Mode kortslutning transformer kaldes en sådan tilstand, når terminalerne på sekundærviklingen er lukket af en strømleder med en modstand lig nul (ZH = 0). En kortslutning af transformeren under driftsforhold skaber nødtilstand, fordi sekundær strøm, og derfor stiger den primære flere titusinder i forhold til den nominelle. Derfor er der i kredsløb med transformatorer sikret beskyttelse, der i tilfælde af kortslutning automatisk slukker for transformeren.
Under laboratorieforhold er det muligt at udføre en testkortslutning af transformeren, hvor terminalerne på sekundærviklingen kortsluttes, og en sådan spænding Uk påføres primærviklingen, ved hvilken strømmen i primærviklingen ikke overstiger den nominelle værdi (ik karakteristisk for transformeren angivet i passet.
Dermed (%):
hvor U1nom er den nominelle primærspænding.
Kortslutningsspændingen afhænger af transformatorviklingernes højeste spænding. Så for eksempel ved en højere spænding på 6-10 kV uK = 5,5 %, ved 35 kV uK = 6,5÷7,5 %, ved 110 kV uK = 10,5 % osv. Som det kan ses, med Ved at øge den nominelle højere spænding, øges transformatorens kortslutningsspænding.
Når spændingen Uk er 5-10% af den nominelle primære spænding, falder magnetiseringsstrømmen (ikke-laststrøm) med 10-20 gange eller endnu mere signifikant. Derfor anses det i kortslutningstilstand at
Den magnetiske hovedflux Ф falder også med 10-20 gange, og viklingernes lækagestrømme bliver sammenlignelige med hovedfluxen.
Da når transformatorens sekundære vikling er kortsluttet, er spændingen ved dens terminaler U2 = 0, ligning e. d.s. for hende tager det formen
og spændingsligningen for en transformer skrives som
Denne ligning svarer til det ækvivalente kredsløb for transformeren vist i fig. 1.
Vektordiagram af en transformer under en kortslutning svarende til ligningen og diagrammet i fig. 1, vist i fig. 2. Kortslutningsspænding har aktive og reaktive komponenter. Vinklen φк mellem vektorerne for disse spændinger og strøm afhænger af forholdet mellem de aktive og reaktive induktive komponenter i transformatormodstanden.
Ris. 1. Transformatorækvivalent kredsløb i tilfælde af kortslutning
Ris. 2. Vektordiagram af en transformer under en kortslutning
For transformere med en mærkeeffekt på 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; med en mærkeeffekt på 6300 kVA eller mere XK/RK = 10 eller mere. Derfor menes det, at transformatorer høj effekt UK = Ucr, en impedans ZK = Xk.
Kortslutningsoplevelse.
Dette eksperiment udføres ligesom tomgangstesten for at bestemme transformatorens parametre. Et kredsløb er samlet (fig. 3), hvor sekundærviklingen er kortsluttet med en metaljumper eller leder med en modstand tæt på nul. En spænding Uk påføres primærviklingen, hvor strømmen i den er lig med mærkeværdien I1nom.
Ris. 3. Diagram over transformatorkortslutningsforsøg
Baseret på måledataene bestemmes følgende parametre for transformeren.
Kortslutningsspænding
hvor UK er spændingen målt af et voltmeter ved I1, = I1nom. I kortslutningstilstand er UK meget lille, så tab uden belastning er hundredvis af gange mindre end med nominel spænding. Vi kan således antage, at Ppo = 0 og effekten målt af et wattmeter er effekttabet Ppk forårsaget af transformatorviklingernes aktive modstand.
Ved nuværende I1, = I1nom får vi nominelle effekttab til opvarmning af viklingerne Rpk.nom, som kaldes elektriske tab eller kortslutningstab.
Fra spændingsligningen for transformeren, samt fra det ækvivalente kredsløb (se fig. 1), får vi
hvor ZK er transformatorimpedansen.
Som det er kendt, er transformatorens sekundære vikling i belastningstilstand forbundet med modstanden af modtagerne. En strøm, der er proportional med transformatorens belastning, etableres i det sekundære kredsløb. Når man spiser stort antal modtagere, er der ofte tilfælde, hvor isoleringen af forbindelsesledningerne er brudt. Hvis ledningerne, der forsyner modtagerne, kommer i kontakt på steder, hvor isoleringen er beskadiget, vil der opstå en tilstand kaldet en kortslutning (kortslutning) af kredsløbssektionen. Hvis forbindelsesledningerne, der kommer fra viklingen, er lukket et sted ved punkterne a og b, placeret før energimodtageren (figur 1), vil der opstå en kortslutning i transformatorens sekundære vikling. I denne tilstand vil sekundærviklingen blive kortsluttet. Samtidig vil den fortsætte med at modtage energi fra primærviklingen og give den tilbage til sekundært kredsløb, som nu kun består af viklingen og en del af forbindelsesledningerne. 1 - primær vikling; 2 - sekundær vikling; 3 - magnetisk kredsløb Figur 1 - Kortslutning på terminalerne på transformatorens sekundære vikling Ved første øjekast ser det ud til, at transformatoren i tilfælde af en kortslutning uundgåeligt skal kollapse, da modstanden r 2 af viklings- og forbindelsesledningerne er titusinder gange mindre end modstanden r på modtageren. Hvis vi antager, at belastningsmodstanden r er mindst 100 gange større end r 2, så burde kortslutningsstrømmen I 2k være 100 gange større end strømmen I 2 kl. Normal drift transformer. Fordi primærstrøm også stiger 100 gange (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), tab i transformatorviklingerne vil stige kraftigt, nemlig 100 2 gange (I 2 r), dvs. 10.000 gange. Under disse forhold vil temperaturen på viklingerne nå 500-600 ° C på 1-2 s, og de vil hurtigt brænde ud. Når en transformer fungerer, er der desuden altid mekaniske kræfter mellem viklingerne, som har tendens til at flytte viklingen fra hinanden i radial og aksial retning. Disse kræfter er proportionale med produktet af strømmene I 1 I 2 i viklingerne, og hvis hver af strømmene I 1 og I 2 under en kortslutning øges, for eksempel 100 gange, vil kræfterne stige 10.000 gange. Deres størrelse ville nå op på hundredvis af tons, og transformatorens viklinger ville øjeblikkeligt kollapse. Dette sker dog ikke i praksis. Transformatorer modstår normalt kortslutninger i meget korte perioder, indtil beskyttelsen afbryder dem fra netværket. Under en kortslutning manifesterer effekten af en vis yderligere modstand sig skarpt, hvilket begrænser kortslutningsstrømmen i viklingerne. Denne modstand er forbundet med magnetiske lækagefluxer Ф Р1 og Ф Р2, som forgrener sig fra hovedfluxen Ф 0 og hver lukker sig omkring en del af vindingerne af "deres" vikling 1 eller 2 (figur 2).
1 - primær vikling; 2 - sekundær vikling; 3 - fælles akse af viklingerne og transformerstangen; 4 - magnetisk kredsløb; 5 - hovedspredningskanal
Figur 2 - Lækagestrømme og koncentrisk arrangement af transformerviklinger Det er meget vanskeligt direkte at måle mængden af spredning: stierne, langs hvilke disse strømme kan lukkes, er for forskellige. Derfor vurderes lækage i praksis ud fra den effekt, det har på spændingen og strømmene i viklingerne. Det er indlysende, at lækagestrømme stiger med stigende strøm i viklingerne. Det er også indlysende, at under normal drift af transformeren udgør lækagefluxen en relativt lille del af hovedfluxen Ф 0 . Faktisk er lækagefluxen kun koblet til en del af vindingerne, hovedfluxen er forbundet med alle vindingerne. Derudover tvinges lækagefluxen til at passere det meste af vejen gennem luft, hvis magnetiske permeabilitet tages som en enhed, dvs. den er hundredvis af gange mindre end den magnetiske permeabilitet af stål, gennem hvilken flowet F 0 er lukket. . Alt dette gælder både for normal drift og kortslutningstilstand af transformeren. Men da lækagefluxene er bestemt af strømmene i viklingerne, og i kortslutningstilstand strømmene øges hundredvis af gange, øges fluxene F p også med samme mængde; samtidig overstiger de strømmen Ф 0 betydeligt. Lækagestrømme inducerer selvinduktion emfs E p1 og E p2 i viklingerne, rettet mod strømmen. Reaktion, for eksempel, emf E p2 kan betragtes som en vis yderligere modstand i sekundærviklingens kredsløb, når den er kortsluttet. Denne modstand kaldes reaktiv. For sekundærviklingen er ligningen E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2) gyldig. I kortslutningstilstand er U 2 = 0, og ligningen transformeres som følger: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), eller E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, hvor underskriften "k " refererer til modstandene og strømmene i kortslutningstilstand; I 2 K x 2 K - induktivt spændingsfald i kortslutningstilstand, lig med værdien E p 2 K; x 2 K er reaktansen af sekundærviklingen. Erfaring viser, at modstanden x 2, afhængig af transformatorens effekt, er 5-10 gange større end r 2. Derfor vil strømmen I 2 K i virkeligheden ikke være 100, men kun 10-20 gange større end strømmen I 2 under normal drift af transformeren (vi forsømmer den aktive modstand på grund af dens lille værdi). Følgelig vil tabene i viklingerne i virkeligheden ikke stige med 10.000, men kun 100-400 gange; temperaturen af viklingerne under en kortslutning (adskillige sekunder) vil knap nå 150-200 ° C, og der vil ikke opstå alvorlige skader i transformeren i løbet af denne korte tid. Så takket være dissipation er transformatoren i stand til at beskytte sig mod kortslutningsstrømme. Alle de betragtede fænomener opstår under en kortslutning ved terminalerne (indgangene) på sekundærviklingen (se punkt a og b i figur 1). Dette er nødoperation for de fleste krafttransformatorer og det forekommer selvfølgelig ikke hver dag eller endda hvert år. Under driften (15-20 år) kan transformeren kun have nogle få sådanne alvorlige kortslutninger. Det skal dog designes og fremstilles, så de ikke ødelægger det og forårsager en ulykke. Det er nødvendigt klart at forestille sig de fænomener, der opstår i en transformer under en kortslutning, og bevidst samle de mest kritiske komponenter i dens design. I denne forbindelse er en af de de vigtigste egenskaber transformer - kortslutningsspænding. ERFARING MED KORTSLUTNINGSTRANSFORMER
Der skal skelnes mellem en kortslutning under driftsforhold og en kortslutningsoplevelse.
Transformer kortslutning Dens tilstand kaldes, når transformatorens sekundære vikling er kortsluttet. Under driftsforhold er en kortslutning en nødtilstand, hvor en stor mængde varme frigives inde i transformeren, hvilket kan ødelægge den.
Kortslutningsoplevelse udføres ved en stærkt reduceret primærspænding til en lille værdi (ca. 5-10 % af den nominelle primærspænding). Dens værdi er valgt således, at strømmen I 1 i primærviklingen er lig med nominel værdi på trods af kortslutningen af sekundærviklingen. Ved hjælp af et sæt måleinstrumenter (fig. 103) bestemmes spændingen U 1k, strøm I 1 k og effekt P 1 k gennem erfaring .
Nuværende I 2 ved nominel værdi I 1 vil også have en nominel værdi. Eds E 2 vil i dette eksperiment kun dække det interne spændingsfald, dvs. E 2 K = I 2 z 2 , og ved nominel belastning
2 = 2 + 2
derfor er E 2 k kun nogle få procent af E 2 . Lav emf E 2 svarer til en lille magnetisk hovedflux. Energitab i det magnetiske kredsløb er proportionale med kvadratet af den magnetiske flux, så under et kortslutningsforsøg er de ubetydelige. Men i begge viklinger i dette forsøg har strømmene mærkeværdier, så energitabene i viklingerne er de samme som ved mærkebelastningen. Som følge heraf bruges strømmen P 1k, der modtages af transformeren fra netværket under en kortslutning, på energitab i viklingernes ledninger:
P 1K = I 2 1 r 1 + I 2 2 r 2 .
Samtidig bestemmes ud fra kortslutningsspændingen spændingsfaldet i transformeren ved mærkebelastning (i % af primærspændingen). Af disse grunde er kortslutningsspændingen (med en kortsluttet vikling lav spænding) er altid angivet på transformatorpanelet.
Kortslutningstilstand
Som det er kendt, er transformatorens sekundære vikling i belastningstilstand forbundet med modstanden af modtagerne. En strøm, der er proportional med transformatorens belastning, etableres i det sekundære kredsløb. Ved strømforsyning af et stort antal modtagere er der ofte tilfælde, hvor isoleringen af forbindelsesledningerne er brudt. Hvis ledningerne, der forsyner modtagerne, kommer i kontakt på steder, hvor isoleringen er beskadiget, vil der opstå en tilstand kaldet en kortslutning (kortslutning) af kredsløbssektionen. Hvis forbindelsesledningerne, der kommer fra viklingen, er lukket et sted i punkterne a og b, placeret før energimodtageren (figur 1), vil der opstå en kortslutning i transformatorens sekundære vikling. I denne tilstand vil sekundærviklingen blive kortsluttet. Samtidig vil den fortsætte med at modtage energi fra primærviklingen og overføre den til sekundærkredsløbet, som nu kun består af viklingen og en del af forbindelsesledningerne. 
1 - primær vikling; 2 - sekundær vikling; 3 - magnetisk kredsløb Figur 1 - Kortslutning på terminalerne på transformatorens sekundære vikling Ved første øjekast ser det ud til, at transformatoren i tilfælde af en kortslutning uundgåeligt skal kollapse, da modstanden r 2 af viklings- og forbindelsesledningerne er titusinder gange mindre end modstanden r på modtageren. Hvis vi antager, at belastningsmodstanden r er mindst 100 gange større end r 2, så bør kortslutningsstrømmen I 2k være 100 gange større end strømmen I 2 under normal drift af transformeren. Da primærstrømmen også stiger 100 gange (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), vil tabene i transformatorviklingerne stige kraftigt, nemlig 100 2 gange (I 2 r), altså 10.000 gange. Under disse forhold vil temperaturen på viklingerne nå 500-600 ° C på 1-2 s, og de vil hurtigt brænde ud. Når en transformer fungerer, er der desuden altid mekaniske kræfter mellem viklingerne, som har tendens til at flytte viklingen fra hinanden i radial og aksial retning. Disse kræfter er proportionale med produktet af strømmene I 1 I 2 i viklingerne, og hvis hver af strømmene I 1 og I 2 under en kortslutning øges, for eksempel 100 gange, vil kræfterne stige 10.000 gange. Deres størrelse ville nå op på hundredvis af tons, og transformatorens viklinger ville øjeblikkeligt kollapse. Dette sker dog ikke i praksis. Transformatorer modstår normalt kortslutninger i meget korte perioder, indtil beskyttelsen afbryder dem fra netværket. Under en kortslutning manifesterer effekten af en vis yderligere modstand sig skarpt, hvilket begrænser kortslutningsstrømmen i viklingerne. Denne modstand er forbundet med magnetiske lækagefluxer Ф Р1 og Ф Р2, som forgrener sig fra hovedfluxen Ф 0 og hver lukker sig omkring en del af vindingerne af "deres" vikling 1 eller 2 (figur 2). 
1 - primær vikling; 2 - sekundær vikling; 3 - fælles akse af viklingerne og transformerstangen; 4 - magnetisk kredsløb; 5 - hovedspredningskanal Figur 2 - Lækagestrømme og koncentrisk arrangement af transformerviklinger Det er meget vanskeligt direkte at måle mængden af spredning: stierne, langs hvilke disse strømme kan lukkes, er for forskellige. Derfor vurderes lækage i praksis ud fra den effekt, det har på spændingen og strømmene i viklingerne. Det er indlysende, at lækagestrømme stiger med stigende strøm i viklingerne. Det er også indlysende, at under normal drift af transformeren udgør lækagefluxen en relativt lille del af hovedfluxen Ф 0 . Faktisk er lækagefluxen kun koblet til en del af vindingerne, hovedfluxen er forbundet med alle vindingerne. Derudover tvinges lækagefluxen til at passere det meste af vejen gennem luft, hvis magnetiske permeabilitet tages som en enhed, dvs. den er hundredvis af gange mindre end den magnetiske permeabilitet af stål, gennem hvilken flowet F 0 er lukket. . Alt dette gælder både for normal drift og kortslutningstilstand af transformeren. Men da lækagefluxene er bestemt af strømmene i viklingerne, og i kortslutningstilstand strømmene øges hundredvis af gange, øges fluxene F p også med samme mængde; samtidig overstiger de strømmen Ф 0 betydeligt. Lækagestrømme inducerer selvinduktion emfs E p1 og E p2 i viklingerne, rettet mod strømmen. Reaktion, for eksempel, emf E p2 kan betragtes som en vis yderligere modstand i sekundærviklingens kredsløb, når den er kortsluttet. Denne modstand kaldes reaktiv. For sekundærviklingen er ligningen E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2) gyldig. I kortslutningstilstand er U 2 = 0, og ligningen transformeres som følger: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), eller E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, hvor underskriften "k " refererer til modstandene og strømmene i kortslutningstilstand; I 2K x 2K - induktivt spændingsfald i kortslutningstilstand, lig med værdien E p2K; x 2K er reaktansen af sekundærviklingen. Erfaring viser, at modstanden x 2, afhængig af transformatorens effekt, er 5-10 gange større end r 2. Derfor vil strømmen I 2K i virkeligheden ikke være 100, men kun 10-20 gange større end strømmen I 2 under normal drift af transformeren (vi forsømmer den aktive modstand på grund af dens lille værdi). Følgelig vil tabene i viklingerne i virkeligheden ikke stige med 10.000, men kun 100-400 gange; temperaturen på viklingerne under en kortslutning (adskillige sekunder) vil knap nå 150-200 ° C, og der vil ikke opstå alvorlige skader i transformeren i løbet af denne korte tid. Så takket være dissipation er transformatoren i stand til at beskytte sig mod kortslutningsstrømme. Alle de betragtede fænomener opstår under en kortslutning ved terminalerne (indgangene) på sekundærviklingen (se punkt a og b i figur 1). Dette er en nøddriftstilstand for de fleste krafttransformatorer, og det forekommer selvfølgelig ikke hver dag eller endda hvert år. Under driften (15-20 år) kan transformeren kun have nogle få sådanne alvorlige kortslutninger. Det skal dog designes og fremstilles, så de ikke ødelægger det og forårsager en ulykke. Det er nødvendigt klart at forestille sig de fænomener, der opstår i en transformer under en kortslutning, og bevidst samle de mest kritiske komponenter i dens design. I denne henseende spiller en af transformatorens vigtigste egenskaber, kortslutningsspændingen, en meget væsentlig rolle.
Bestemmelse af transformatorparametre
Helt tilfældigt kan læseren falde i hænderne på en gammel udgangstransformator, som efter at dømme udseende, bør have gode egenskaber, men der er absolut ingen information om, hvad der gemmer sig inde i den. Heldigvis er det nemt at identificere parametrene for en gammel udgangstransformator med kun et digitalt universelt voltmeter, da deres design altid følger strengt definerede regler.
Før du begynder at kontrollere, skal du skitsere et diagram over alle de eksterne forbindelser og jumpere på transformeren og derefter fjerne dem. (At bruge et digitalt kamera til dette formål har vist sig at være meget frugtbart.) Primærviklingen skal selvfølgelig have et midtpunktshane, for at transformeren kan bruges i et push-pull kredsløb, og der kan være yderligere tryk på denne vikling. at give ultra-lineær drift. Som regel vil DC-viklingsmodstanden, målt med et ohmmeter mellem viklingens yderpunkter, være den maksimale modstandsværdi blandt alle de opnåede værdier og kan variere fra 100 til 300 ohm. Hvis der detekteres en vikling med en lignende modstandsværdi, kan vi i næsten alle tilfælde antage, at transformatorterminalerne A 1 og A 2 svarende til yderpunkterne af primærviklingen er blevet identificeret.
For transformatorer af høj kvalitet er primærviklingen viklet symmetrisk, det vil sige, at modstanden mellem de ekstreme terminaler A 1 og A 2 og midtpunktet af højspændingsviklingen altid er ens, så næste trin er at bestemme terminalen for hvor modstanden mellem den og terminalerne A 1 og A 2 ville være lig med halvdelen af modstanden mellem yderpunkterne af primærviklingen. Men billigere modeller af transformatorer er muligvis ikke lavet så omhyggeligt, så modstanden mellem de to halvdele af viklingen er muligvis ikke helt ens.
Da der til fremstilling af transformatorens primære vikling uden undtagelser anvendes en ledning med samme tværsnit, skal hanen, som er placeret på en drejning, der udgør 20% af det samlede antal drejninger mellem den centrale højspændingsudtag og klemme A 1 eller A 2, (konfiguration til at tage forstærkerens fulde effekt), vil også have en modstand på 20 % af modstandsværdien mellem den ydre klemme A 1 eller A 2 og det centrale udtag på den primære vikling. Hvis transformeren var beregnet til en forstærker af højere kvalitet, ville den mest sandsynlige placering af denne hane være en drejning svarende til 47% af modstanden mellem de samme punkter (effektforstærkerkonfigurationen, der giver minimal forvrængning).
Sekundærviklingen vil højst sandsynligt også have et lige antal afledninger, eller vil have et tryk. Det er værd at huske på, at i vakuumrørenes storhedstid var højttalerimpedanserne enten 15 ohm (premium højttalere) eller 4 ohm, så udgangstransformatorerne var optimeret til disse impedanser.
Den mest almindelige mulighed er at bruge to identiske sektioner ved at bruge viklingerne i serie til 15 ohm højttalerimpedanser eller parallelt for 4 ohm impedanser (faktisk 3,75 ohm). Hvis der, efter at transformatorens primære vikling er blevet bestemt, findes to viklinger med DC-modstande på ca. 0,7 ohm hver, så er der højst sandsynligt en standard transformerprøve.
I højkvalitetstransformere videreudvikles ovenstående idé, når sekundærviklingen er repræsenteret af fire identiske sektioner. Kablet i serie bruges de til at afslutte en 15 ohm belastning, men når alle er forbundet parallelt, vil de afslutte en 1 ohm belastning. Dette skyldes ikke, at 1-ohm-højttalere var tilgængelige (æraen med crossovers af dårlig kvalitet var endnu ikke ankommet), men fordi en større grad af sektionering af viklingerne muliggjorde en transformer af højere kvalitet. Derfor skal du kigge efter fire viklinger med nogenlunde samme modstand mht DC og lig i værdi med ca. 0,3 Ohm. Man skal også huske på, at ud over at sondens kontaktmodstand kan udgøre en meget betydelig andel ved målinger af meget små modstande (hvilket gør det bydende nødvendigt at have ikke kun en ren, men også en pålidelig kontakt ), men også at det sædvanlige 41/ A 2-cifrede digitale voltmeter ikke giver tilstrækkelig nøjagtighed ved måling af så små modstandsværdier, så man må ofte foretage sig gæt og antagelser.
Hvis det efter identifikation af primærviklingen bestemmes, at alle de resterende viklinger er forbundet med hinanden, så er der en sekundærvikling med udtag, hvis højeste modstandsværdi måles mellem 0 Ohm og (f.eks.) 16 Ohm terminalerne. Hvis det antages, at der ikke er noget viklingsudtag, der matcher 8 ohm-modstanden, så vil den laveste DC-modstand fra nogen af disse ledninger være 4 ohm-udtaget, og punktet med 0 ohm-modstanden vil være tættest på 4 ohm-udtaget (normalt i den sekundære viklinger med omdrejningshaner, har de en tendens til at bruge en tykkere ledning til 4 Ohm-hanen). Hvis tilstedeværelsen af en 8 ohm hane kan forventes, skal hanerne identificeres ved hjælp af målemetoden kl. vekselstrøm, som vil blive beskrevet nedenfor.
Hvis formålet med nogle viklinger ikke kan bestemmes, er de højst sandsynligt beregnet til feedback, muligvis at virke på katoderne af individuelle udgangslamper eller til at organisere interstage feedback.
Under alle omstændigheder kan deres mere nøjagtige identifikation udføres senere, da det næste trin er at bestemme transformationsforholdet og derefter, baseret på de opnåede resultater, bestemme impedansen af transformatorens primære vikling.
Opmærksomhed. Selvom følgende målinger ikke bør udgøre en sikkerhedsrisiko for udgangstransformatoren, hvis de udføres nøjagtigt, kan der være spændinger, der udgør en fare for menneskeliv. Derfor, hvis der er enhver art Hvis du er i tvivl om den faglige erfaring, der kræves for at udføre de nedenstående målinger, bør du straks opgive forsøg på at udføre dem.
Udgangstransformatorerne i rørkredsløb er designet til at reducere spændingen fra flere hundrede volt til titusinder af volt i frekvensområdet fra 20 Hz til 20 kHz, så påføringen af netspænding til terminalerne på primærviklingen A 1 og A 2 gør ikke udgøre nogen trussel for transformeren. Forudsat at terminalerne A 1 og A 2 er blevet identificeret korrekt, bør du tilføre netspænding direkte til terminalerne A 1 og A 2 og måle spændingen på sekundærviklingen for at bestemme transformationsforholdet (eller forholdet mellem antallet af vindinger af primære og sekundære viklinger). Af sikkerhedsmæssige årsager anbefales det strengt taget ikke at levere netspændingen, men en reduceret spænding fra LATR.
Transformatortestning skal udføres i følgende rækkefølge:
Installer en sikring i netledningen med den laveste sikringsstrøm til rådighed, f.eks. vil en 3 A sikring være tilstrækkelig, men brug af en 1 A sikring vil være at foretrække;
Tilslut tre korte fleksible ledninger til strømstikket (helst med en jordingsstift). Af indlysende grunde kaldes de "selvmordsledninger" og bør derfor holdes adskilt og låst, når de ikke er i brug;
Lod en fortinnet knast til enden af ledningen mærket "jord" og skru tappen til transformatorens metalchassis ved hjælp af specielle takkede skiver for at sikre en meget god elektrisk kontakt;
Lod faseledningen til terminal A 1 og den neutrale (nul) ledning til terminal A 2;
Sørg for, at placeringen af alle forbindelsesjumpere på det sekundære nøgle er skitseret, hvorefter de alle fjernes;
Indstil måletypen for det digitale voltmeter til "vekselspænding" og tilslut det til terminalerne på sekundærviklingen;
Når du har sikret dig, at instrumentvægten er inden for synsvidde, skal du sætte strømstikket i stikkontakten. Hvis måleresultaterne ikke umiddelbart vises på enheden, skal du tage stikket ud af stikkontakten. Hvis enheden registrerer tilstedeværelsen af
spænding i sekundærviklingen, hvis værdi kan bestemmes, vent, indtil enhedens aflæsninger stabiliserer sig, skriv resultatet ned, sluk for lysnettet og tag stikket ud af stikkontakten;
Kontroller værdien af netspændingen; for at gøre dette skal du tilslutte et digitalt voltmeter til terminalerne A 1 og A 2 på transformeren og tænde for netspændingen igen. Skriv enhedens aflæsninger ned.
Herefter kan du bestemme transformationskoefficienten "N" ved at bruge følgende simple forhold mellem spændinger:
Ved første øjekast virker denne procedure ikke særlig signifikant, men det skal huskes, at impedanser er proportionale med kvadratet af transformationsforholdet, N 2, derfor at kende værdien N det er muligt at bestemme impedansen af den primære vikling, da impedansen af den sekundære allerede er kendt. Af alle de talrige ledninger har transformeren fem ledninger, der viste sig at være elektrisk forbundet med hinanden (resultaterne blev opnået, når elektriske modstandsmålinger blev taget vha digital tester). Den maksimale modstandsværdi mellem to ledninger er 236 ohm, derfor kan terminalerne på disse ledninger mærkes som A 1 og A 2. Efter at en sonde på den digitale tester forblev forbundet til ben A 1, blev en anden ledning detekteret med en modstand på 110 ohm. Den resulterende værdi er tæt nok på modstandsværdien på 118 ohm til, at dette punkt kan være outputtet fra transformatorens primære viklings midtpunkt. Derfor kan denne vikling identificeres som en højspændingsvikling af en transformer. Herefter skal du flytte en af sonderne på den digitale tester til det midterste udtag på højspændingsviklingen og måle modstanden i forhold til de to resterende ledninger. Modstandsværdien for den ene terminal var 29 ohm, og for den anden var den 32 ohm. I betragtning af, at (29 ohm: 110 ohm) = 0,26 og (32 ohm: 118 ohm) = 0,27, er det sikkert at antage, at disse ben bruges som ultralineære udtag for maksimal effekt (dvs. ca. 20% af viklingen) . En af terminalerne, for hvilken modstanden i forhold til terminal A har en lavere værdi, repræsenterer et tap til gitteret 2 lamper V 1 , g 2(V1) og det andet tryk - til gitteret af 2 lamper V 2 , g 2(V2) (Fig. 5.23).
Den sekundære vikling har kun to sektioner, så de er højst sandsynligt beregnet til at bære en belastning på 4 ohm. Denne antagelse bekræftes derefter af målinger af modstanden af sektionernes viklinger, for den første af dem var den 0,6 Ohm, og for den anden 0,8 Ohm, hvilket falder sammen med typiske værdier for viklinger designet til at matche 4 Ohm belastninger.
Ris. 5.23 Identifikation af transformerviklinger med ukendte parametre
Ved tilslutning af transformeren til netværket blev der registreret en vekselspænding på 252 V, og spændingen på sekundære viklinger var 5,60 V. Ved at erstatte de opnåede værdier i formlen til beregning af transformationsforholdet får vi:
Impedanserne af viklingerne ændres proportionalt N 2, så forholdet mellem den primære impedans og den sekundære impedans er 45 2 = 2025. Da den sekundære spænding blev målt ved en 4 ohm sektion, bør den primære impedans være (2025 x 4 ohm) = 8100 ohm. Dette resultat er ganske acceptabelt, da målinger ved brug af en netspænding på 252 V og en frekvens på 50 Hz kunne flytte driftspunktet tættere på mætningsområdet, hvilket førte til fejl ved bestemmelse af parametrene. Derfor kan den resulterende værdi afrundes til 8 kOhm.
Dernæst er det nødvendigt at bestemme begyndelsen og slutningen af viklingerne i hver sektion af transformatorens sekundære vikling. Dette gøres ved kun at forbinde en ledning mellem den første og anden sektion og dermed dreje sektionernes viklinger i serie. Efter påføring af spænding til primærviklingen får vi dobbelt spænding på sekundærviklingen, sammenlignet med den individuelle spænding på hver. Det vil sige, at spændingerne i de to sektioner komplementerer hinanden, og derfor viste slutningen af viklingen af den første sektion sig at være forbundet med begyndelsen af viklingen af den anden, så vi kan udpege output af sektionen, hvor forbindelsesledningen ender som "+", og den anden ende som "-". Men hvis der ikke er spænding på sekundærviklingen, vil det betyde, at viklingerne i de to sektioner er forbundet modsat hinanden, så begge terminaler kan betegnes enten som "+" eller "-".
Efter at alle sektioner med identiske karakteristika er blevet identificeret, og startpunkterne for viklingerne er blevet bestemt for dem, kan spændingerne på alle resterende viklinger måles, og transformationsforholdene kan bestemmes for dem, enten i forhold til primærviklingen eller i forhold til den sekundære, afhængigt af hvilken metode der vil være mere bekvem. Fra dette tidspunkt er det mest bekvemt at bruge et kredsløb med korte noter, for eksempel at opnå en dobbelt stigning i spændingen i sekundærviklingen er meget betydelig, da dette faktum kan betyde enten tilstedeværelsen af en sektion med et tryk fra midtpunktet, eller tryk på 4 ohm og 16 ohm.
Hovedårsagerne til svigt af transformere i lydfrekvensstien
Transformatorer er blandt de elektroniske komponenter med flest langsigtet tjeneste, der når 40 år eller mere. Men nogle gange kan de fejle. Transformatorviklingerne er lavet af ledning, som kan svigte, hvis der løber for høje strømme igennem den, og ledningsisoleringen kan gennembores, hvis spændingerne på viklingerne overstiger tilladte værdier.
Det mest almindelige tilfælde, hvor udgangstransformatorer fejler, er, når den er tvunget til at betjene forstærkeren i overbelastningstilstand. Dette kan ske i en push-pull-forstærker, når det ene udgangsrør er fuldstændigt deaktiveret (for eksempel mislykket), og det andet fungerer med tydelig overbelastning. Lækinduktansen af den halvdel af transformatoren, som skal passere strømmen af den slukkede lampe, har en tendens til at holde strømmen af denne halvdel af viklingen uændret, hvilket medfører fremkomsten af betydelige overspændinger i primærviklingen (primært pga. selvinduktions-emf), hvilket fører til nedbrydning af interturn-isoleringen. Processen med at ændre spændingen på den induktive vikling over tid er karakteriseret ved følgende differentialligning:
Siden når strømmen bryder, har dens afledte en tendens til uendelig di/dt ≈ ∞ udvikler den resulterende selvinduktions-EMK en spænding på halvviklingen i kredsløbet af den fejlslagne lampe, der væsentligt overstiger værdien af højspændingsstrømkilden, som let kan bryde gennem interturn-isoleringen.
Isolationsnedbrud kan også være forårsaget af ukorrekte driftsforhold for udstyret. Så. for eksempel, hvis fugt trænger ind i en transformer, bliver isoleringen (som oftest bruges som specialpapir) mere ledende, hvilket markant øger sandsynligheden for dens sammenbrud.
Der er også risiko for svigt af udgangstransformatoren, hvis forstærkeren drives af højttalere, hvis impedans er væsentligt lavere end påkrævet. I dette tilfælde, ved høje volumenniveauer, kan strømmene, der strømmer gennem transformatorviklingerne, overskrides betydeligt.
Et andet specifikt problem opstår i nogle tilfælde i forstærkere af ikke særlig høj kvalitet, for eksempel dem, der på et tidspunkt blev meget brugt til elektriske guitarer. På grund af det faktum, at strømstigningshastigheden under overbelastning er meget høj, og kvaliteten af outputtransformatoren, der bruges i elektriske guitarforstærkere, normalt ikke er særlig god, kan høje værdier af lækinduktans føre til sådanne høje værdier spænding (selv-induktion emf) på viklingerne, hvilket ikke udelukker forekomsten af en ekstern elektrisk lysbue. Desuden kunne transformeren selv være designet på en sådan måde, at den sikkert modstår en sådan utilsigtet overspænding. Den spænding, der kræves for at starte en elektrisk lysbue, afhænger til en vis grad af forureningsgraden af den vej, langs hvilken den udvikler sig, så forurening (især ledende) reducerer denne lysbuespænding. Dette er grunden til, at de kulstofaftryk, der er tilbage fra tidligere lysbueprocesser, utvivlsomt fører til en reduktion i den spænding, der kræves for at en ny lysbueproces kan opstå.
Alle transformere fungerer i to hovedtilstande: under belastning og ved Tomgang. Der kendes dog en anden driftsform, hvor de mekaniske kræfter og lækagefluxen i viklingerne øges kraftigt. Denne tilstand kaldes transformatorkortslutning. Denne situation opstår, når den primære vikling modtager strøm, og den sekundære vikling lukker ved sine indgange. Under en kortslutning opstår der reaktans, mens strømmen fortsætter med at strømme ind i sekundærviklingen fra den primære.
Derefter gives strømmen til forbrugeren, som er den sekundære vikling. Således opstår processen med at kortslutte transformeren.
Essensen af en kortslutning
I et lukket afsnit opstår modstand, hvis værdi er meget mindre end belastningsmodstanden. Der er en kraftig stigning i primær- og sekundære strømme, som øjeblikkeligt kan brænde viklingerne og fuldstændig ødelægge transformeren. Dette sker dog ikke, og beskyttelsen formår at koble den fra netværket. Dette skyldes det faktum, at transformatorens øgede dissipation og felter reducerer virkningen af kortslutningsstrømme betydeligt og beskytter også viklingen mod elektrodynamiske og termiske belastninger. Derfor, selvom der er tab i viklingerne, har de simpelthen ikke tid til at have deres negative indvirkning.
Kortslutningsadvarsel
Under normal drift af transformeren er værdien af elektrodynamiske kræfter minimal. I løbet af denne tid stiger strømme og kræfter tidoblet, hvilket skaber en alvorlig fare. Som et resultat kan viklingerne deformeres, deres stabilitet går tabt, spolerne bøjes, og pakningerne knuses under påvirkning af aksiale kræfter.
For at reducere elektrodynamiske kræfter presses viklingerne aksialt under samlingen. Denne operation udføres gentagne gange: først, når viklingerne er monteret, og de øverste bjælker er installeret, og derefter efter tørring af den aktive del. Den anden operation er af særlig betydning for at reducere kræfterne, da spolen i tilfælde af presning af dårlig kvalitet under påvirkning af en lukning kan forskydes eller blive ødelagt. En alvorlig fare udgøres af sammenfaldet af spolens egen resonans med frekvensen til stede i den elektrodynamiske kraft. Resonans kan forårsage kræfter, der slet ikke er farlige under normal drift.
For at forbedre transformatorens kvalitet er det under montering nødvendigt straks at eliminere mulig isoleringskrympning, udjævne alle højder og sikre højkvalitetspresning. Med forbehold for overholdelse af de nødvendige teknologiske processer, kan en kortslutning af transformeren godt undvære alvorlige konsekvenser.