Modo cortocircuito transformador se denomina modo cuando los terminales del devanado secundario están cerrados por un conductor de corriente con una resistencia igual a cero (ZH = 0). Un cortocircuito del transformador en condiciones de funcionamiento crea modo de emergencia, porque corriente secundaria, y por tanto el primario aumenta varias decenas de veces respecto al nominal. Por tanto, en circuitos con transformadores se proporciona una protección que, en caso de cortocircuito, apaga automáticamente el transformador.
En condiciones de laboratorio, es posible realizar una prueba de cortocircuito del transformador, en la que los terminales del devanado secundario están en cortocircuito, y se aplica tal voltaje Uk al devanado primario, en el que la corriente en el devanado primario no excede el valor nominal (característica Ik del transformador indicada en el pasaporte).
De este modo (%):
donde U1nom es la tensión primaria nominal.
El voltaje de cortocircuito depende del voltaje más alto de los devanados del transformador. Entonces, por ejemplo, a un voltaje más alto de 6-10 kV uK = 5,5%, a 35 kV uK = 6,5÷7,5%, a 110 kV uK = 10,5%, etc. Como puede verse, con Al aumentar la nominal más alta voltaje, el voltaje de cortocircuito del transformador aumenta.
Cuando el voltaje Uk es del 5 al 10% del voltaje primario nominal, la corriente de magnetización (corriente sin carga) disminuye de 10 a 20 veces o incluso más significativamente. Por lo tanto, en modo cortocircuito se considera que
El flujo magnético principal Ф también disminuye entre 10 y 20 veces y los flujos de fuga de los devanados se vuelven comparables al flujo principal.
Ya que cuando se cortocircuita el devanado secundario del transformador, el voltaje en sus terminales es U2 = 0, ecuación e. d.s. para ella toma la forma
y la ecuación de voltaje para un transformador se escribe como
Esta ecuación corresponde al circuito equivalente del transformador que se muestra en la Fig. 1.
Diagrama vectorial de un transformador durante un cortocircuito correspondiente a la ecuación y diagrama de la Fig. 1, mostrado en la Fig. 2. El voltaje de cortocircuito tiene componentes activos y reactivos. El ángulo φк entre los vectores de estos voltajes y corriente depende de la relación entre los componentes inductivos activos y reactivos de la resistencia del transformador.
Arroz. 1. Circuito equivalente del transformador en caso de cortocircuito.
Arroz. 2. Diagrama vectorial de un transformador durante un cortocircuito.
Para transformadores con potencia nominal de 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; con una potencia nominal de 6300 kVA o más XK/RK = 10 o más. Por tanto, se cree que los transformadores Alto Voltaje Reino Unido = Ucr, a impedancia ZK = Xk.
Experiencia de cortocircuito.
Este experimento, al igual que la prueba sin carga, se lleva a cabo para determinar los parámetros del transformador. Se monta un circuito (Fig.3), en el que el devanado secundario se cortocircuita con un puente metálico o conductor con una resistencia cercana a cero. Al devanado primario se aplica una tensión Uk en la que la corriente en él es igual al valor nominal I1nom.
Arroz. 3. Diagrama del experimento de cortocircuito del transformador.
Con base en los datos de medición, se determinan los siguientes parámetros del transformador.
voltaje de cortocircuito
donde UK es el voltaje medido por un voltímetro en I1, = I1nom. En el modo de cortocircuito, el Reino Unido es muy pequeño, por lo que las pérdidas sin carga son cientos de veces menores que con tensión nominal. Por tanto, podemos suponer que Ppo = 0 y la potencia medida por un vatímetro es la pérdida de potencia Ppk causada por la resistencia activa de los devanados del transformador.
En la corriente I1, = I1nom obtenemos Pérdidas nominales de potencia para calentar los devanados. Rpk.nom, que se llaman pérdidas eléctricas o pérdidas por cortocircuito.
De la ecuación de voltaje para el transformador, así como del circuito equivalente (ver Fig. 1), obtenemos
donde ZK es la impedancia del transformador.
Como es sabido, en modo carga el devanado secundario del transformador está conectado a la resistencia de los receptores. En el circuito secundario se establece una corriente proporcional a la carga del transformador. al comer gran número Receptores, a menudo hay casos en los que se rompe el aislamiento de los cables de conexión. Si los cables que alimentan los receptores entran en contacto en lugares donde el aislamiento está dañado, se producirá un modo llamado cortocircuito (cortocircuito) de la sección del circuito. Si los cables de conexión que salen del devanado están cerrados en algún lugar de los puntos a y b, ubicados antes del receptor de energía (Figura 1), se producirá un cortocircuito en el devanado secundario del transformador. En este modo, el devanado secundario estará en cortocircuito. Al mismo tiempo, seguirá recibiendo energía del devanado primario y devolviéndola al circuito secundario, que ahora consta únicamente del devanado y parte de los cables de conexión. 1 - devanado primario; 2 - devanado secundario; 3 - circuito magnético Figura 1 - Cortocircuito en los terminales del devanado secundario del transformador. A primera vista, parece que en caso de cortocircuito, el transformador inevitablemente colapsará, ya que la resistencia r 2 del devanado y los cables de conexión es decenas de veces menor que la resistencia r del receptor. Si suponemos que la resistencia de carga r es al menos 100 veces mayor que r 2, entonces la corriente de cortocircuito I 2k debería ser 100 veces mayor que la corriente I 2 en operación normal transformador. Porque corriente primaria también aumenta 100 veces (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), las pérdidas en los devanados del transformador aumentarán drásticamente, es decir, 100 2 veces (I 2 r), es decir, 10.000 veces. En estas condiciones, la temperatura de los devanados alcanzará los 500-600 ° C en 1-2 segundos y se quemarán rápidamente. Además, cuando un transformador opera, siempre hay fuerzas mecánicas entre los devanados que tienden a separarlos en las direcciones radial y axial. Estas fuerzas son proporcionales al producto de las corrientes I 1 I 2 en los devanados, y si durante un cortocircuito cada una de las corrientes I 1 e I 2 aumenta, por ejemplo, 100 veces, entonces las fuerzas aumentarán 10.000 veces. Su tamaño alcanzaría cientos de toneladas y los devanados del transformador colapsarían instantáneamente. Sin embargo, en la práctica esto no sucede. Los transformadores suelen soportar cortocircuitos durante periodos de tiempo muy cortos hasta que la protección los desconecta de la red. Durante un cortocircuito, se manifiesta claramente el efecto de alguna resistencia adicional, que limita la corriente de cortocircuito en los devanados. Esta resistencia está asociada con los flujos de fuga magnética Ф Р1 y Ф Р2, que se derivan del flujo principal Ф 0 y cada uno se cierra alrededor de parte de las espiras de "su" devanado 1 o 2 (Figura 2).
1 - devanado primario; 2 - devanado secundario; 3 - eje común de los devanados y la varilla del transformador; 4 - circuito magnético; 5 - canal de dispersión principal
Figura 2: Flujos de fuga y disposición concéntrica de los devanados del transformador. Es muy difícil medir directamente la cantidad de dispersión: los caminos por los que se pueden cerrar estos flujos son demasiado diversos. Por tanto, en la práctica, la fuga se evalúa por el efecto que tiene sobre la tensión y las corrientes en los devanados. Es obvio que los flujos de fuga aumentan al aumentar la corriente que fluye por los devanados. También es obvio que durante el funcionamiento normal del transformador, el flujo de fuga constituye una fracción relativamente pequeña del flujo principal Ф 0 . En efecto, el flujo de fuga está acoplado sólo a una parte de las espiras, mientras que el flujo principal está conectado a todas las espiras. Además, el flujo de fuga se ve obligado a pasar la mayor parte del camino a través del aire, cuya permeabilidad magnética se toma como unidad, es decir, es cientos de veces menor que la permeabilidad magnética del acero, a través del cual se cierra el flujo F 0. . Todo esto es válido tanto para el funcionamiento normal como para el modo de cortocircuito del transformador. Sin embargo, dado que los flujos de fuga están determinados por las corrientes en los devanados, y en el modo de cortocircuito las corrientes aumentan cientos de veces, los flujos F p también aumentan en la misma cantidad; al mismo tiempo, superan significativamente el caudal Ф 0. Los flujos de fuga inducen fem de autoinducción E p1 y E p2 en los devanados, dirigidas contra la corriente. La reacción, por ejemplo, fem E p2, se puede considerar como una resistencia adicional en el circuito del devanado secundario cuando se cortocircuita. Esta resistencia se llama reactiva. Para el devanado secundario, la ecuación E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2) es válida. En modo cortocircuito, U 2 = 0 y la ecuación se transforma de la siguiente manera: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), o E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, donde el subíndice “k ”se refiere a las resistencias y corrientes en modo cortocircuito; I 2 K x 2 K - caída de tensión inductiva en modo cortocircuito, igual al valor E p 2 K; x 2 K es la reactancia del devanado secundario. La experiencia demuestra que, dependiendo de la potencia del transformador, la resistencia x 2 es de 5 a 10 veces mayor que r 2. Por lo tanto, en realidad, la corriente I 2 K no será 100, sino solo 10-20 veces mayor que la corriente I 2 durante el funcionamiento normal del transformador (despreciamos la resistencia activa debido a su pequeño valor). En consecuencia, en realidad, las pérdidas en los devanados aumentarán no en 10.000, sino sólo entre 100 y 400 veces; la temperatura de los devanados durante un cortocircuito (varios segundos) apenas alcanzará los 150-200 ° C y no se producirán daños graves en el transformador durante este corto tiempo. Así, gracias a la disipación, el transformador es capaz de protegerse de corrientes de cortocircuito. Todos los fenómenos considerados ocurren durante un cortocircuito en los terminales (entradas) del devanado secundario (ver puntos a y b en la Figura 1). Esta es una operación de emergencia para la mayoría. transformadores de poder y esto, por supuesto, no ocurre todos los días ni siquiera todos los años. Durante su funcionamiento (15-20 años), el transformador puede sufrir sólo unos pocos cortocircuitos graves. Sin embargo, debe diseñarse y fabricarse de manera que no lo destruyan y provoquen un accidente. Es necesario imaginar claramente los fenómenos que ocurren en un transformador durante un cortocircuito y ensamblar conscientemente los componentes más críticos de su diseño. En este sentido, uno de los las características más importantes transformador - voltaje de cortocircuito. EXPERIENCIA DE TRANSFORMADOR DE CORTO CIRCUITO
Debe hacerse una distinción entre un cortocircuito en condiciones operativas y una experiencia de cortocircuito.
Cortocircuito del transformador Su modo se llama cuando el devanado secundario del transformador está en cortocircuito. En condiciones de funcionamiento, un cortocircuito es un modo de emergencia en el que se libera una gran cantidad de calor dentro del transformador, que puede destruirlo.
experiencia de cortocircuito realizado a un voltaje primario muy reducido a un valor pequeño (aproximadamente 5-10% del voltaje primario nominal). Su valor se elige de modo que la corriente I 1 en el devanado primario sea igual al valor nominal, a pesar del cortocircuito del devanado secundario. Utilizando un conjunto de instrumentos de medición (Fig. 103), la tensión U 1k, la corriente I 1 k y la potencia P 1 k se determinan mediante la experiencia. .
Actual I 2 a valor nominal I 1 también tendrá un valor nominal. editores mi 2 en este experimento solo cubriremos la caída de voltaje interna, es decir, E 2 K = I 2 z 2 , y con carga nominal
2 = 2 + 2
por lo tanto E 2 k es sólo un pequeño porcentaje de mi 2 . baja fem mi 2 Corresponde a un pequeño flujo magnético principal. Las pérdidas de energía en el circuito magnético son proporcionales al cuadrado del flujo magnético, por lo que durante un experimento de cortocircuito son insignificantes. Pero en ambos devanados de este experimento, las corrientes tienen valores nominales, por lo que las pérdidas de energía en los devanados son las mismas que con la carga nominal. En consecuencia, la potencia P 1k que recibe el transformador de la red durante un cortocircuito se gasta en pérdidas de energía en los cables de los devanados:
PAG 1K =Yo 2 1 r 1 +Yo 2 2 r 2 .
Al mismo tiempo, basándose en la tensión de cortocircuito, se determina la caída de tensión en el transformador con carga nominal (en % de la tensión primaria). Por estas razones, la tensión de cortocircuito (con un devanado en cortocircuito baja tensión) siempre está indicado en el panel del transformador.
Modo cortocircuito
Como es sabido, en modo carga el devanado secundario del transformador está conectado a la resistencia de los receptores. En el circuito secundario se establece una corriente proporcional a la carga del transformador. Cuando se alimenta una gran cantidad de receptores, a menudo hay casos en los que se rompe el aislamiento de los cables de conexión. Si los cables que alimentan los receptores entran en contacto en lugares donde el aislamiento está dañado, se producirá un modo llamado cortocircuito (cortocircuito) de la sección del circuito. Si los cables de conexión que salen del devanado están cerrados en algún lugar de los puntos a y b, ubicados antes del receptor de energía (Figura 1), se producirá un cortocircuito en el devanado secundario del transformador. En este modo, el devanado secundario estará en cortocircuito. Al mismo tiempo, seguirá recibiendo energía del devanado primario y transfiriéndola al circuito secundario, que ahora consta únicamente del devanado y parte de los cables de conexión. 
1 - devanado primario; 2 - devanado secundario; 3 - circuito magnético Figura 1 - Cortocircuito en los terminales del devanado secundario del transformador. A primera vista, parece que en caso de cortocircuito, el transformador inevitablemente colapsará, ya que la resistencia r 2 del devanado y los cables de conexión es decenas de veces menor que la resistencia r del receptor. Si asumimos que la resistencia de carga r es al menos 100 veces mayor que r 2, entonces la corriente de cortocircuito I 2k debería ser 100 veces mayor que la corriente I 2 durante el funcionamiento normal del transformador. Dado que la corriente primaria también aumenta 100 veces (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), las pérdidas en los devanados del transformador aumentarán drásticamente, es decir, 100 2 veces (I 2 r), es decir, 10.000 veces. En estas condiciones, la temperatura de los devanados alcanzará los 500-600 ° C en 1-2 segundos y se quemarán rápidamente. Además, cuando un transformador opera, siempre hay fuerzas mecánicas entre los devanados que tienden a separarlos en las direcciones radial y axial. Estas fuerzas son proporcionales al producto de las corrientes I 1 I 2 en los devanados, y si durante un cortocircuito cada una de las corrientes I 1 e I 2 aumenta, por ejemplo, 100 veces, entonces las fuerzas aumentarán 10.000 veces. Su tamaño alcanzaría cientos de toneladas y los devanados del transformador colapsarían instantáneamente. Sin embargo, en la práctica esto no sucede. Los transformadores suelen soportar cortocircuitos durante periodos de tiempo muy cortos hasta que la protección los desconecta de la red. Durante un cortocircuito, se manifiesta claramente el efecto de alguna resistencia adicional, que limita la corriente de cortocircuito en los devanados. Esta resistencia está asociada con los flujos de fuga magnética Ф Р1 y Ф Р2, que se derivan del flujo principal Ф 0 y cada uno se cierra alrededor de parte de las espiras de "su" devanado 1 o 2 (Figura 2). 
1 - devanado primario; 2 - devanado secundario; 3 - eje común de los devanados y la varilla del transformador; 4 - circuito magnético; 5 - canal de dispersión principal Figura 2: Flujos de fuga y disposición concéntrica de los devanados del transformador. Es muy difícil medir directamente la cantidad de dispersión: los caminos por los que se pueden cerrar estos flujos son demasiado diversos. Por tanto, en la práctica, la fuga se evalúa por el efecto que tiene sobre la tensión y las corrientes en los devanados. Es obvio que los flujos de fuga aumentan al aumentar la corriente que fluye por los devanados. También es obvio que durante el funcionamiento normal del transformador, el flujo de fuga constituye una fracción relativamente pequeña del flujo principal Ф 0 . En efecto, el flujo de fuga está acoplado sólo a una parte de las espiras, mientras que el flujo principal está conectado a todas las espiras. Además, el flujo de fuga se ve obligado a pasar la mayor parte del camino a través del aire, cuya permeabilidad magnética se toma como unidad, es decir, es cientos de veces menor que la permeabilidad magnética del acero, a través del cual se cierra el flujo F 0. . Todo esto es válido tanto para el funcionamiento normal como para el modo de cortocircuito del transformador. Sin embargo, dado que los flujos de fuga están determinados por las corrientes en los devanados, y en el modo de cortocircuito las corrientes aumentan cientos de veces, los flujos F p también aumentan en la misma cantidad; al mismo tiempo, superan significativamente el caudal Ф 0. Los flujos de fuga inducen fem de autoinducción E p1 y E p2 en los devanados, dirigidas contra la corriente. La reacción, por ejemplo, fem E p2, se puede considerar como una resistencia adicional en el circuito del devanado secundario cuando se cortocircuita. Esta resistencia se llama reactiva. Para el devanado secundario es válida la ecuación E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2). En modo cortocircuito, U 2 = 0 y la ecuación se transforma de la siguiente manera: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), o E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, donde el subíndice “k ”se refiere a las resistencias y corrientes en modo cortocircuito; I 2K x 2K - caída de tensión inductiva en modo cortocircuito, igual al valor E p2K; x 2K es la reactancia del devanado secundario. La experiencia demuestra que, dependiendo de la potencia del transformador, la resistencia x 2 es de 5 a 10 veces mayor que r 2. Por lo tanto, en realidad, la corriente I 2K no será 100, sino solo 10-20 veces mayor que la corriente I 2 durante el funcionamiento normal del transformador (despreciamos la resistencia activa debido a su pequeño valor). En consecuencia, en realidad, las pérdidas en los devanados aumentarán no en 10.000, sino sólo entre 100 y 400 veces; la temperatura de los devanados durante un cortocircuito (varios segundos) apenas alcanzará los 150-200 ° C y no se producirán daños graves en el transformador durante este corto tiempo. Así, gracias a la disipación, el transformador es capaz de protegerse de corrientes de cortocircuito. Todos los fenómenos considerados ocurren durante un cortocircuito en los terminales (entradas) del devanado secundario (ver puntos a y b en la Figura 1). Este es un modo de operación de emergencia para la mayoría de los transformadores de potencia y, por supuesto, no ocurre todos los días ni todos los años. Durante su funcionamiento (15-20 años), el transformador puede sufrir sólo unos pocos cortocircuitos graves. Sin embargo, debe diseñarse y fabricarse de manera que no lo destruyan y provoquen un accidente. Es necesario imaginar claramente los fenómenos que ocurren en un transformador durante un cortocircuito y ensamblar conscientemente los componentes más críticos de su diseño. En este sentido, una de las características más importantes del transformador, la tensión de cortocircuito, juega un papel muy importante.
Determinación de parámetros del transformador.
Por casualidad, el lector puede caer en manos de un viejo transformador de salida que, a juzgar por apariencia, debería tener buenas características, pero no hay absolutamente ninguna información sobre lo que se esconde en su interior. Afortunadamente, es posible identificar fácilmente los parámetros de un transformador de salida antiguo con sólo un voltímetro universal digital, ya que su diseño siempre sigue reglas estrictamente definidas.
Antes de comenzar a verificar, debe dibujar un diagrama de todas las conexiones externas y puentes del transformador y luego retirarlos. (El uso de una cámara digital para este propósito ha demostrado ser muy fructífero). Por supuesto, el devanado primario debe tener una derivación en el punto medio para permitir que el transformador se use en un circuito push-pull, y también puede haber derivaciones adicionales en esta. bobinado para proporcionar un funcionamiento ultralineal. Como regla general, la resistencia del devanado de CC, medida con un óhmetro entre los puntos extremos del devanado, será el valor de resistencia máximo entre todos los valores obtenidos y puede oscilar entre 100 y 300 ohmios. Si se detecta un devanado con un valor de resistencia similar, entonces, en casi todos los casos, podemos suponer que se han identificado los terminales del transformador A 1 y A 2 correspondientes a los puntos extremos del devanado primario.
Para transformadores de alta calidad, el devanado primario está enrollado simétricamente, es decir, la resistencia entre los terminales extremos A 1 y A 2 y el punto medio del devanado de alto voltaje es siempre igual, por lo que el siguiente paso es determinar el terminal para cual la resistencia entre él y los terminales A 1 y A 2 sería igual a la mitad de la resistencia entre los puntos extremos del devanado primario. Sin embargo, es posible que los modelos de transformadores más baratos no se fabriquen con tanto cuidado, por lo que la resistencia entre las dos mitades del devanado puede no ser exactamente igual.
Dado que para la fabricación del devanado primario del transformador, sin excepción, se utiliza un cable de la misma sección transversal, el grifo, que se ubica en una espira, constituye el 20% del número total de espiras entre el central. La toma de alta tensión y el terminal A 1 o A 2, (configuración para tomar toda la potencia del amplificador), también tendrán una resistencia del 20% del valor de resistencia entre el terminal exterior A 1 o A 2 y la toma central de el devanado primario. Si el transformador estuviera destinado a un amplificador de mayor calidad, entonces la ubicación más probable de esta derivación sería una vuelta correspondiente al 47% de la resistencia entre estos mismos puntos (la configuración del amplificador de potencia que proporciona una distorsión mínima).
Lo más probable es que el devanado secundario también tenga un número par de conductores o una derivación. Vale la pena recordar que en el apogeo de las válvulas de vacío, las impedancias de los altavoces eran de 15 ohmios (altavoces premium) o 4 ohmios, por lo que los transformadores de salida se optimizaron para estas impedancias.
La opción más común es utilizar dos secciones idénticas, utilizando los devanados en serie para impedancias de altavoz de 15 ohmios, o en paralelo para impedancias de 4 ohmios (en realidad, 3,75 ohmios). Si, después de determinar el devanado primario del transformador, se encuentran dos devanados que tienen una resistencia de CC de aproximadamente 0,7 ohmios cada uno, lo más probable es que se trate de una muestra de transformador estándar.
En transformadores de alta calidad, la idea anterior se desarrolla aún más cuando el devanado secundario está representado por cuatro secciones idénticas. Cableados en serie, se utilizan para terminar una carga de 15 ohmios; sin embargo, cuando todos están conectados en paralelo, terminarán una carga de 1 ohmio. Esto no se debe a que estuvieran disponibles altavoces de 1 ohmio (aún no había llegado la era de los crossovers de mala calidad), sino a que un mayor grado de seccionalización de los devanados permitía un transformador de mayor calidad. Por lo tanto, debe buscar cuatro devanados con aproximadamente la misma resistencia en términos de corriente continua e igual en valor a aproximadamente 0,3 ohmios. También hay que tener en cuenta que, además de que la resistencia de contacto de la sonda puede suponer una proporción muy importante cuando se realizan mediciones de resistencias muy pequeñas (lo que hace imprescindible tener un contacto no sólo limpio sino también fiable ), pero también que el voltímetro digital habitual de 41/A y 2 dígitos no proporciona suficiente precisión al medir valores de resistencia tan pequeños, por lo que a menudo hay que hacer conjeturas y suposiciones.
Si, después de identificar el devanado primario, se determina que todos los devanados restantes están conectados entre sí, entonces hay un devanado secundario con derivaciones, cuyo valor más alto de resistencia se mide entre los terminales de 0 ohmios y (digamos) 16 ohmios. Suponiendo que no hay ninguna derivación del devanado que coincida con la resistencia de 8 ohmios, entonces la resistencia de CC más baja de cualquiera de estos cables será la derivación de 4 ohmios, y el punto con resistencia de 0 ohmios será el más cercano a la derivación de 4 ohmios (generalmente en el secundario). devanados con derivaciones entre vueltas, tienden a utilizar un cable más grueso para la derivación de 4 ohmios). Si se espera la presencia de una derivación de 8 ohmios, entonces las derivaciones deben identificarse utilizando el método de medición en corriente alterna, que se describirá a continuación.
Si no se puede determinar el propósito de algunos devanados, lo más probable es que estén destinados a la retroalimentación, posiblemente actuando sobre los cátodos de lámparas de salida individuales, o para organizar la retroalimentación entre etapas.
En cualquier caso, su identificación más precisa se puede realizar posteriormente, ya que el siguiente paso es determinar la relación de transformación, y luego, en base a los resultados obtenidos, determinar la impedancia del devanado primario del transformador.
Atención. Aunque las siguientes mediciones no deberían representar un riesgo para la seguridad del transformador de salida si se realizan con precisión, puede haber Tensiones que suponen un peligro para la vida humana. Por lo tanto, si hay cualquier tipo Si tiene dudas sobre la experiencia profesional necesaria para realizar las mediciones que se describen a continuación, debe abandonar inmediatamente los intentos de realizarlas.
Los transformadores de salida de circuitos de tubos están diseñados para reducir el voltaje de varios cientos de voltios a decenas de voltios en el rango de frecuencia de 20 Hz a 20 kHz, por lo que la aplicación de voltaje de red a los terminales del devanado primario A 1 y A 2 no no representa ninguna amenaza para el transformador. Siempre que los terminales A 1 y A 2 se hayan identificado correctamente, debe aplicar tensión de red directamente a los terminales A 1 y A 2 y medir la tensión en el devanado secundario para determinar la relación de transformación (o la relación del número de vueltas del devanados primario y secundario). Estrictamente hablando, por razones de seguridad, se recomienda suministrar no la tensión de red, sino una tensión reducida del LATR.
Las pruebas de transformadores deben realizarse en el siguiente orden:
Instale un fusible en el cable de alimentación con la corriente de fusible más baja disponible; por ejemplo, un fusible de 3 A será suficiente, pero será preferible usar un fusible de 1 A;
Conecte tres cables cortos y flexibles al enchufe de alimentación (preferiblemente con una clavija de conexión a tierra). Por razones obvias, se les llama "cables suicidas" y, por lo tanto, deben mantenerse separados y bajo llave cuando no estén en uso;
Suelde un terminal estañado al extremo del cable etiquetado como "tierra" y atornille el terminal al chasis metálico del transformador usando arandelas dentadas especiales para asegurar un muy buen contacto eléctrico;
Suelde el cable de fase al terminal A 1 y el cable neutro (cero) al terminal A 2;
Asegúrese de que se dibuje la posición de todos los puentes de conexión en la madeja secundaria, después de lo cual se retiran todos;
Configure el tipo de medición del voltímetro digital en “tensión alterna” y conéctelo a los terminales del devanado secundario;
Después de asegurarse de que la báscula del instrumento esté a la vista, conecte el enchufe a la toma de corriente. Si los resultados de la medición no aparecen inmediatamente en el dispositivo, desenchufe el enchufe de la toma de corriente. Si el dispositivo detecta la presencia de
voltaje en el devanado secundario, cuyo valor se puede determinar, espere hasta que las lecturas del dispositivo se estabilicen, anote el resultado, apague la red eléctrica y desenchufe el enchufe de la toma de corriente;
Comprobar el valor de la tensión de red, para ello conectar un voltímetro digital a los terminales A 1 y A 2 del transformador y conectar nuevamente la tensión de red. Anote las lecturas del dispositivo.
Después de esto, puedes determinar el coeficiente de transformación. "NORTE" utilizando la siguiente relación simple entre voltajes:
A primera vista, este procedimiento no parece muy significativo, pero conviene recordar que las impedancias son proporcionales al cuadrado de la relación de transformación, norte 2, por lo tanto, conociendo el valor norte es posible determinar la impedancia del devanado primario, ya que la impedancia del secundario ya se conoce. De todos los numerosos cables, el transformador tiene cinco cables que resultaron estar conectados eléctricamente entre sí (los resultados se obtuvieron cuando eléctrica Las mediciones de resistencia se tomaron utilizando probador digital). El valor máximo de resistencia entre dos cables es de 236 ohmios, por lo tanto, los terminales de estos cables se pueden etiquetar como A 1 y A 2. Después de que una sonda del probador digital permaneció conectada al pin A 1, se detectó un segundo cable con una resistencia de 110 ohmios. El valor resultante es lo suficientemente cercano al valor de resistencia de 118 ohmios como para que este punto pueda ser la salida desde el punto central del devanado primario del transformador. Por lo tanto, este devanado puede identificarse como un devanado de alto voltaje de un transformador. Después de esto, debes mover una de las sondas del probador digital a la toma central del devanado de alto voltaje y medir la resistencia en relación con los dos cables restantes. El valor de resistencia para un terminal fue de 29 ohmios y para el segundo fue de 32 ohmios. Dado que (29 ohmios: 110 ohmios) = 0,26 y (32 ohmios: 118 ohmios) = 0,27, es seguro asumir que estos pines se utilizan como derivaciones ultralineales para potencia máxima (es decir, aproximadamente el 20% del devanado). . Uno de los terminales, para el cual la resistencia relativa al terminal A tiene un valor menor, representa un grifo a la rejilla 2 lámparas V 1 , gramo 2(V1) y el segundo toque - a la rejilla de 2 lámparas V 2 , gramo 2(V2) (Figura 5.23).
El devanado secundario tiene sólo dos secciones, por lo que lo más probable es que estén destinadas a soportar una carga de 4 ohmios. Esta suposición luego se confirma mediante mediciones de la resistencia de los devanados de las secciones, para el primero de ellos fue de 0,6 ohmios y para el segundo de 0,8 ohmios, lo que coincide con los valores típicos para devanados diseñados para corresponder a cargas de 4 ohmios.
Arroz. 5.23 Identificación de devanados de transformadores con parámetros desconocidos
Al conectar el transformador a la red se registró una tensión de red alterna de 252 V y la tensión en los devanados secundarios fue de 5,60 V. Sustituyendo los valores obtenidos en la fórmula para calcular la relación de transformación, obtenemos:
Las impedancias de los devanados cambian proporcionalmente. norte 2, por lo que la relación entre la impedancia primaria y la impedancia secundaria es 45 2 = 2025. Dado que el voltaje secundario se midió en una sección de 4 ohmios, la impedancia primaria debe ser (2025 x 4 ohmios) = 8100 ohmios. Este resultado es bastante aceptable, ya que las mediciones con una tensión de red de 252 V y una frecuencia de 50 Hz podrían acercar el punto de funcionamiento a la zona de saturación, lo que provocaba errores en la determinación de los parámetros, por lo que el valor resultante se puede redondear a 8 kOhmios.
A continuación, es necesario determinar el principio y el final de los devanados de cada sección del devanado secundario del transformador. Esto se hace conectando solo un cable entre la primera y la segunda sección, girando así los devanados de las secciones en serie. Después de aplicar voltaje al devanado primario, obtenemos el doble de voltaje en el devanado secundario, en comparación con el voltaje individual en cada uno. Es decir, los voltajes de las dos secciones se complementan y, por lo tanto, el final del devanado de la primera sección resultó estar conectado al comienzo del devanado de la segunda, por lo que podemos designar la salida de la sección donde el cable de conexión termina en “+” y el otro extremo en “-”. Sin embargo, si no hay voltaje en el devanado secundario, esto significará que los devanados de las dos secciones están conectados uno frente al otro, por lo que ambos terminales pueden designarse como “+” o “-”.
Después de que se hayan identificado todas las secciones con características idénticas y se hayan determinado los puntos de partida de los devanados para ellas, se pueden medir los voltajes en todos los devanados restantes y se pueden determinar las relaciones de transformación para ellos, ya sea en relación con el devanado primario o en relación con el secundario, dependiendo de cuál será el método más conveniente. A partir de este momento lo más conveniente es utilizar un circuito con notas cortas, por ejemplo, obtener un aumento del doble en la tensión del devanado secundario es muy significativo, ya que este hecho puede significar la presencia de un tramo con una derivación de el punto medio, o derivaciones de 4 ohmios y 16 ohmios.
Las principales razones de la falla de los transformadores en la ruta de audiofrecuencia.
Los transformadores se encuentran entre los componentes electrónicos con más a largo plazo servicio que alcance los 40 años o más. Sin embargo, a veces pueden fallar. Los devanados del transformador están hechos de alambre, que puede fallar si a través de él fluyen corrientes demasiado altas, y el aislamiento del cable puede perforarse si los voltajes aplicados a los devanados exceden los valores permitidos.
El caso más común en el que fallan los transformadores de salida es cuando se ve obligado a operar el amplificador en modo sobrecarga. Esto puede suceder en un amplificador push-pull cuando un tubo de salida está completamente desactivado (por ejemplo, fallado) y el segundo funciona con una sobrecarga obvia. La inductancia de fuga de esa mitad del transformador, por la que debe pasar la corriente de la lámpara apagada, tiende a mantener inalterada la corriente de esta mitad del devanado, lo que conlleva la aparición de importantes sobretensiones en el devanado primario (principalmente por la fem de autoinducción), lo que provoca la rotura del aislamiento entre espiras. El proceso de cambiar el voltaje en el devanado inductivo a lo largo del tiempo se caracteriza por la siguiente ecuación diferencial:
Ya que cuando se corta la corriente, su derivada tiende al infinito. di/dt ≈ ∞, la autoinducción EMF resultante genera un voltaje en el semidevanado del circuito de la lámpara defectuosa, que excede significativamente el valor de la fuente de alimentación de alto voltaje, que puede atravesar fácilmente el aislamiento entre espiras.
Además, la rotura del aislamiento puede deberse a condiciones de funcionamiento inadecuadas del equipo. Entonces. por ejemplo, si la humedad penetra en un transformador, el aislamiento (que se utiliza con mayor frecuencia como papel especial) se vuelve más conductor, lo que aumenta significativamente la probabilidad de que se rompa.
También existe el riesgo de fallo del transformador de salida si el amplificador funciona con altavoces cuya impedancia es significativamente menor que la requerida. En este caso, a niveles de volumen elevados, las corrientes que fluyen a través de los devanados del transformador pueden superarse significativamente.
Otro problema específico surge en algunos casos con amplificadores de no muy alta calidad, por ejemplo los que alguna vez se utilizaron ampliamente para guitarras eléctricas. Debido al hecho de que la tasa de aumento de corriente durante la sobrecarga es muy alta y la calidad del transformador de salida utilizado en los amplificadores de guitarra eléctrica generalmente no es muy buena, valores altos de inductancia de fuga pueden provocar tales valores altos voltaje (fem de autoinducción) en los devanados, lo que no excluye la aparición de un arco eléctrico externo. Además, el propio transformador podría diseñarse de tal manera que resista con seguridad dicha sobretensión accidental. El voltaje requerido para iniciar un arco eléctrico depende en cierta medida del grado de contaminación del camino a lo largo del cual se desarrolla, por lo que la contaminación (especialmente la conductiva) reduce este voltaje del arco. Esta es la razón por la que las huellas de carbono dejadas por procesos de formación de arco anteriores sin duda conducen a una reducción del voltaje necesario para que se produzca un nuevo proceso de formación de arco.
Todos los transformadores funcionan en dos modos principales: bajo carga y en De marcha en vacío. Sin embargo, se conoce otro modo de funcionamiento en el que las fuerzas mecánicas y el flujo de fuga en los devanados aumentan considerablemente. Este modo se llama cortocircuito del transformador. Esta situación ocurre cuando el devanado primario recibe energía y el devanado secundario cierra en sus entradas. Durante un cortocircuito, se produce una reactancia, mientras que la corriente continúa fluyendo hacia el devanado secundario desde el primario.
Luego la corriente pasa al consumidor, que es el devanado secundario. Así, se produce el proceso de cortocircuito del transformador.
La esencia de un cortocircuito.
En una sección cerrada surge una resistencia, cuyo valor es mucho menor que la resistencia de carga. Hay un fuerte aumento en la educación primaria y corrientes secundarias, que puede quemar instantáneamente los devanados y destruir completamente el transformador. Sin embargo, esto no sucede y la protección logra desconectarlo de la red. Esto se debe al hecho de que el aumento de la disipación y los campos del transformador reducen significativamente el impacto de las corrientes de cortocircuito y también protegen el devanado de cargas electrodinámicas y térmicas. Por lo tanto, incluso si hay pérdidas en los devanados, simplemente no tienen tiempo para tener un impacto negativo.
Advertencia de cortocircuito
Durante el funcionamiento normal del transformador, la magnitud de las fuerzas electrodinámicas es mínima. Durante este tiempo, las corrientes y fuerzas se multiplican por diez, creando un grave peligro. Como resultado, los devanados pueden deformarse, perderse su estabilidad, las bobinas se doblan y las juntas se aplastan bajo la influencia de fuerzas axiales.
Para reducir las fuerzas electrodinámicas, los devanados se presionan axialmente durante el montaje. Esta operación se realiza repetidamente: primero, cuando se montan los devanados y se instalan las vigas superiores, y luego, después de secar la parte activa. La segunda operación es de particular importancia para reducir las fuerzas, ya que en caso de un prensado deficiente, bajo la acción del cierre, la bobina puede desplazarse o destruirse. Un grave peligro lo plantea la coincidencia de la propia resonancia de la bobina con la frecuencia presente en la fuerza electrodinámica. La resonancia puede provocar fuerzas que no son nada peligrosas durante el funcionamiento normal.
Para mejorar la calidad del transformador, durante el montaje es necesario eliminar inmediatamente la posible contracción del aislamiento, nivelar todas las alturas y garantizar un prensado de alta calidad. Sujeto al cumplimiento de los requisitos necesarios. procesos tecnológicos, un cortocircuito del transformador puede no tener consecuencias graves.