno. Tento odpor se nazývá reaktivní. Pro sekundární vinutí platí rovnice E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2). V režimu zkratu je U 2 = 0 a rovnice se transformuje takto: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), nebo E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kde dolní index „k ” označuje odpory a proudy v režimu zkratu; I 2 K x 2 K - indukční pokles napětí v režimu zkratu, rovný hodnotě E p 2 K; x 2 K je reaktance sekundárního vinutí. Zkušenosti ukazují, že v závislosti na výkonu transformátoru je odpor x 2 5-10krát větší než r 2. Reálně tedy proud I 2 K nebude při běžném provozu transformátoru 100, ale pouze 10-20x větší než proud I 2 (činný odpor pro jeho malou hodnotu zanedbáváme). V důsledku toho se ve skutečnosti ztráty ve vinutí nezvýší o 10 000, ale pouze 100-400krát; teplota vinutí během zkratu (několik sekund) sotva dosáhne 150-200 °C a během této krátké doby nedojde k žádnému vážnému poškození transformátoru. Takže díky rozptylu je transformátor schopen chránit se před zkratovými proudy. Všechny uvažované jevy nastávají při zkratu na svorkách (vstupech) sekundárního vinutí (viz body aab na obrázku 1). Pro většinu je to nouzový provoz výkonové transformátory a to se samozřejmě nevyskytuje každý den nebo dokonce každý rok. Transformátor může mít během provozu (15-20 let) jen několik takto závažných zkratů. Musí však být navržen a vyroben tak, aby jej nezničili a nezpůsobili nehodu. Je nutné si jasně představit jevy vyskytující se v transformátoru při zkratu a vědomě sestavit nejkritičtější součásti jeho konstrukce. V tomto ohledu je jedním z nejdůležitější vlastnosti transformátor - zkratové napětí. ZKUŠENOST S ZKRATOVÝM TRANSFORMÁTOREM
Je třeba rozlišovat mezi zkratem za provozních podmínek a zkušeností se zkratem.
Zkrat transformátoru Jeho režim je volán, když je sekundární vinutí transformátoru zkratováno. Za provozních podmínek je zkrat nouzový režim, při kterém se uvnitř transformátoru uvolňuje velké množství tepla, které jej může zničit.
Zkušenosti se zkratem prováděno při značně sníženém primárním napětí na malou hodnotu (přibližně 5-10 % jmenovitého primárního napětí). Jeho hodnota je zvolena tak, aby se proud I 1 v primárním vinutí rovnal jmenovité hodnotě i přes zkrat sekundárního vinutí. Pomocí sady měřicích přístrojů (obr. 103) se zkušenostně určí napětí U 1k, proud I 1 k a výkon P 1 k .
Aktuální I 2 ve jmenovité hodnotě I 1 bude mít také nominální hodnotu. Eds E 2 v tomto experimentu pokryje pouze vnitřní úbytek napětí, tj. E 2 K = I 2 z 2 , a při jmenovité zátěži
2 = 2 + 2
proto E 2 k je jen několik procent E 2 . Nízké emf E 2 odpovídá malému hlavnímu magnetickému toku. Energetické ztráty v magnetickém obvodu jsou úměrné druhé mocnině magnetického toku, takže při pokusu se zkratem jsou nevýznamné. Ale v obou vinutích v tomto experimentu mají proudy jmenovité hodnoty, takže ztráty energie ve vinutí jsou stejné jako při jmenovité zátěži. V důsledku toho je výkon P1k přijatý transformátorem ze sítě během zkratu vynaložen na energetické ztráty ve vodičích vinutí:
P1K = I 2 1 r 1 + I 2 2 r 2 .
Zároveň se na základě zkratového napětí určí úbytek napětí v transformátoru při jmenovité zátěži (v % primárního napětí). Z těchto důvodů je zkratové napětí (se zkratovaným vinutím nízké napětí) je vždy indikováno na panelu transformátoru.
Režim zkratu
Jak je známo, v režimu zatížení je sekundární vinutí transformátoru připojeno k odporu přijímačů. V sekundárním obvodu se vytvoří proud úměrný zatížení transformátoru. Při napájení velkého množství přijímačů se často vyskytují případy, kdy je porušena izolace propojovacích vodičů. Dojde-li ke kontaktu vodičů napájejících přijímače v místech poškození izolace, dojde k režimu zvanému zkrat (zkrat) části obvodu. Pokud jsou připojovací vodiče vycházející z vinutí uzavřeny někde v bodech a a b, umístěných před energetickým přijímačem (obrázek 1), dojde ke zkratu v sekundárním vinutí transformátoru. V tomto režimu bude sekundární vinutí zkratováno. Zároveň bude nadále přijímat energii z primárního vinutí a přenášet ji do sekundárního okruhu, který nyní tvoří pouze vinutí a část propojovacích vodičů. 
1 - primární vinutí; 2 - sekundární vinutí; 3 - magnetický obvod Obrázek 1 - Zkrat na svorkách sekundárního vinutí transformátoru Na první pohled se zdá, že v případě zkratu musí transformátor nevyhnutelně zkolabovat, protože odpor r 2 vinutí a spojovacích vodičů je desítkykrát menší než odpor r přijímače. Pokud předpokládáme, že zatěžovací odpor r je alespoň 100krát větší než r 2, pak by měl být zkratový proud I 2k 100krát větší než proud I 2 při normálním provozu transformátoru. Protože primární proud vzroste také 100krát (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), ztráty ve vinutí transformátoru prudce vzrostou, a to 100 2krát (I 2 r), tedy 10 000krát. Za těchto podmínek teplota vinutí dosáhne 500-600 ° C za 1-2 s a rychle vyhoří. Kromě toho, když transformátor pracuje, vždy existují mechanické síly mezi vinutími, které mají tendenci posouvat vinutí od sebe v radiálním a axiálním směru. Tyto síly jsou úměrné součinu proudů I 1 I 2 ve vinutích, a pokud při zkratu každý z proudů I 1 a I 2 vzroste např. 100krát, pak se síly zvýší 10 000krát. Jejich velikost by dosahovala stovek tun a vinutí transformátoru by se okamžitě zhroutila. V praxi se to však neděje. Transformátory obvykle vydrží zkraty po velmi krátkou dobu, dokud je ochrana neodpojí od sítě. Při zkratu se prudce projeví vliv nějakého přídavného odporu omezujícího zkratový proud ve vinutích. Tento odpor je spojen s magnetickými svodovými toky Ф Р1 a Ф Р2, které odbočují z hlavního toku Ф 0 a každý se uzavírá kolem části závitů „svého“ vinutí 1 nebo 2 (obrázek 2). 
1 - primární vinutí; 2 - sekundární vinutí; 3 - společná osa vinutí a tyče transformátoru; 4 - magnetický obvod; 5 - hlavní rozptylový kanál Obrázek 2 - Svodové toky a soustředné uspořádání vinutí transformátoru Je velmi obtížné přímo měřit množství rozptylu: cesty, po kterých lze tyto toky uzavřít, jsou příliš rozmanité. Proto se v praxi únik posuzuje podle vlivu, který má na napětí a proudy ve vinutí. Je zřejmé, že svodové toky se zvyšují s rostoucím proudem tekoucím ve vinutích. Je také zřejmé, že při normálním provozu transformátoru tvoří svodový tok relativně malý zlomek hlavního toku Ф 0 . Ve skutečnosti je únikový tok spojen pouze s částí závitů, hlavní tok je spojen se všemi závity. Kromě toho je únikový tok nucen procházet většinu cesty vzduchem, jehož magnetická permeabilita je brána jako jednotná, tj. je stokrát menší než magnetická permeabilita oceli, kterou je tok F 0 uzavřen. . To vše platí jak pro normální provoz, tak pro zkratový režim transformátoru. Protože však svodové toky jsou určovány proudy ve vinutích a ve zkratovém režimu se proudy zvyšují stokrát, zvyšují se o stejnou hodnotu také toky Fp; přitom výrazně překračují průtok Ф 0. Svodové toky indukují samoindukční emfs E p1 a E p2 ve vinutích, směřující proti proudu. Reakce, například emf E p2, lze považovat za nějaký přídavný odpor v obvodu sekundárního vinutí, když je zkratováno. Tento odpor se nazývá reaktivní. Pro sekundární vinutí platí rovnice E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2). V režimu zkratu je U 2 = 0 a rovnice se transformuje takto: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), nebo E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kde dolní index „k ” označuje odpory a proudy v režimu zkratu; I 2K x 2K - indukční pokles napětí v režimu zkratu, rovný hodnotě E p2K; x 2K je reaktance sekundárního vinutí. Zkušenosti ukazují, že v závislosti na výkonu transformátoru je odpor x 2 5-10krát větší než r 2. Reálně tedy proud I 2K nebude při běžném provozu transformátoru 100, ale pouze 10-20x větší než proud I 2 (činný odpor pro jeho malou hodnotu zanedbáváme). V důsledku toho se ve skutečnosti ztráty ve vinutí nezvýší o 10 000, ale pouze 100-400krát; teplota vinutí během zkratu (několik sekund) sotva dosáhne 150-200 °C a během této krátké doby nedojde k žádnému vážnému poškození transformátoru. Takže díky rozptylu je transformátor schopen chránit se před zkratovými proudy. Všechny uvažované jevy nastávají při zkratu na svorkách (vstupech) sekundárního vinutí (viz body aab na obrázku 1). Toto je nouzový režim provozu u většiny výkonových transformátorů a samozřejmě k němu nedochází každý den a dokonce ani každý rok. Transformátor může mít během provozu (15-20 let) jen několik takto závažných zkratů. Musí však být navržen a vyroben tak, aby jej nezničili a nezpůsobili nehodu. Je nutné si jasně představit jevy vyskytující se v transformátoru při zkratu a vědomě sestavit nejkritičtější součásti jeho konstrukce. V tomto ohledu hraje velmi významnou roli jedna z nejdůležitějších charakteristik transformátoru, zkratové napětí.
Stanovení parametrů transformátoru
Zcela náhodou se čtenář může dostat do rukou starého výstupního transformátoru, který, soudě podle vzhled, by měl mít dobré vlastnosti, ale nejsou absolutně žádné informace o tom, co se v něm skrývá. Naštěstí lze parametry starého výstupního transformátoru snadno identifikovat pouze pomocí digitálního univerzálního voltmetru, protože jejich konstrukce se vždy řídí přesně stanovenými pravidly.
Před zahájením testu musíte načrtnout schéma všech externích připojení a propojek na transformátoru a poté je odstranit. (Použití digitálního fotoaparátu pro tento účel se ukázalo jako velmi plodné.) Primární vinutí samozřejmě musí mít středový odbočný bod, aby bylo možné transformátor použít v obvodu push-pull, a na tomto vinutí mohou být další odbočky poskytovat ultra-lineární provoz. Odpor stejnosměrného vinutí, měřený ohmmetrem mezi krajními body vinutí, bude zpravidla maximální hodnotou odporu mezi všemi získanými hodnotami a může se pohybovat od 100 do 300 ohmů. Pokud je detekováno vinutí s podobnou hodnotou odporu, pak lze téměř ve všech případech předpokládat, že byly identifikovány svorky transformátoru A 1 a A 2 odpovídající krajním bodům primárního vinutí.
U kvalitních transformátorů je primární vinutí navinuto symetricky, to znamená, že odpor mezi krajními vývody A 1 a A 2 a středem vysokonapěťového vinutí je vždy stejný, dalším krokem je tedy určení vývodu pro přičemž odpor mezi ním a vývody A 1 a A 2 by byl roven polovině odporu mezi krajními body primárního vinutí. Levnější modely transformátorů však nemusí být vyrobeny tak pečlivě, takže odpor mezi dvěma polovinami vinutí nemusí být přesně stejný.
Vzhledem k tomu, že pro výrobu primárního vinutí transformátoru se bez jakýchkoli výjimek používá drát stejného průřezu, odbočka, která je umístěna na závitu tvořícím 20 % z celkového počtu závitů mezi středem vysokonapěťová odbočka a svorka A 1 nebo A 2, (konfigurace pro odběr plného výkonu zesilovače), bude mít také odpor 20 % hodnoty odporu mezi vnější svorkou A 1 nebo A 2 a centrální odbočkou primární vinutí. Pokud by byl transformátor určen pro kvalitnější zesilovač, pak by nejpravděpodobnějším umístěním této odbočky bylo otočení odpovídající 47 % odporu mezi těmito stejnými body (konfigurace výkonového zesilovače, která poskytuje minimální zkreslení).
Sekundární vinutí bude mít s největší pravděpodobností také sudý počet přívodů, případně bude mít jeden odbočný díl. Stojí za to připomenout, že v době rozkvětu elektronek byly impedance reproduktorů buď 15 ohmů (prémiové reproduktory) nebo 4 ohmy, takže výstupní transformátory byly optimalizovány pro tyto impedance.
Nejběžnější možností je použití dvou identických sekcí s použitím vinutí v sérii pro impedance reproduktorů 15 ohmů nebo paralelně pro impedance 4 ohmů (ve skutečnosti 3,75 ohmů). Pokud se po určení primárního vinutí transformátoru najdou dvě vinutí, která mají stejnosměrný odpor každé asi 0,7 ohmu, pak s největší pravděpodobností existuje standardní vzorek transformátoru.
U vysoce kvalitních transformátorů je výše uvedená myšlenka dále rozvinuta, když je sekundární vinutí reprezentováno čtyřmi stejnými sekcemi. Zapojené v sérii se používají k ukončení 15 ohmové zátěže, ale když jsou všechny zapojeny paralelně, ukončí 1 ohmovou zátěž. Není to dáno tím, že by byly k dispozici 1ohmové reproduktory (éra nekvalitních výhybek ještě nenastala), ale tím, že větší míra členitosti vinutí umožnila kvalitnější transformátor. Proto byste měli hledat čtyři vinutí s přibližně stejným odporem DC a má hodnotu přibližně 0,3 Ohm. Je také třeba mít na paměti, že kromě skutečnosti, že přechodový odpor sondy může tvořit velmi významnou část při měření velmi malých odporů (proto je nutné mít nejen čistý, ale také spolehlivý kontakt ), ale také to, že běžný 41/ A 2místný digitální voltmetr neposkytuje dostatečnou přesnost při měření tak malých hodnot odporu, takže často musíte dělat odhady a domněnky.
Pokud se po identifikaci primárního vinutí zjistí, že všechna zbývající vinutí jsou spojena dohromady, pak existuje sekundární vinutí s odbočkami, jehož nejvyšší hodnota odporu je naměřena mezi svorkami 0 Ohm a (řekněme) 16 Ohm. Za předpokladu, že neexistuje žádná odbočka vinutí odpovídající odporu 8 ohmů, pak nejnižší stejnosměrný odpor z kteréhokoli z těchto vodičů bude odbočka 4 ohmy a bod s odporem 0 ohmů bude nejblíže odbočce 4 ohmy (obvykle v sekundárním vinutí s mezizávitovými odbočkami, mají tendenci používat silnější drát pro odbočku 4 Ohm). Pokud lze očekávat přítomnost 8 ohmového odbočovače, pak by odbočky měly být identifikovány pomocí metody měření at střídavý proud, který bude popsán níže.
Pokud nelze určit účel některých vinutí, pak jsou s největší pravděpodobností určeny pro zpětnou vazbu, případně působící na katody jednotlivých výstupních lamp, nebo pro organizaci mezistupňové zpětné vazby.
V každém případě lze jejich přesnější identifikaci provést později, protože dalším krokem je stanovení transformačního poměru a na základě získaných výsledků pak určení impedance primárního vinutí transformátoru.
Pozornost. Přestože by následující měření neměla představovat bezpečnostní riziko pro výstupní transformátor, pokud jsou provedena přesně, může existovat napětí, která ohrožují lidský život. Pokud tedy existují jakýkoliv druh Máte-li pochybnosti o odborných zkušenostech potřebných k provádění níže popsaných měření, měli byste okamžitě opustit pokusy o jejich provedení.
Výstupní transformátory elektronkových obvodů jsou navrženy tak, aby snižovaly napětí od několika set voltů do desítek voltů ve frekvenčním rozsahu od 20 Hz do 20 kHz, takže přivedení síťového napětí na svorky primárního vinutí A 1 a A 2 není možné. nepředstavují žádnou hrozbu pro transformátor. Za předpokladu, že svorky A 1 a A 2 byly správně identifikovány, měli byste přivést síťové napětí přímo na svorky A 1 a A 2 a změřit napětí na sekundárním vinutí, abyste určili transformační poměr (nebo poměr počtu závitů primární a sekundární vinutí). Přísně vzato se z bezpečnostních důvodů doporučuje přivádět nikoli síťové napětí, ale snížené napětí z LATR.
Testování transformátoru by mělo být provedeno v následujícím pořadí:
Nainstalujte do napájecího kabelu pojistku s nejnižším dostupným proudem pojistky, například pojistka 3 A bude dostačující, ale bude lepší použít pojistku 1 A;
Připojte tři krátké ohebné vodiče k napájecí zástrčce (nejlépe s uzemňovacím kolíkem). Ze zřejmých důvodů se jim říká „sebevražedné dráty“, a proto by měly být drženy odděleně a uzamčeny, když se nepoužívají;
Na konec drátu s označením "zem" připájejte pocínované oko a přišroubujte oko ke kovovému šasi transformátoru pomocí speciálních vroubkovaných podložek, aby byl zajištěn velmi dobrý elektrický kontakt;
Připájejte fázový vodič ke svorce A 1 a nulový vodič ke svorce A 2;
Ujistěte se, že poloha všech spojovacích propojek na sekundárním přadénu je načrtnuta a poté jsou všechny odstraněny;
Nastavte typ měření digitálního voltmetru na „střídavé napětí“ a připojte jej ke svorkám sekundárního vinutí;
Poté, co se ujistíte, že je stupnice přístroje na dohled, zapojte zástrčku do zásuvky. Pokud se výsledky měření na zařízení okamžitě nezobrazí, vytáhněte zástrčku ze zásuvky. Pokud zařízení detekuje přítomnost
napětí v sekundárním vinutí, jehož hodnotu lze určit, počkejte, až se hodnoty přístroje ustálí, zapište výsledek, vypněte napájení ze sítě a vytáhněte zástrčku ze zásuvky;
Zkontrolujte hodnotu síťového napětí, k tomu připojte digitální voltmetr na svorky A 1 a A 2 transformátoru a znovu zapněte síťové napětí. Zapište si hodnoty zařízení.
Poté můžete určit transformační koeficient "N" pomocí následujícího jednoduchého vztahu mezi napětími:
Na první pohled se tento postup nezdá příliš významný, ale je třeba si uvědomit, že impedance jsou úměrné druhé mocnině transformačního poměru, N 2, tedy s vědomím hodnoty N je možné určit impedanci primárního vinutí, protože impedance sekundárního vinutí je již známa. Ze všech četných vodičů má transformátor pět vodičů, které se ukázaly být navzájem elektricky propojeny (výsledky byly získány při el. měření odporu byla provedena pomocí digitální tester). Maximální hodnota odporu mezi dvěma vodiči je 236 ohmů, proto mohou být svorky těchto vodičů označeny jako A 1 a A 2. Poté, co jedna sonda digitálního testeru zůstala připojena na pin A 1, byl detekován druhý vodič s odporem 110 ohmů. Výsledná hodnota je dostatečně blízká hodnotě odporu 118 ohmů, aby tento bod mohl být výstupem ze středu primárního vinutí transformátoru. Proto lze toto vinutí identifikovat jako vysokonapěťové vinutí transformátoru. Poté byste měli přesunout jednu ze sond digitálního testeru na střední odbočku vysokonapěťového vinutí a změřit odpor vůči dvěma zbývajícím vodičům. Hodnota odporu pro jednu svorku byla 29 Ohmů a pro druhou 32 Ohmů. Vzhledem k tomu, že (29 ohmů: 110 ohmů) = 0,26 a (32 ohmů: 118 ohmů) = 0,27, lze s jistotou předpokládat, že tyto kolíky se používají jako ultralineární odbočky pro maximální výkon (tj. přibližně 20 % vinutí) . Jedna ze svorek, pro kterou má odpor vzhledem ke svorce A nižší hodnotu, představuje odbočku do mřížky 2 kontrolky PROTI 1 , g 2(V1) a druhý kohoutek - do mřížky 2 lamp PROTI 2 , g 2(V2) (obr. 5.23).
Sekundární vinutí má pouze dvě sekce, takže jsou s největší pravděpodobností určeny k přenášení zátěže 4 ohmy. Tento předpoklad je pak potvrzen měřením odporu vinutí sekcí, u prvního z nich to bylo 0,6 Ohm a u druhého 0,8 Ohm, což se shoduje s typickými hodnotami pro vinutí navržená tak, aby odpovídala zatížení 4 Ohm.
Rýže. 5.23 Identifikace vinutí transformátoru s neznámými parametry
Při připojení transformátoru k síti bylo zaznamenáno střídavé síťové napětí 252 V a napětí na sekundárních vinutích bylo 5,60 V. Dosazením získaných hodnot do vzorce pro výpočet transformačního poměru získáme:
Proporcionálně se mění impedance vinutí N 2, takže poměr primární impedance k sekundární impedanci je 45 2 = 2025. Protože sekundární napětí bylo měřeno na 4 ohmové sekci, primární impedance by měla být (2025 x 4 ohmy) = 8100 ohmů. Tento výsledek je vcelku přijatelný, protože měření při síťovém napětí 252 V a frekvenci 50 Hz mohlo posunout pracovní bod blíže k oblasti nasycení, což vedlo k chybám při určování parametrů. Výslednou hodnotu lze proto zaokrouhlit na 8 kOhm.
Dále je nutné určit začátek a konec vinutí každé sekce sekundárního vinutí transformátoru. To se provádí připojením pouze jednoho vodiče mezi první a druhou sekci, čímž se vinutí sekcí stočí do série. Po přivedení napětí na primární vinutí získáme dvojnásobné napětí na sekundárním vinutí oproti individuálnímu napětí na každém. To znamená, že napětí obou sekcí se vzájemně doplňují, a proto se ukázalo, že konec vinutí první sekce je spojen se začátkem vinutí druhé sekce, takže můžeme označit výstup sekce, kde spojovací vodič končí jako „+“ a druhý konec jako „-“. Pokud však na sekundárním vinutí není žádné napětí, znamená to, že vinutí ve dvou sekcích jsou zapojena proti sobě, takže obě svorky mohou být označeny buď jako „+“ nebo „-“.
Poté, co byly identifikovány všechny sekce se shodnými charakteristikami a byly pro ně určeny výchozí body vinutí, lze měřit napětí na všech zbývajících vinutích a určit pro ně transformační poměry, buď vzhledem k primárnímu vinutí nebo vzhledem k sekundárnímu, v závislosti na tom, která metoda bude pohodlnější. Od této chvíle je nejvýhodnější použít obvod s krátkými tóny, například získání dvojnásobného zvýšení napětí sekundárního vinutí je velmi významné, protože tato skutečnost může znamenat buď přítomnost sekce s odbočkou z střední bod nebo odbočky 4 Ohmy a 16 Ohmy.
Hlavní důvody selhání transformátorů v audiofrekvenční cestě
Transformátory patří mezi elektronické součástky s nejvíce dlouhodobý služby dosahující 40 let a více. Někdy však mohou selhat. Vinutí transformátoru je vyrobeno z drátu, který může selhat, pokud jím protékají příliš vysoké proudy, a izolace drátu může být proražena, pokud napětí aplikovaná na vinutí překročí povolené hodnoty.
Nejčastějším případem, kdy výstupní transformátory selžou, je situace, kdy je zesilovač nucen provozovat v režimu přetížení. To se může stát v push-pull zesilovači, když je jedna výstupní elektronka zcela deaktivována (například selhala) a druhá pracuje se zjevným přetížením. Svodová indukčnost té poloviny transformátoru, která by měla procházet proudem vypnuté lampy, má tendenci udržovat proud této poloviny vinutí nezměněný, což má za následek vznik významných přepětí v primárním vinutí (především kvůli samoindukční emf), což vede k porušení mezizávitové izolace. Proces změny napětí na indukčním vinutí v průběhu času je charakterizován následující diferenciální rovnicí:
Od chvíle, kdy se proud zlomí, má jeho derivace tendenci k nekonečnu di/dt ≈ ∞, výsledné samoindukční EMF vyvine napětí na polovičním vinutí v obvodu vadné lampy, výrazně převyšující hodnotu vysokonapěťového zdroje, který může snadno prorazit mezizávitovou izolaci.
Také porušení izolace může být způsobeno nevhodnými provozními podmínkami zařízení. Tak. například pokud do transformátoru pronikne vlhkost, izolace (která se nejčastěji používá jako speciální papír) se stane vodivější, což výrazně zvyšuje pravděpodobnost jejího rozpadu.
Nebezpečí poruchy výstupního transformátoru také hrozí, pokud je zesilovač buzen reproduktory, jejichž impedance je výrazně nižší, než je požadováno. V tomto případě mohou být při vysokých úrovních hlasitosti výrazně překročeny proudy protékající vinutím transformátoru.
Další specifický problém v některých případech nastává u nepříliš kvalitních zesilovačů, například těch, které byly svého času hojně používány pro elektrické kytary. Vzhledem k tomu, že rychlost nárůstu proudu při přetížení je velmi vysoká a kvalita výstupního transformátoru používaného v zesilovačích elektrických kytar obvykle není příliš dobrá, mohou vysoké hodnoty svodové indukčnosti vést k vysoké hodnoty napětí (samoindukční emf) na vinutí, což nevylučuje vznik vnějšího elektrického oblouku. Samotný transformátor by navíc mohl být navržen tak, aby bezpečně odolal takovému náhodnému přepětí. Napětí potřebné k iniciaci elektrického oblouku závisí do určité míry na stupni znečištění dráhy, po které se vyvíjí, takže znečištění (zejména vodivé) toto napětí oblouku snižuje. To je důvod, proč uhlíkové stopy, které zbyly po předchozích procesech oblouku, nepochybně vedou ke snížení napětí potřebného pro vznik nového procesu oblouku.
Všechny transformátory pracují ve dvou hlavních režimech: při zatížení a při at Volnoběh. Je však znám jiný provozní režim, ve kterém se mechanické síly a únikový tok ve vinutí prudce zvyšují. Tento režim se nazývá zkrat transformátoru. Tato situace nastane, když primární vinutí přijme energii a sekundární vinutí se uzavře na svých vstupech. Při zkratu vzniká reaktance, zatímco proud dále protéká do sekundárního vinutí z primárního.
Poté je proud předán spotřebiteli, což je sekundární vinutí. Dochází tak k procesu zkratování transformátoru.
Podstata zkratu
V uzavřeném úseku vzniká odpor, jehož hodnota je mnohem menší než zatěžovací odpor. Dochází k prudkému nárůstu primárních a sekundární proudy, který může okamžitě spálit vinutí a zcela zničit transformátor. To se však nestane a ochrana jej stihne odpojit od sítě. To je způsobeno skutečností, že zvýšený rozptyl a pole transformátoru výrazně snižují dopad zkratových proudů a také chrání vinutí před elektrodynamickým a tepelným zatížením. Proto, i když dojde ke ztrátám ve vinutí, jednoduše nemají čas mít svůj negativní dopad.
Upozornění na zkrat
Při běžném provozu transformátoru je hodnota elektrodynamických sil minimální. Během této doby se proudy a síly zvýší desetinásobně, což vytváří vážné nebezpečí. V důsledku toho může dojít k deformaci vinutí, ztrátě stability, ohýbání cívek a drcení těsnění vlivem axiálních sil.
Aby se snížily elektrodynamické síly, jsou vinutí při montáži axiálně lisována. Tato operace se provádí opakovaně: nejprve při montáži vinutí a instalaci horních nosníků a poté po vysušení aktivní části. Druhá operace je zvláště důležitá pro snížení sil, protože v případě nekvalitního lisování při působení uzávěru se může cívka posunout nebo zničit. Vážné nebezpečí představuje shoda vlastní rezonance cívky s frekvencí přítomnou v elektrodynamické síle. Rezonance může způsobit síly, které nejsou při běžném provozu vůbec nebezpečné.
Pro zlepšení kvality transformátoru je nutné při montáži okamžitě eliminovat možné smrštění izolace, vyrovnat všechny výšky a zajistit kvalitní lisování. Za dodržení nezbytných technologické procesy, zkrat transformátoru se může obejít bez vážných následků.