התנגדות לקצר שנאי. מצב קצר חשמלי של שנאי

מצב קצרשנאי נקרא מצב כזה כאשר המסופים של הפיתול המשני סגורים על ידי מוליך זרם עם התנגדות שווה לאפס (ZH = 0). קצר חשמלי של השנאי בתנאי הפעלה יוצר מצב חירום, כי זרם משני, ולכן הראשוני גדל כמה עשרות מונים לעומת הנומינלי. לכן, במעגלים עם שנאים, ניתנת הגנה שבמקרה של קצר חשמלי מכבה אוטומטית את השנאי.

בתנאי מעבדה, ניתן לבצע קצר חשמלי לבדיקה של השנאי, בו מתקצרים את המסופים של הפיתול המשני, ומופעל מתח כזה Uk על הפיתול הראשוני, שבו הזרם בפיתול הראשוני. אינו חורג מהערך הנקוב (Ik מאפיין את השנאי המצוין בדרכון.

לכן (%):

כאשר U1nom הוא המתח הראשי המדורג.

מתח הקצר תלוי במתח הגבוה ביותר של פיתולי השנאי. כך, למשל, במתח גבוה יותר של 6-10 קילו-וולט uK = 5.5%, ב-35 קילו-וולט uK = 6.5÷7.5%, ב-110 קילו-וולט uK = 10.5% וכו'. כפי שניתן לראות, עם על ידי הגדלת הדירוג גבוה יותר מתח, מתח הקצר של השנאי עולה.

כאשר המתח Uk הוא 5-10% מהמתח הראשי המדורג, זרם הממגנט (זרם ללא עומס) יורד פי 10-20 או אפילו יותר באופן משמעותי. לכן, במצב קצר חשמלי זה נחשב כך

השטף המגנטי הראשי Ф יורד גם הוא פי 10-20, ושטפי הדליפה של הפיתולים הופכים דומים לשטף הראשי.

מכיוון שכאשר הפיתול המשני של השנאי מקוצר, המתח במסופים שלו הוא U2 = 0, משוואה ה. ד.ש. בשבילה זה לוקח את הצורה

ומשוואת המתח עבור שנאי נכתבת כ

משוואה זו מתאימה למעגל המקביל של השנאי המוצג באיור. 1.

דיאגרמת וקטור של שנאי במהלך קצר חשמלי התואם את המשוואה והתרשים באיור. 1, מוצג באיור. 2. למתח קצר יש רכיבים פעילים ותגובתיים. הזווית φк בין הווקטורים של המתחים והזרם הללו תלויה ביחס בין הרכיבים האינדוקטיביים הפעילים והתגובתיים של התנגדות השנאי.

אורז. 1. מעגל שווה ערך שנאי במקרה של קצר חשמלי

אורז. 2. דיאגרמת וקטור של שנאי בזמן קצר חשמלי

עבור שנאים עם הספק מדורג של 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; עם הספק נקוב של 6300 kVA או יותר XK/RK = 10 או יותר. לכן, הוא האמין כי שנאים עוצמה גבוההבריטניה = Ucr, א עַכָּבָּה ZK = Xk.

ניסיון קצר חשמלי.

ניסוי זה, כמו בדיקת ללא עומס, מתבצע כדי לקבוע את הפרמטרים של השנאי. מורכב מעגל (איור 3), שבו הפיתול המשני מקוצר באמצעות מגשר מתכת או מוליך עם התנגדות קרובה לאפס. מתח Uk מופעל על הפיתול הראשוני שבו הזרם בו שווה לערך המדורג I1nom.

אורז. 3. תרשים של ניסוי קצר במעגל שנאי

בהתבסס על נתוני המדידה, נקבעים הפרמטרים הבאים של השנאי.

מתח קצר חשמלי

כאשר UK הוא המתח הנמדד על ידי מד מתח ב-I1, = I1nom. במצב קצר חשמלי, בריטניה קטנה מאוד, כך שהפסדים ללא עומס הם מאות מונים פחות מאשר עם מתח מדורג. לפיכך, אנו יכולים להניח ש-Ppo = 0 וההספק הנמדד על ידי מד וואטים הוא אובדן ההספק Ppk שנגרם מההתנגדות הפעילה של פיתולי השנאי.

ב-I1 הנוכחי, = I1nom נקבל הפסדי חשמל מדורגים לחימום הפיתולים Rpk.nom, אשר נקראים הפסדי חשמל או הפסדי קצר חשמליים.

ממשוואת המתח של השנאי, כמו גם מהמעגל המקביל (ראה איור 1), אנו מקבלים

כאשר ZK היא עכבת השנאי.

כידוע, במצב עומס הפיתול המשני של השנאי מחובר להתנגדות המקלטים. זרם פרופורציונלי לעומס השנאי נוצר במעגל המשני. כשאוכלים מספר גדולמקלטים, לעתים קרובות יש מקרים שבהם הבידוד של חוטי החיבור נשבר. אם החוטים המספקים את המקלטים באים במגע במקומות שבהם הבידוד פגום, יתרחש מצב הנקרא קצר חשמלי (קצר חשמלי) של קטע המעגל. אם חוטי החיבור המגיעים מהפיתול סגורים איפשהו בנקודות a ו-b, הממוקמות לפני מקלט האנרגיה (איור 1), אז יתרחש קצר חשמלי בפיתול המשני של השנאי. במצב זה, הפיתול המשני יקצר. במקביל, הוא ימשיך לקבל אנרגיה מהפיתול הראשוני ולהחזיר אותה מעגל משני, המורכב כעת רק מהליפול וחלק מחוטי החיבור. 1 - סלילה ראשונית; 2 - סלילה משנית; 3 - מעגל מגנטי איור 1 - קצר חשמלי על המסופים של הפיתול המשני של השנאיבמבט ראשון נראה שבמקרה של קצר חשמלי על השנאי לקרוס בהכרח, שכן ההתנגדות r 2 של החוטים המתפתלים והמחברים קטנה בעשרות מונים מההתנגדות r של המקלט. אם נניח שהתנגדות העומס r גדולה לפחות פי 100 מ-r 2, אז זרם הקצר I 2k צריך להיות גדול פי 100 מהזרם I 2 ב פעולה רגילהשַׁנַאי. כי זרם ראשוניגם גדל פי 100 (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), ההפסדים בפיתולי השנאי יגדלו בחדות, כלומר פי 100 2 (I 2 r), כלומר פי 10,000. בתנאים אלה, הטמפרטורה של הפיתולים תגיע ל-500-600 מעלות צלזיוס תוך 1-2 שניות והם ישרפו במהירות. בנוסף, כאשר שנאי פועל, יש תמיד כוחות מכניים בין הפיתולים הנוטים להזיז את הפיתול זה מזה בכיוון הרדיאלי והצירי. כוחות אלו פרופורציונליים למכפלת הזרמים I 1 I 2 בפיתולים, ואם במהלך קצר חשמלי כל אחד מהזרמים I 1 ו- I 2 גדל, למשל, פי 100, אז הכוחות יגדלו פי 10,000. גודלם יגיע למאות טונות ופיתולי השנאי יקרסו מיידית. עם זאת, בפועל זה לא קורה. רובוטריקים עמידים בדרך כלל בקצרים לפרקי זמן קצרים מאוד עד שההגנה מנתקת אותם מהרשת. במהלך קצר חשמלי, ההשפעה של התנגדות נוספת מתבטאת בחדות, ומגבילה את זרם הקצר בפיתולים. התנגדות זו קשורה לשטפי דליפה מגנטיים Ф Р1 ו- Ф Р2, שמתפצלים מהשטף הראשי Ф 0 וכל אחד סוגר סביב חלק מהסיבובים של פיתול 1 או 2 "שלהם" (איור 2).

1 - סלילה ראשונית; 2 - סלילה משנית; 3 - ציר משותף של הפיתולים ומוט השנאי; 4 - מעגל מגנטי; 5 - ערוץ פיזור ראשי איור 2 - שטפי דליפה וסידור קונצנטרי של פיתולי שנאי קשה מאוד למדוד ישירות את כמות הפיזור: השבילים שלאורכם ניתן לסגור את הזרימות הללו מגוונים מדי. לכן, בפועל, הדליפה מוערכת לפי ההשפעה שיש לה על המתח והזרמים בפיתולים. ברור ששטפי הדליפה גדלים עם הגדלת הזרם הזורם בפיתולים. ברור גם שבמהלך פעולה רגילה של השנאי, שטף הדליפה מהווה חלק קטן יחסית מהשטף הראשי Ф 0 . ואכן, שטף הדליפה מחובר רק לחלק מהסיבובים, השטף הראשי מחובר לכל הסיבובים. בנוסף, שטף הדליפה נאלץ לעבור את רוב הדרך באוויר, שהחדירות המגנטית שלו נתפסת כאחדות, כלומר היא קטנה מאות מונים מהחדירות המגנטית של פלדה, שדרכה נסגרת הזרימה F 0 . כל זה נכון הן עבור פעולה רגילה והן עבור מצב קצר חשמלי של השנאי. עם זאת, מכיוון ששטפי הדליפה נקבעים על ידי הזרמים בפיתולים, ובמצב קצר הזרמים גדלים מאות פעמים, גם השטפים F p גדלים באותה כמות; במקביל, הם עולים משמעותית על הזרימה Ф 0. זרימות דליפה מעוררות אינדוקציה עצמית E p1 ו-E p2 בפיתולים, המכוונים נגד הזרם. תגובה, למשל, emf E p2 יכולה להיחשב התנגדות נוספת כלשהי במעגל של הפיתול המשנית כאשר היא קצרה. התנגדות זו נקראת ריאקטיבית. עבור הפיתול המשני, המשוואה E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2) תקפה. במצב קצר חשמלי, U 2 = 0 והמשוואה עוברת טרנספורמציה באופן הבא: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), או E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, כאשר הכתובת המשנה "k " מתייחס להתנגדויות ולזרמים במצב קצר חשמלי; I 2 K x 2 K - ירידת מתח אינדוקטיבית במצב קצר חשמלי, שווה לערך E p 2 K; x 2 K היא התגובה של הפיתול המשני. הניסיון מראה כי בהתאם להספק השנאי, ההתנגדות x 2 גדולה פי 5-10 מ-r 2. לכן, במציאות, הזרם I 2 K לא יהיה 100, אלא רק פי 10-20 גדול מהזרם I 2 במהלך פעולה רגילה של השנאי (אנו מזניחים את ההתנגדות הפעילה בגלל ערכה הקטן). כתוצאה מכך, במציאות, ההפסדים בפיתולים יגדלו לא פי 10,000, אלא רק פי 100-400; טמפרטורת הפיתולים במהלך קצר חשמלי (מספר שניות) בקושי תגיע ל-150-200 מעלות צלזיוס ולא יתרחש נזק רציני בשנאי בזמן הקצר הזה. אז, הודות לפיזור, השנאי מסוגל להגן על עצמו מפני זרמי קצר חשמלי. כל התופעות הנחשבות מתרחשות במהלך קצר חשמלי במסופים (כניסות) של הפיתול המשני (ראה נקודות a ו-b באיור 1). זוהי פעולת חירום עבור רובם שנאי כוחוזה, כמובן, לא מתרחש כל יום ואפילו לא כל שנה. במהלך פעולתו (15-20 שנים), לשנאי עשויים להיות רק כמה קצרים קשים כאלה. עם זאת, יש לתכנן וליצור כך שלא ישמידו אותו ויגרמו לתאונה. יש צורך לדמיין בבירור את התופעות המתרחשות בשנאי במהלך קצר חשמלי, ולהרכיב במודע את הרכיבים הקריטיים ביותר של התכנון שלו. בהקשר זה, אחד מה המאפיינים החשובים ביותרשנאי - מתח קצר חשמלי.

ניסיון בשנאי מעגל קצר

יש להבחין בין קצר חשמלי בתנאים תפעוליים לבין חווית קצר חשמלי.

שנאי קצר חשמלי המצב שלו נקרא כאשר הפיתול המשני של השנאי הוא קצר. בתנאי הפעלה, קצר חשמלי הוא מצב חירום שבו משתחררת כמות גדולה של חום בתוך השנאי, שעלול להרוס אותו.

ניסיון קצר חשמלי מבוצע במתח ראשוני מופחת מאוד לערך קטן (כ-5-10% מהמתח הראשוני המדורג). הערך שלו נבחר כך שהזרם I 1 בפיתול הראשוני שווה לערך המדורג, למרות הקצר של הפיתול המשני. באמצעות קבוצה של מכשירי מדידה (איור 103), המתח U 1k, זרם I 1 k והספק P 1 k נקבעים באמצעות ניסיון .

נוכחי I 2 בערך נומינלי I 1 יהיה גם ערך נומינלי. Eds ה 2 בניסוי זה יכסה רק את מפל המתח הפנימי, כלומר E 2 K = I 2 z 2 , ובעומס מדורג

2 = 2 + 2

לכן E 2 k הוא רק כמה אחוזים של ה 2 . emf נמוך ה 2 מתאים לשטף מגנטי ראשי קטן. הפסדי אנרגיה במעגל המגנטי הם פרופורציונליים לריבוע השטף המגנטי, ולכן במהלך ניסוי קצר חשמלי הם חסרי משמעות. אבל בשתי הפיתולים בניסוי זה, לזרמים יש ערכים מדורגים, כך שהפסדי האנרגיה בפיתולים זהים לאובדי העומס המדורג. כתוצאה מכך, ההספק P 1k שקיבל השנאי מהרשת במהלך קצר חשמלי מושקע על הפסדי אנרגיה בחוטי הפיתולים:

P 1K =I 2 1 r 1 +I 2 2 r 2 .

במקביל, בהתבסס על מתח הקצר, נקבעת ירידת המתח בשנאי בעומס נקוב (באחוזים מהמתח הראשוני). מסיבות אלה, מתח הקצר (עם פיתול קצר מתח נמוך) מצוין תמיד בלוח השנאים.

מצב קצר חשמלי

כידוע, במצב עומס הפיתול המשני של השנאי מחובר להתנגדות המקלטים. זרם פרופורציונלי לעומס השנאי נוצר במעגל המשני. כאשר מפעילים מספר רב של מקלטים, יש לעתים קרובות מקרים שבהם הבידוד של חוטי החיבור נשבר. אם החוטים המספקים את המקלטים באים במגע במקומות שבהם הבידוד פגום, יתרחש מצב הנקרא קצר חשמלי (קצר חשמלי) של קטע המעגל. אם חוטי החיבור המגיעים מהפיתול סגורים איפשהו בנקודות a ו-b, הממוקמות לפני מקלט האנרגיה (איור 1), אז יתרחש קצר חשמלי בפיתול המשני של השנאי. במצב זה, הפיתול המשני יקצר. במקביל, הוא ימשיך לקבל אנרגיה מהפיתול הראשוני ולהעביר אותה למעגל המשני, שכעת מורכב רק מהפיתול וחלק מחוטי החיבור.

1 - סלילה ראשונית; 2 - סלילה משנית; 3 - מעגל מגנטי איור 1 - קצר חשמלי על המסופים של הפיתול המשני של השנאיבמבט ראשון נראה שבמקרה של קצר חשמלי על השנאי לקרוס בהכרח, שכן ההתנגדות r 2 של החוטים המתפתלים והמחברים קטנה בעשרות מונים מההתנגדות r של המקלט. אם נניח שהתנגדות העומס r גדולה לפחות פי 100 מ-r 2, אז זרם הקצר I 2k צריך להיות גדול פי 100 מהזרם I 2 במהלך פעולה רגילה של השנאי. מכיוון שגם הזרם הראשוני גדל פי 100 (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), ההפסדים בפיתולי השנאי יגדלו בחדות, כלומר פי 100 2 (I 2 r), כלומר פי 10,000. בתנאים אלה, הטמפרטורה של הפיתולים תגיע ל-500-600 מעלות צלזיוס תוך 1-2 שניות והם ישרפו במהירות. בנוסף, כאשר שנאי פועל, יש תמיד כוחות מכניים בין הפיתולים הנוטים להזיז את הפיתול זה מזה בכיוון הרדיאלי והצירי. כוחות אלו פרופורציונליים למכפלת הזרמים I 1 I 2 בפיתולים, ואם במהלך קצר חשמלי כל אחד מהזרמים I 1 ו- I 2 גדל, למשל, פי 100, אז הכוחות יגדלו פי 10,000. גודלם יגיע למאות טונות ופיתולי השנאי יקרסו מיידית. עם זאת, בפועל זה לא קורה. רובוטריקים עמידים בדרך כלל בקצרים לפרקי זמן קצרים מאוד עד שההגנה מנתקת אותם מהרשת. במהלך קצר חשמלי, ההשפעה של התנגדות נוספת מתבטאת בחדות, ומגבילה את זרם הקצר בפיתולים. התנגדות זו קשורה לשטפי דליפה מגנטיים Ф Р1 ו- Ф Р2, שמתפצלים מהשטף הראשי Ф 0 וכל אחד סוגר סביב חלק מהסיבובים של פיתול 1 או 2 "שלהם" (איור 2).

1 - סלילה ראשונית; 2 - סלילה משנית; 3 - ציר משותף של הפיתולים ומוט השנאי; 4 - מעגל מגנטי; 5 - ערוץ פיזור ראשי איור 2 - שטפי דליפה וסידור קונצנטרי של פיתולי שנאי קשה מאוד למדוד ישירות את כמות הפיזור: השבילים שלאורכם ניתן לסגור את הזרימות הללו מגוונים מדי. לכן, בפועל, הדליפה מוערכת לפי ההשפעה שיש לה על המתח והזרמים בפיתולים. ברור ששטפי הדליפה גדלים עם הגדלת הזרם הזורם בפיתולים. ברור גם שבמהלך פעולה רגילה של השנאי, שטף הדליפה מהווה חלק קטן יחסית מהשטף הראשי Ф 0 . ואכן, שטף הדליפה מחובר רק לחלק מהסיבובים, השטף הראשי מחובר לכל הסיבובים. בנוסף, שטף הדליפה נאלץ לעבור את רוב הדרך באוויר, שהחדירות המגנטית שלו נתפסת כאחדות, כלומר היא קטנה מאות מונים מהחדירות המגנטית של פלדה, שדרכה נסגרת הזרימה F 0 . כל זה נכון הן עבור פעולה רגילה והן עבור מצב קצר חשמלי של השנאי. עם זאת, מכיוון ששטפי הדליפה נקבעים על ידי הזרמים בפיתולים, ובמצב קצר הזרמים גדלים מאות פעמים, גם השטפים F p גדלים באותה כמות; במקביל, הם עולים משמעותית על הזרימה Ф 0. זרימות דליפה מעוררות אינדוקציה עצמית E p1 ו-E p2 בפיתולים, המכוונים נגד הזרם. תגובה, למשל, emf E p2 יכולה להיחשב התנגדות נוספת כלשהי במעגל של הפיתול המשנית כאשר היא קצרה. התנגדות זו נקראת ריאקטיבית. עבור הפיתול המשני, המשוואה E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2) תקפה. במצב קצר חשמלי, U 2 = 0 והמשוואה עוברת טרנספורמציה באופן הבא: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), או E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, כאשר הכתובת המשנה "k " מתייחס להתנגדויות ולזרמים במצב קצר חשמלי; I 2K x 2K - מפל מתח אינדוקטיבי במצב קצר חשמלי, שווה לערך E p2K; x 2K היא התגובה של הפיתול המשני. הניסיון מראה כי בהתאם להספק השנאי, ההתנגדות x 2 גדולה פי 5-10 מ-r 2. לכן, במציאות, הזרם I 2K לא יהיה 100, אלא רק פי 10-20 גדול מהזרם I 2 במהלך פעולה רגילה של השנאי (אנו מזניחים את ההתנגדות הפעילה בגלל ערכה הקטן). כתוצאה מכך, במציאות, ההפסדים בפיתולים יגדלו לא פי 10,000, אלא רק פי 100-400; טמפרטורת הפיתולים במהלך קצר חשמלי (מספר שניות) בקושי תגיע ל-150-200 מעלות צלזיוס ולא יתרחש נזק רציני בשנאי בזמן הקצר הזה. אז, הודות לפיזור, השנאי מסוגל להגן על עצמו מפני זרמי קצר חשמלי. כל התופעות הנחשבות מתרחשות במהלך קצר חשמלי במסופים (כניסות) של הפיתול המשני (ראה נקודות a ו-b באיור 1). זהו מצב חירום לפעולה עבור רוב שנאי הכוח, וכמובן, זה לא קורה כל יום ואפילו לא כל שנה. במהלך פעולתו (15-20 שנים), לשנאי עשויים להיות רק כמה קצרים קשים כאלה. עם זאת, יש לתכנן וליצור כך שלא ישמידו אותו ויגרמו לתאונה. יש צורך לדמיין בבירור את התופעות המתרחשות בשנאי במהלך קצר חשמלי, ולהרכיב במודע את הרכיבים הקריטיים ביותר של התכנון שלו. בהקשר זה, אחד המאפיינים החשובים ביותר של השנאי, מתח הקצר, ממלא תפקיד משמעותי ביותר.

קביעת פרמטרי שנאי

ממש במקרה, הקורא עלול ליפול לידיו של שנאי פלט ישן, אשר, אם לשפוט לפי מראה חיצוני, צריך להיות בעל מאפיינים טובים, אבל אין שום מידע על מה שמסתתר בתוכו. למרבה המזל, ניתן לזהות בקלות את הפרמטרים של שנאי פלט ישן עם מד מתח אוניברסלי דיגיטלי בלבד, שכן העיצוב שלהם תמיד עוקב אחר כללים מוגדרים בהחלט.

לפני תחילת הבדיקה, עליך לשרטט תרשים של כל החיבורים החיצוניים והמגשרים על השנאי, ולאחר מכן להסיר אותם. (שימוש במצלמה דיגיטלית למטרה זו הוכיח את עצמו כפורה מאוד.) כמובן שהפיתול הראשוני חייב להיות בעל ברז נקודת אמצע כדי לאפשר שימוש בשנאי במעגל דחיפה-משיכה, וייתכנו ברזים נוספים בפיתול זה. לספק פעולה אולטרה ליניארית. ככלל, התנגדות הליפוף DC, הנמדדת עם אוהםמטר בין הנקודות הקיצוניות של הפיתול, תהיה ערך ההתנגדות המקסימלי מבין כל הערכים שיתקבלו ויכולה לנוע בין 100 ל-300 אוהם. אם מתגלה פיתול בעל ערך התנגדות דומה, אזי, כמעט בכל המקרים, אנו יכולים להניח כי זוהו מסופי השנאי A 1 ו- A 2 התואמים לנקודות הקיצוניות של הפיתול הראשוני.

עבור שנאים איכותיים, הפיתול הראשוני מפותל באופן סימטרי, כלומר, ההתנגדות בין המסופים הקיצוניים A 1 ו-A 2 לבין נקודת האמצע של פיתול המתח הגבוה תמיד שווה, ולכן השלב הבא הוא לקבוע את המסוף עבור שההתנגדות בינו לבין המסופים A 1 ו-A 2 תהיה שווה למחצית ההתנגדות בין הנקודות הקיצוניות של הפיתול הראשוני. עם זאת, דגמים זולים יותר של שנאים עשויים שלא להיעשות בזהירות רבה, כך שההתנגדות בין שני חצאי הפיתול עשויה להיות לא בדיוק שווה.

מאחר לייצור הפיתול הראשוני של השנאי, ללא יוצא מן הכלל, נעשה שימוש בחוט באותו חתך רוחב, הברז, הממוקם על סיבוב המהווה 20% ממספר הסיבובים הכולל בין המרכז. ברז מתח גבוה ומסוף A 1 או A 2, (תצורה ללקיחת הספק המלא של המגבר), תהיה גם התנגדות של 20% מערך ההתנגדות בין המסוף החיצוני A 1 או A 2 לבין הברז המרכזי של הפיתול העיקרי. אם השנאי היה מיועד למגבר איכותי יותר, אזי המיקום הסביר ביותר של ברז זה יהיה סיבוב המקביל ל-47% מההתנגדות בין אותן נקודות (תצורת מגבר ההספק המספקת עיוות מינימלי).

ככל הנראה לליפוף המשני יהיה גם מספר זוגי של לידים, או שיהיה לו הקשה אחת. כדאי לזכור שבתקופת הזוהר של צינורות הוואקום, עכבות הרמקולים היו 15 אוהם (רמקולים פרימיום) או 4 אוהם, כך ששנאי המוצא הותאמו עבור עכבות אלו.

האפשרות הנפוצה ביותר היא להשתמש בשני מקטעים זהים, תוך שימוש בפיתולים בסדרה עבור עכבות רמקולים של 15 אוהם, או במקביל עבור עכבות של 4 אוהם (למעשה 3.75 אוהם). אם לאחר קביעת הפיתול הראשוני של השנאי, נמצאו שתי פיתולים בעלי התנגדות DC של כ-0.7 אוהם כל אחד, אז סביר להניח שיש מדגם שנאי סטנדרטי.

בשנאים באיכות גבוהה, הרעיון לעיל מפותח עוד יותר כאשר הפיתול המשני מיוצג על ידי ארבעה חלקים זהים. מחווט בסדרה הם משמשים לסיים עומס של 15 אוהם, אולם כאשר כולם מחוברים במקביל הם יסיימו עומס של 1 אוהם. זה לא נובע מהעובדה שהיו זמינים רמקולים 1 אוהם (עדיין לא הגיע עידן הקרוסאוברים באיכות ירודה), אלא משום שדרגת חתך גדולה יותר של הפיתולים אפשרה שנאי באיכות גבוהה יותר. לכן, עליך לחפש ארבע פיתולים עם אותה התנגדות בערך במונחים של זֶרֶם יָשָׁרושווה בערכו לכ-0.3 אוהם. יש גם לזכור שבנוסף לעובדה שהתנגדות המגע של הגשושית יכולה להוות חלק משמעותי מאוד בעת ביצוע מדידות של התנגדויות קטנות מאוד (מה שהופך את הכרחי שיהיה לא רק מגע נקי אלא גם אמין ), אלא גם שמד המתח הדיגיטלי הרגיל 41/A 2 ספרות אינו מספק דיוק מספיק בעת מדידת ערכי התנגדות כה קטנים, כך שלעתים קרובות יש לבצע ניחושים והנחות.

אם, לאחר זיהוי הפיתול הראשוני, נקבע שכל הפיתולים הנותרים מחוברים יחדיו, אז יש פיתול משני עם ברזים, שערך ההתנגדות הגבוה ביותר שלו נמדד בין מסופי 0 אוהם (נניח) 16 אוהם. בהנחה שאין ברז מתפתל התואם להתנגדות 8 אוהם, אזי התנגדות ה-DC הנמוכה ביותר מכל אחד מהלידים הללו תהיה הברז של 4 אוהם, והנקודה עם התנגדות 0 אוהם תהיה הקרובה ביותר לברז ה-4 אוהם (בדרך כלל במשני פיתולים עם ברזי סיבוב, הם נוטים להשתמש בחוט עבה יותר עבור ברז 4 אוהם). אם יש לצפות להימצאות ברז של 8 אוהם, יש לזהות את הברזים בשיטת המדידה בכתובת זרם חליפין, שיתואר להלן.

אם לא ניתן לקבוע את המטרה של כמה פיתולים, סביר להניח שהם מיועדים למשוב, אולי פועל על הקתודות של מנורות פלט בודדות, או לארגון משוב בין-שלבי.

בכל מקרה, זיהוי מדויק יותר שלהם יכול להתבצע מאוחר יותר, שכן השלב הבא הוא לקבוע את יחס הטרנספורמציה, ולאחר מכן, על סמך התוצאות שהתקבלו, לקבוע את העכבה של הפיתול הראשוני של השנאי.

תשומת הלב. למרות שהמדידות הבאות לא אמורות להוות סכנה בטיחותית לשנאי המוצא אם הן מבוצעות בצורה מדויקת, ייתכן שיש מתחים המהווים סכנה לחיי אדם. לכן, אם יש כל סוג אם יש לך ספקות לגבי הניסיון המקצועי הנדרש לביצוע המדידות המתוארות להלן, עליך לוותר לאל על ניסיונות ביצוען.

שנאי המוצא של מעגלי צינור נועדו להפחית את המתח מכמה מאות וולט לעשרות וולט בטווח התדרים שבין 20 הרץ ל-20 קילו-הרץ, כך שהפעלת מתח רשת על המסופים של הפיתול הראשי A 1 ו-A 2 עושה זאת. לא מהווה איום על השנאי. בתנאי שמדקים A 1 ו-A 2 זוהו כהלכה, עליך להפעיל מתח רשת ישירות על המסופים A 1 ו-A 2 ולמדוד את המתח על הפיתול המשנית כדי לקבוע את יחס הטרנספורמציה (או את היחס בין מספר הסיבובים של פיתולים ראשוניים ומשניים). למהדרין, מטעמי בטיחות, מומלץ לספק לא את מתח הרשת, אלא מתח מופחת מה-LATR.

יש לבצע בדיקת שנאי לפי הסדר הבא:

התקן נתיך בכבל החשמל עם זרם הנתיך הנמוך ביותר שקיים, למשל, נתיך 3 A יספיק, אך שימוש בנתיך 1 A יהיה עדיף;

חבר שלושה חוטים גמישים קצרים לתקע החשמל (רצוי עם פין הארקה). מסיבות ברורות הם נקראים "חוטי התאבדות" ולכן יש לשמור אותם נפרדים ונעולים כאשר אינם בשימוש;

הלחמו זיז משומר לקצה החוט שכותרתו "אדמה" והברג את הזיז לשלדת המתכת של השנאי באמצעות דסקיות משוננות מיוחדות כדי להבטיח מגע חשמלי טוב מאוד;

הלחמו את חוט הפאזה למסוף A 1, ואת החוט הנייטרלי (אפס) למסוף A 2;

ודא כי המיקום של כל המגשרים המחברים על הסרגל המשני משורטט, ולאחר מכן כולם מוסרים;

הגדר את סוג המדידה של מד המתח הדיגיטלי ל"מתח חילופין" וחבר אותו למסופים של הפיתול המשני;

לאחר שווידאתם כי משקל המכשיר נמצא בטווח ראייה, חבר את תקע החשמל לשקע. אם תוצאות המדידה אינן מופיעות מיד במכשיר, נתק את התקע מהשקע. אם המכשיר מזהה נוכחות של

מתח בפיתול המשני, שניתן לקבוע את ערכו, המתן עד שקריאת המכשיר יתייצב, רשום את התוצאה, כבה את החשמל ונתק את התקע משקע החשמל;

בדוק את ערך מתח הרשת; לשם כך, חבר מד מתח דיגיטלי לחיבורים A 1 ו-A 2 של השנאי והפעל שוב את מתח הרשת. רשום את קריאות המכשיר.

לאחר מכן, אתה יכול לקבוע את מקדם הטרנספורמציה "N" באמצעות הקשר הפשוט הבא בין מתחים:

במבט ראשון, הליך זה לא נראה משמעותי במיוחד, אך יש לזכור כי עכבות הן פרופורציונליות לריבוע של יחס הטרנספורמציה, נ 2, לפיכך, לדעת את הערך נ ניתן לקבוע את העכבה של הפיתול הראשוני, מכיוון שהעכבה של המשני כבר ידועה. מבין כל החוטים הרבים, לשנאי יש חמישה חוטים שהתברר שהם מחוברים חשמלית זה לזה (התוצאות התקבלו כאשר חשמל מדידות התנגדות בוצעו באמצעות בודק דיגיטלי). ערך ההתנגדות המקסימלי בין שני חוטים הוא 236 אוהם, לכן ניתן לתייג את המסופים של חוטים אלה כ-A 1 ו-A 2. לאחר שבדיקה אחת של הבוחן הדיגיטלי נותרה מחוברת לפין A 1, זוהה חוט שני עם התנגדות של 110 אוהם. הערך המתקבל קרוב מספיק לערך ההתנגדות של 118 אוהם כדי שנקודה זו יכולה להיות הפלט מנקודת המרכז של הפיתול הראשי של השנאי. לכן, ניתן לזהות את הפיתול הזה בתור פיתול מתח גבוה של שנאי. לאחר מכן, עליך להעביר את אחד הבדיקות של הבוחן הדיגיטלי לברז האמצעי של פיתול המתח הגבוה ולמדוד את ההתנגדות ביחס לשני הלידים הנותרים. ערך ההתנגדות למסוף אחד היה 29 אוהם, ולשני הוא 32 אוהם. בהתחשב בכך (29 אוהם: 110 אוהם) = 0.26, ו-(32 אוהם: 118 אוהם) = 0.27, ניתן להניח שפינים אלה משמשים כברזים אולטרה-לינארים להספק מרבי (כלומר כ-20% מהפיתול) . אחד הטרמינלים, שעבורו להתנגדות ביחס לטרמינל A יש ערך נמוך יותר, מייצג ברז לרשת 2 מנורות V 1 , ג 2(V1) והברז השני - לרשת של 2 מנורות V 2 , ג 2(V2) (איור 5.23).

לפיתול המשני יש רק שני חלקים, כך שהם נועדו ככל הנראה לשאת עומס של 4 אוהם. הנחה זו מאוששת אז על ידי מדידות של התנגדות פיתולי המקטעים, עבור הראשון שבהם זה היה 0.6 אוהם, ועבור השני 0.8 אוהם, אשר עולה בקנה אחד עם ערכים אופייניים לפיתולים המיועדים להתאים לעומסי 4 אוהם.

אורז. 5.23 זיהוי פיתולי שנאי עם פרמטרים לא ידועים

בעת חיבור השנאי לרשת, נרשם מתח רשת מתח חילופין של 252 וולט, והמתח על הפיתולים המשניים היה 5.60 וולט. החלפת הערכים שהתקבלו בנוסחה לחישוב יחס הטרנספורמציה, נקבל:

העכבות של הפיתולים משתנות באופן פרופורציונלי נ 2, כך שהיחס בין העכבה הראשונית לעכבה המשנית הוא 45 2 = 2025. מכיוון שהמתח המשני נמדד בקטע של 4 אוהם, העכבה הראשונית צריכה להיות (2025 x 4 אוהם) = 8100 אוהם. תוצאה זו מקובלת למדי, שכן מדידות באמצעות מתח רשת של 252 וולט ותדר של 50 הרץ עלולות להעביר את נקודת הפעולה קרוב יותר לאזור הרוויה, מה שהוביל לשגיאות בקביעת הפרמטרים. לכן, ניתן לעגל את הערך המתקבל ל- 8 קילו אוהם.

לאחר מכן, יש צורך לקבוע את ההתחלה והסוף של הפיתולים של כל קטע של הפיתול המשני של השנאי. זה נעשה על ידי חיבור חוט אחד בלבד בין החלק הראשון והשני, ובכך הפיכת פיתולי המקטעים בסדרה. לאחר הפעלת מתח על הפיתול הראשוני, נקבל פי שניים מהמתח על הפיתול המשני, בהשוואה למתח האישי על כל אחד. כלומר, המתחים של שני הקטעים משלימים זה את זה, ולכן, סוף הליפוף של הקטע הראשון התברר כמחובר לתחילת הפיתול של השני, כך שנוכל לייעד את הפלט של הקטע שבו חוט החיבור מסתיים ב-"+", והקצה השני ב-"-". עם זאת, אם אין מתח על הפיתול המשני, פירוש הדבר שהפיתולים בשני המקטעים מחוברים זה מול זה, כך שניתן להגדיר את שני המסופים כ-"+" או "-".

לאחר זיהוי כל החתכים בעלי מאפיינים זהים, וקביעת נקודות ההתחלה של הפיתולים עבורם, ניתן למדוד את המתחים בכל הפיתולים הנותרים, ולקבוע עבורם את יחסי הטרנספורמציה, בין אם ביחס לפיתול הראשוני או יחסית למשנית, תלוי באיזו השיטה תהיה נוחה יותר. מנקודה זו והלאה, הכי נוח להשתמש במעגל עם תווים קצרים, למשל, השגת עלייה פי שניים במתח של הפיתול המשנית היא משמעותית מאוד, שכן עובדה זו יכולה להיות נוכחות של קטע עם ברז מ נקודת האמצע, או ברזים של 4 אוהם ו-16 אוהם.

הסיבות העיקריות לכשל של שנאים בנתיב תדר השמע

רובוטריקים הם בין הרכיבים האלקטרוניים עם הכי הרבה טווח ארוךשירות עד 40 שנה או יותר. עם זאת, לפעמים הם יכולים להיכשל. פיתולי השנאי עשויים מחוט, שעלול להיכשל אם זורמים בו זרמים גבוהים מדי, וניתן לנקב את בידוד החוט אם המתחים המופעלים על הפיתולים עולים על הערכים המותרים.

המקרה הנפוץ ביותר שבו שנאי פלט נכשלים הוא כאשר הוא נאלץ להפעיל את המגבר במצב עומס יתר. זה יכול לקרות במגבר דחיפה כאשר צינור פלט אחד מושבת לחלוטין (לדוגמה, נכשל) והשני פועל עם עומס יתר ברור. השראות הדליפה של אותו חצי של השנאי, שאמור לעבור את הזרם של המנורה הכבויה, נוטה לשמור על זרם של מחצית זו של הפיתול ללא שינוי, דבר הגורר הופעת מתחי יתר משמעותיים בפיתול הראשוני (בעיקר בשל emf של אינדוקציה עצמית), מה שמוביל להתמוטטות של בידוד האינטרטורן. תהליך שינוי המתח על הפיתול האינדוקטיבי לאורך זמן מאופיין במשוואה הדיפרנציאלית הבאה:

מאז שהזרם נשבר, הנגזרת שלו נוטה לאינסוף די/dt ≈ ∞, EMF האינדוקציה העצמית המתקבלת מפתחת מתח על חצי הפיתול במעגל של המנורה הכושלת, העולה באופן משמעותי על הערך של מקור המתח הגבוה, שיכול בקלות לפרוץ את בידוד האינטרטורן.

כמו כן, התמוטטות בידוד יכולה להיגרם מתנאי הפעלה לא תקינים של הציוד. כך. לדוגמה, אם לחות חודרת לתוך השנאי, הבידוד (המשמש לרוב כנייר מיוחד) הופך מוליך יותר, מה שמגדיל באופן משמעותי את הסבירות להתמוטטות שלו.

קיים גם סיכון לכשל בשנאי המוצא אם המגבר מונע על ידי רמקולים שהעכבה שלהם נמוכה משמעותית מהנדרש. במקרה זה, ברמות נפח גבוהות, ניתן לחרוג משמעותית מהזרמים הזורמים דרך פיתולי השנאי.

בעיה ספציפית נוספת בחלק מהמקרים מתעוררת במגברים לא מאוד איכותיים, למשל כאלו שהיו בעבר בשימוש נרחב לגיטרות חשמליות. בשל העובדה שקצב עליית הזרם בזמן עומס יתר הוא גבוה מאוד, ואיכות שנאי המוצא המשמש במגברי גיטרה חשמליים בדרך כלל אינה טובה במיוחד, ערכים גבוהים של השראות דליפה יכולים להוביל לכך ערכים גבוהיםמתח (השראות עצמית emf) על הפיתולים, אשר אינו שולל את התרחשות של קשת חשמלית חיצונית. יתר על כן, השנאי עצמו יכול להיות מתוכנן בצורה כזו שיעמוד בבטחה במתח יתר מקרי שכזה. המתח הנדרש להפעלת קשת חשמלית תלוי במידה מסוימת במידת הזיהום של הנתיב שלאורכו הוא מתפתח, ולכן זיהום (במיוחד מוליך) מפחית את מתח הקשת הזה. זו הסיבה שטביעות הפחמן שנותרו מתהליכי קשתות קודמים מובילות ללא ספק להפחתה במתח הנדרש להתרחשות תהליך קשת חדש.

כל השנאים פועלים בשני מצבים עיקריים: תחת עומס ובשעה הִתבַּטְלוּת. עם זאת, ידוע מצב פעולה נוסף, שבו הכוחות המכניים ושטף הדליפה בפיתולים גדלים בחדות. מצב זה נקרא קצר במעגל שנאי. מצב זה מתרחש כאשר הפיתול הראשוני מקבל כוח והפיתול המשני נסגר בכניסותיו. במהלך קצר חשמלי, תגובתיות מתרחשת, בעוד הזרם ממשיך לזרום לתוך הפיתול המשנית מהראשי.

ואז הזרם ניתן לצרכן, שהוא הפיתול המשני. לפיכך, תהליך הקצר של השנאי מתרחש.

המהות של קצר חשמלי

בקטע סגור נוצרת התנגדות שערכה נמוך בהרבה מהתנגדות העומס. יש עלייה חדה בראשוני ו זרמים משניים, שיכול לשרוף באופן מיידי את הפיתולים ולהרוס לחלוטין את השנאי. אולם זה לא קורה וההגנה מצליחה לנתק אותה מהרשת. זאת בשל העובדה שהפיזור והשדות המוגברים של השנאי מפחיתים באופן משמעותי את ההשפעה של זרמי קצר חשמלי, וגם מגנים על הפיתול מפני עומסים אלקטרודינמיים ותרמיים. לכן, גם אם יש הפסדים בפיתולים, פשוט אין להם זמן לקבל את ההשפעה השלילית שלהם.

אזהרת קצר חשמלי

במהלך פעולה רגילה של השנאי, ערך הכוחות האלקטרודינמיים הוא מינימלי. במהלך הזמן הזה, הזרמים והכוחות מתגברים פי עשרה, ויוצרים סכנה חמורה. כתוצאה מכך, הפיתולים יכולים להיות מעוותים, היציבות שלהם אובדת, הסלילים מתכופפים, והאטמים נמחצים בהשפעת כוחות צירים.

על מנת להפחית כוחות אלקטרודינמיים, הפיתולים נלחצים בצירי במהלך ההרכבה. פעולה זו מתבצעת שוב ושוב: ראשית, כאשר הפיתולים מותקנים והתקנות העליונות מותקנים, ולאחר מכן, לאחר ייבוש החלק הפעיל. הפעולה השנייה היא בעלת חשיבות מיוחדת להפחתת כוחות, שכן במקרה של לחיצה באיכות ירודה, בפעולת סגר, הסליל עלול להזיז או להיהרס. סכנה רצינית נשקפת מהצירוף של התהודה של הסליל עצמו עם התדר הקיים בכוח האלקטרודינמי. תהודה עלולה לגרום לכוחות שאינם מסוכנים כלל במהלך פעולה רגילה.

כדי לשפר את איכות השנאי, במהלך ההרכבה יש צורך לבטל מיד את התכווצות הבידוד האפשרית, ליישר את כל הגבהים ולהבטיח לחיצה באיכות גבוהה. בכפוף לעמידה בדרישות תהליכים טכנולוגיים, קצר חשמלי של השנאי עשוי בהחלט לעשות ללא השלכות חמורות.