Režim skrat transformátor sa nazýva taký režim, keď sú svorky sekundárneho vinutia uzavreté prúdovým vodičom s odporom rovným nule (ZH = 0). V prevádzkových podmienkach vzniká skrat transformátora núdzový režim, pretože sekundárny prúd, a preto sa primárna zvyšuje niekoľko desiatok krát oproti nominálnej. Preto je v obvodoch s transformátormi zabezpečená ochrana, ktorá v prípade skratu automaticky vypne transformátor.
V laboratórnych podmienkach je možné vykonať skúšobný skrat transformátora, pri ktorom sú svorky sekundárneho vinutia skratované a na primárne vinutie je privedené také napätie Uk, pri ktorom prúd v primárnom vinutí nepresahuje menovitú hodnotu (Ik charakteristika transformátora uvedená v pase.
Takže (%):
kde U1nom je menovité primárne napätie.
Skratové napätie závisí od najvyššieho napätia vinutia transformátora. Takže napríklad pri vyššom napätí 6-10 kV uK = 5,5 %, pri 35 kV uK = 6,5÷7,5 %, pri 110 kV uK = 10,5 %, atď. napätie, skratové napätie transformátora sa zvyšuje.
Keď je napätie Uk 5-10% menovitého primárneho napätia, magnetizačný prúd (prúd naprázdno) klesá 10-20 krát alebo ešte výraznejšie. Preto sa v režime skratu uvažuje, že
Hlavný magnetický tok Ф sa tiež zníži 10-20 krát a únikové toky vinutia sa stanú porovnateľnými s hlavným tokom.
Keďže pri skratovaní sekundárneho vinutia transformátora je napätie na jeho svorkách U2 = 0, rovnica e. d.s. pre ňu má formu
a napäťová rovnica pre transformátor je napísaná ako
Táto rovnica zodpovedá ekvivalentnému obvodu transformátora znázorneného na obr. 1.
Vektorový diagram transformátora pri skrate zodpovedajúci rovnici a schéme na obr. 1, znázornený na obr. 2. Skratové napätie má aktívne a reaktívne zložky. Uhol φк medzi vektormi týchto napätí a prúdu závisí od pomeru medzi aktívnou a reaktívnou indukčnou zložkou odporu transformátora.
Ryža. 1. Náhradný obvod transformátora v prípade skratu
Ryža. 2. Vektorová schéma transformátora pri skrate
Pre transformátory s menovitým výkonom 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; s menovitým výkonom 6300 kVA alebo viac XK/RK = 10 alebo viac. Preto sa verí, že transformátory veľká sila UK = Ucr, a impedancia ZK = Xk.
Skúsenosti so skratom.
Tento experiment, podobne ako test naprázdno, sa vykonáva na určenie parametrov transformátora. Zostaví sa obvod (obr. 3), v ktorom je sekundárne vinutie skratované kovovou prepojkou alebo vodičom s odporom blízkym nule. Na primárne vinutie je privedené napätie Uk, pri ktorom sa prúd v ňom rovná menovitej hodnote I1nom.
Ryža. 3. Schéma pokusu so skratom transformátora
Na základe nameraných údajov sa určia nasledujúce parametre transformátora.
Skratové napätie
kde UK je napätie namerané voltmetrom pri I1, = I1nom. V režime skratu je Spojené kráľovstvo veľmi malé, takže straty naprázdno sú stokrát menšie ako v prípade menovité napätie. Môžeme teda predpokladať, že Ppo = 0 a výkon nameraný wattmetrom je strata výkonu Ppk spôsobená aktívnym odporom vinutí transformátora.
Pri prúde I1, = I1nom dostaneme menovité straty výkonu na ohrev vinutia Rpk.nom, ktoré sú tzv elektrické straty alebo skratové straty.
Z napäťovej rovnice pre transformátor, ako aj z náhradného obvodu (pozri obr. 1), získame
kde ZK je impedancia transformátora.
Ako je známe, v režime zaťaženia je sekundárne vinutie transformátora pripojené k odporu prijímačov. V sekundárnom okruhu sa vytvorí prúd úmerný zaťaženiu transformátora. Pri jedení veľké číslo prijímače, často sa vyskytujú prípady, keď je porušená izolácia spojovacích vodičov. Ak dôjde ku kontaktu vodičov napájajúcich prijímače v miestach, kde je poškodená izolácia, dôjde k režimu nazývanému skrat (skrat) časti obvodu. Ak sú spojovacie vodiče prichádzajúce z vinutia uzavreté niekde v bodoch a a b, ktoré sa nachádzajú pred prijímačom energie (obrázok 1), dôjde ku skratu v sekundárnom vinutí transformátora. V tomto režime bude sekundárne vinutie skratované. Zároveň bude naďalej prijímať energiu z primárneho vinutia a vracať ju späť sekundárny okruh, ktorý sa teraz skladá len z vinutia a časti spojovacích vodičov. 1 - primárne vinutie; 2 - sekundárne vinutie; 3 - magnetický obvod Obrázok 1 - Skrat na svorkách sekundárneho vinutia transformátora Na prvý pohľad sa zdá, že v prípade skratu musí transformátor nevyhnutne skolabovať, pretože odpor r 2 vinutia a spojovacích drôtov je desaťkrát menší ako odpor r prijímača. Ak predpokladáme, že odpor záťaže r je aspoň 100-krát väčší ako r 2, potom by mal byť skratový prúd I 2k 100-krát väčší ako prúd I 2 pri normálna operácia transformátor. Pretože primárny prúd sa zvýši aj 100 krát (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), straty vo vinutiach transformátora sa prudko zvýšia, a to 100 2 krát (I 2 r), teda 10 000 krát. Za týchto podmienok teplota vinutia dosiahne 500-600 ° C za 1-2 sekundy a rýchlo vyhoria. Okrem toho, keď transformátor pracuje, medzi vinutiami vždy existujú mechanické sily, ktoré majú tendenciu posúvať vinutie od seba v radiálnom a axiálnom smere. Tieto sily sú úmerné súčinu prúdov I 1 I 2 vo vinutiach a ak sa pri skrate každý z prúdov I 1 a I 2 zvýši napríklad 100-krát, potom sa sily zvýšia 10 000-krát. Ich veľkosť by dosahovala stovky ton a vinutia transformátora by sa okamžite zrútili. V praxi sa to však nedeje. Transformátory zvyčajne vydržia skraty na veľmi krátku dobu, kým ich ochrana neodpojí od siete. Pri skrate sa prudko prejaví účinok nejakého dodatočného odporu, ktorý obmedzí skratový prúd vo vinutí. Tento odpor je spojený s magnetickými únikovými tokmi Ф Р1 a Ф Р2, ktoré odbočujú z hlavného toku Ф 0 a každý sa uzatvára okolo časti závitov „ich“ vinutia 1 alebo 2 (obrázok 2).
1 - primárne vinutie; 2 - sekundárne vinutie; 3 - spoločná os vinutí a tyče transformátora; 4 - magnetický obvod; 5 - hlavný rozptylový kanál
Obrázok 2 - Únikové toky a sústredné usporiadanie vinutí transformátora Je veľmi ťažké priamo merať množstvo rozptylu: cesty, pozdĺž ktorých môžu byť tieto toky uzavreté, sú príliš rôznorodé. Preto sa v praxi únik posudzuje podľa účinku, ktorý má na napätie a prúdy vo vinutí. Je zrejmé, že únikové toky sa zvyšujú so zvyšujúcim sa prúdom pretekajúcim vo vinutí. Je tiež zrejmé, že pri normálnej prevádzke transformátora tvorí zvodový tok relatívne malý zlomok hlavného toku Ф 0 . V skutočnosti je únikový tok spojený iba s časťou závitov, hlavný tok je spojený so všetkými závitmi. Okrem toho je únikový tok nútený prechádzať väčšinu cesty vzduchom, ktorého magnetická permeabilita sa považuje za jednotnú, t.j. je stokrát menšia ako magnetická permeabilita ocele, cez ktorú je tok F 0 uzavretý. . To všetko platí pre normálnu prevádzku aj pre skratový režim transformátora. Pretože však únikové toky sú určené prúdmi vo vinutiach a v režime skratu sa prúdy zvyšujú stokrát, toky Fp sa tiež zvyšujú o rovnakú hodnotu; zároveň výrazne prevyšujú prietok Ф 0. Únikové toky indukujú samoindukčné emfs E p1 a E p2 vo vinutí, nasmerované proti prúdu. Reakcia, napríklad emf E p2, môže byť považovaná za určitý dodatočný odpor v obvode sekundárneho vinutia, keď je skratované. Tento odpor sa nazýva reaktívny. Pre sekundárne vinutie platí rovnica E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2). V režime skratu je U 2 = 0 a rovnica sa transformuje takto: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), alebo E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kde dolný index „k “ označuje odpory a prúdy v režime skratu; I 2 K x 2 K - indukčný pokles napätia v režime skratu, rovný hodnote E p 2 K; x 2 K je reaktancia sekundárneho vinutia. Skúsenosti ukazujú, že v závislosti od výkonu transformátora je odpor x 2 5-10 krát väčší ako r 2. V skutočnosti teda prúd I 2 K nebude pri bežnej prevádzke transformátora 100, ale len 10-20 krát väčší ako prúd I 2 (aktívny odpor zanedbávame pre jeho malú hodnotu). V dôsledku toho sa straty vo vinutiach v skutočnosti nezvýšia o 10 000, ale iba 100-400 krát; teplota vinutí počas skratu (niekoľko sekúnd) sotva dosiahne 150-200 °C a počas tejto krátkej doby nedôjde k vážnemu poškodeniu transformátora. Takže vďaka rozptylu je transformátor schopný chrániť sa pred skratovými prúdmi. Všetky uvažované javy sa vyskytujú počas skratu na svorkách (vstupoch) sekundárneho vinutia (pozri body a a b na obrázku 1). Pre väčšinu je to núdzová prevádzka výkonové transformátory a to sa, samozrejme, nevyskytuje každý deň a dokonca ani každý rok. Transformátor môže mať počas svojej prevádzky (15-20 rokov) len niekoľko takýchto závažných skratov. Musí byť však navrhnutý a vyrobený tak, aby ho nezničili a nespôsobili nehodu. Je potrebné jasne si predstaviť javy vyskytujúce sa v transformátore počas skratu a vedome zostaviť najkritickejšie komponenty jeho konštrukcie. V tejto súvislosti je jedným z najdôležitejšie vlastnosti transformátor - skratové napätie. SKÚSENOSTI Z TRANSFORMÁTORA SKRATU
Je potrebné rozlišovať medzi skratom v prevádzkových podmienkach a skúsenosťou so skratom.
Skrat transformátora Jeho režim sa volá, keď je sekundárne vinutie transformátora skratované. V prevádzkových podmienkach je skrat núdzový režim, pri ktorom sa vo vnútri transformátora uvoľňuje veľké množstvo tepla, ktoré ho môže zničiť.
Skúsenosti so skratom vykonávané pri značne zníženom primárnom napätí na malú hodnotu (približne 5-10 % menovitého primárneho napätia). Jeho hodnota je zvolená tak, aby sa prúd I 1 v primárnom vinutí rovnal menovitej hodnote napriek skratu sekundárneho vinutia. Pomocou sady meracích prístrojov (obr. 103) sa skúsenosťou určí napätie U 1k, prúd I 1 k a výkon P 1 k .
Prúd I 2 v nominálnej hodnote I 1 bude mať aj nominálnu hodnotu. Eds E 2 v tomto experimente pokryje iba vnútorný pokles napätia, t.j. E 2 K = I 2 z 2 , a pri menovitom zaťažení
2 = 2 + 2
preto E 2 k je len niekoľko percent E 2 . Nízke emf E 2 zodpovedá malému hlavnému magnetickému toku. Straty energie v magnetickom obvode sú úmerné druhej mocnine magnetického toku, takže pri pokuse so skratom sú nevýznamné. Ale v oboch vinutiach v tomto experimente majú prúdy menovité hodnoty, takže straty energie vo vinutiach sú rovnaké ako pri menovitom zaťažení. V dôsledku toho sa výkon P1k prijatý transformátorom zo siete počas skratu vynakladá na energetické straty vo vodičoch vinutia:
P1K = 1 2 1 r 1 + 2 2 r 2 .
Zároveň sa na základe skratového napätia určí úbytok napätia v transformátore pri menovitom zaťažení (v % primárneho napätia). Z týchto dôvodov je skratové napätie (so skratovaným vinutím nízke napätie) je vždy uvedené na paneli transformátora.
Režim skratu
Ako je známe, v režime zaťaženia je sekundárne vinutie transformátora pripojené k odporu prijímačov. V sekundárnom okruhu sa vytvorí prúd úmerný zaťaženiu transformátora. Pri napájaní veľkého počtu prijímačov sa často vyskytujú prípady, keď je porušená izolácia spojovacích vodičov. Ak dôjde ku kontaktu vodičov napájajúcich prijímače v miestach, kde je poškodená izolácia, dôjde k režimu nazývanému skrat (skrat) časti obvodu. Ak sú spojovacie vodiče prichádzajúce z vinutia uzavreté niekde v bodoch a a b, ktoré sa nachádzajú pred prijímačom energie (obrázok 1), dôjde ku skratu v sekundárnom vinutí transformátora. V tomto režime bude sekundárne vinutie skratované. Zároveň bude naďalej prijímať energiu z primárneho vinutia a odovzdávať ju sekundárnemu okruhu, ktorý už pozostáva len z vinutia a časti spojovacích vodičov. 
1 - primárne vinutie; 2 - sekundárne vinutie; 3 - magnetický obvod Obrázok 1 - Skrat na svorkách sekundárneho vinutia transformátora Na prvý pohľad sa zdá, že v prípade skratu musí transformátor nevyhnutne skolabovať, pretože odpor r 2 vinutia a spojovacích drôtov je desaťkrát menší ako odpor r prijímača. Ak predpokladáme, že odpor záťaže r je aspoň 100-krát väčší ako r 2, potom by mal byť skratový prúd I 2k 100-krát väčší ako prúd I 2 pri normálnej prevádzke transformátora. Keďže primárny prúd vzrastie aj 100-krát (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), straty vo vinutiach transformátora sa prudko zvýšia, a to 100 2-krát (I 2 r), teda 10 000-krát. Za týchto podmienok teplota vinutia dosiahne 500-600 ° C za 1-2 sekundy a rýchlo vyhoria. Okrem toho, keď transformátor pracuje, medzi vinutiami vždy existujú mechanické sily, ktoré majú tendenciu posúvať vinutie od seba v radiálnom a axiálnom smere. Tieto sily sú úmerné súčinu prúdov I 1 I 2 vo vinutiach a ak sa pri skrate každý z prúdov I 1 a I 2 zvýši napríklad 100-krát, potom sa sily zvýšia 10 000-krát. Ich veľkosť by dosahovala stovky ton a vinutia transformátora by sa okamžite zrútili. V praxi sa to však nedeje. Transformátory zvyčajne vydržia skraty na veľmi krátku dobu, kým ich ochrana neodpojí od siete. Pri skrate sa prudko prejaví účinok nejakého dodatočného odporu, ktorý obmedzí skratový prúd vo vinutí. Tento odpor je spojený s magnetickými únikovými tokmi Ф Р1 a Ф Р2, ktoré odbočujú z hlavného toku Ф 0 a každý sa uzatvára okolo časti závitov „ich“ vinutia 1 alebo 2 (obrázok 2). 
1 - primárne vinutie; 2 - sekundárne vinutie; 3 - spoločná os vinutí a tyče transformátora; 4 - magnetický obvod; 5 - hlavný rozptylový kanál Obrázok 2 - Únikové toky a sústredné usporiadanie vinutí transformátora Je veľmi ťažké priamo merať množstvo rozptylu: cesty, pozdĺž ktorých môžu byť tieto toky uzavreté, sú príliš rôznorodé. Preto sa v praxi únik posudzuje podľa účinku, ktorý má na napätie a prúdy vo vinutí. Je zrejmé, že únikové toky sa zvyšujú so zvyšujúcim sa prúdom pretekajúcim vo vinutí. Je tiež zrejmé, že pri normálnej prevádzke transformátora tvorí zvodový tok relatívne malý zlomok hlavného toku Ф 0 . V skutočnosti je únikový tok spojený iba s časťou závitov, hlavný tok je spojený so všetkými závitmi. Okrem toho je únikový tok nútený prechádzať väčšinu cesty vzduchom, ktorého magnetická permeabilita sa považuje za jednotnú, t.j. je stokrát menšia ako magnetická permeabilita ocele, cez ktorú je tok F 0 uzavretý. . To všetko platí pre normálnu prevádzku aj pre skratový režim transformátora. Pretože však únikové toky sú určené prúdmi vo vinutiach a v režime skratu sa prúdy zvyšujú stokrát, toky Fp sa tiež zvyšujú o rovnakú hodnotu; zároveň výrazne prevyšujú prietok Ф 0. Únikové toky indukujú samoindukčné emfs E p1 a E p2 vo vinutí, nasmerované proti prúdu. Reakcia, napríklad emf E p2, môže byť považovaná za určitý dodatočný odpor v obvode sekundárneho vinutia, keď je skratované. Tento odpor sa nazýva reaktívny. Pre sekundárne vinutie platí rovnica E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2). V režime skratu je U 2 = 0 a rovnica sa transformuje takto: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K), alebo E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kde dolný index „k “ označuje odpory a prúdy v režime skratu; I 2K x 2K - indukčný pokles napätia v režime skratu, rovný hodnote E p2K; x 2K je reaktancia sekundárneho vinutia. Skúsenosti ukazujú, že v závislosti od výkonu transformátora je odpor x 2 5-10 krát väčší ako r 2. V skutočnosti teda prúd I 2K nebude pri bežnej prevádzke transformátora 100, ale len 10-20 krát väčší ako prúd I 2 (aktívny odpor zanedbávame pre jeho malú hodnotu). V dôsledku toho sa straty vo vinutiach v skutočnosti nezvýšia o 10 000, ale iba 100-400 krát; teplota vinutí počas skratu (niekoľko sekúnd) sotva dosiahne 150-200 °C a počas tejto krátkej doby nedôjde k vážnemu poškodeniu transformátora. Takže vďaka rozptylu je transformátor schopný chrániť sa pred skratovými prúdmi. Všetky uvažované javy sa vyskytujú počas skratu na svorkách (vstupoch) sekundárneho vinutia (pozri body a a b na obrázku 1). Toto je núdzový režim prevádzky pre väčšinu výkonových transformátorov a samozrejme sa nevyskytuje každý deň a dokonca ani každý rok. Transformátor môže mať počas svojej prevádzky (15-20 rokov) len niekoľko takýchto závažných skratov. Musí byť však navrhnutý a vyrobený tak, aby ho nezničili a nespôsobili nehodu. Je potrebné jasne si predstaviť javy vyskytujúce sa v transformátore počas skratu a vedome zostaviť najkritickejšie komponenty jeho konštrukcie. V tomto smere zohráva veľmi významnú úlohu jedna z najdôležitejších charakteristík transformátora, skratové napätie.
Stanovenie parametrov transformátora
Celkom náhodou sa čitateľ môže dostať do rúk starého výstupného transformátora, ktorý, súdiac podľa vzhľad, by mal mať dobré vlastnosti, no nie sú tam absolútne žiadne informácie o tom, čo sa v ňom skrýva. Našťastie je možné ľahko identifikovať parametre starého výstupného transformátora iba pomocou digitálneho univerzálneho voltmetra, pretože ich konštrukcia sa vždy riadi presne definovanými pravidlami.
Skôr ako začnete s kontrolou, musíte načrtnúť schému všetkých externých pripojení a prepojok na transformátore a potom ich odstrániť. (Použitie digitálneho fotoaparátu na tento účel sa ukázalo ako veľmi plodné.) Samozrejme, že primárne vinutie musí mať stredový odbočovací bod, aby bolo možné použiť transformátor v push-pull obvode, a na tomto môžu byť aj ďalšie odbočky. vinutie pre ultra-lineárnu prevádzku. Odpor jednosmerného vinutia, meraný ohmmetrom medzi krajnými bodmi vinutia, bude spravidla maximálnou hodnotou odporu medzi všetkými získanými hodnotami a môže sa pohybovať od 100 do 300 ohmov. Ak sa zistí vinutie s podobnou hodnotou odporu, potom takmer vo všetkých prípadoch môžeme predpokladať, že boli identifikované terminály transformátora A 1 a A 2 zodpovedajúce extrémnym bodom primárneho vinutia.
Pri kvalitných transformátoroch je primárne vinutie vinuté symetricky, to znamená, že odpor medzi krajnými vývodmi A 1 a A 2 a stredom vysokonapäťového vinutia je vždy rovnaký, takže ďalším krokom je určenie vývodu pre pričom odpor medzi ním a vývodmi A 1 a A 2 by sa rovnal polovici odporu medzi krajnými bodmi primárneho vinutia. Lacnejšie modely transformátorov však nemusia byť vyrobené tak starostlivo, takže odpor medzi dvoma polovicami vinutia nemusí byť úplne rovnaký.
Keďže na výrobu primárneho vinutia transformátora sa bez akýchkoľvek výnimiek používa drôt rovnakého prierezu, kohútik, ktorý je umiestnený na závite tvoriacom 20% z celkového počtu závitov medzi stredom vysokonapäťová odbočka a svorka A 1 alebo A 2, (konfigurácia na odber plného výkonu zosilňovača), bude mať tiež odpor 20 % hodnoty odporu medzi vonkajšou svorkou A 1 alebo A 2 a centrálnou odbočkou primárne vinutie. Ak by bol transformátor určený pre kvalitnejší zosilňovač, potom by najpravdepodobnejším umiestnením tohto odbočovača bolo otočenie zodpovedajúce 47 % odporu medzi týmito bodmi (konfigurácia výkonového zosilňovača, ktorá poskytuje minimálne skreslenie).
Sekundárne vinutie bude mať s najväčšou pravdepodobnosťou tiež párny počet vodičov alebo bude mať jeden kohútik. Stojí za to pripomenúť, že v časoch rozkvetu vákuových elektrónok boli impedancie reproduktorov buď 15 ohmov (prémiové reproduktory) alebo 4 ohmy, takže výstupné transformátory boli optimalizované pre tieto impedancie.
Najbežnejšou možnosťou je použitie dvoch rovnakých sekcií s použitím vinutia v sérii pre impedanciu reproduktorov 15 ohmov alebo paralelne pre impedanciu 4 ohmov (v skutočnosti 3,75 ohmov). Ak sa po určení primárneho vinutia transformátora zistia dve vinutia, ktoré majú jednosmerný odpor asi 0,7 ohmov, potom s najväčšou pravdepodobnosťou existuje vzorka štandardného transformátora.
Vo vysoko kvalitných transformátoroch sa vyššie uvedená myšlienka ďalej rozvíja, keď je sekundárne vinutie reprezentované štyrmi identickými sekciami. Zapojené do série sa používajú na ukončenie 15 ohmovej záťaže, avšak keď sú všetky zapojené paralelne, ukončia 1 ohmovú záťaž. Nie je to spôsobené tým, že boli k dispozícii 1-ohmové reproduktory (éra nekvalitných výhybiek ešte nenastala), ale tým, že väčšia miera rozdelenia vinutia umožnila kvalitnejší transformátor. Preto by ste mali hľadať štyri vinutia s približne rovnakým odporom DC a má hodnotu približne 0,3 Ohm. Treba mať tiež na pamäti, že okrem toho, že prechodový odpor sondy môže tvoriť veľmi významný podiel pri meraní veľmi malých odporov (preto je nevyhnutné mať nielen čistý, ale aj spoľahlivý kontakt ), ale aj to, že bežný 41/ A 2-miestny digitálny voltmeter neposkytuje dostatočnú presnosť pri meraní tak malých hodnôt odporu, takže často musíte robiť dohady a predpoklady.
Ak sa po identifikácii primárneho vinutia zistí, že všetky zostávajúce vinutia sú spojené dohromady, potom existuje sekundárne vinutie s odbočkami, ktorých najvyššia hodnota odporu sa meria medzi svorkami 0 Ohm a (povedzme) 16 Ohm. Za predpokladu, že neexistuje žiadna odbočka vinutia zodpovedajúca odporu 8 ohmov, potom najnižší jednosmerný odpor z ktoréhokoľvek z týchto vodičov bude odbočka 4 ohmov a bod s odporom 0 ohmov bude najbližšie k odbočke 4 ohmov (zvyčajne v sekundárnom vinutia s prepojovacími odbočkami, majú tendenciu používať hrubší drôt pre odbočku 4 Ohm). Ak sa dá očakávať prítomnosť 8 ohmového odbočovača, potom by sa odbočky mali identifikovať pomocou metódy merania at striedavý prúd, ktorý bude popísaný nižšie.
Ak nie je možné určiť účel niektorých vinutí, s najväčšou pravdepodobnosťou sú určené na spätnú väzbu, prípadne pôsobiace na katódy jednotlivých výstupných lámp alebo na organizovanie medzistupňovej spätnej väzby.
V každom prípade ich presnejšiu identifikáciu je možné vykonať neskôr, keďže ďalším krokom je určenie transformačného pomeru a následne na základe získaných výsledkov určenie impedancie primárneho vinutia transformátora.
Pozornosť. Hoci nasledujúce merania by nemali predstavovať bezpečnostné riziko pre výstupný transformátor, ak sú vykonané presne, môže existovať napätia, ktoré predstavujú nebezpečenstvo pre ľudský život. Preto, ak existujú akýkoľvek druh Ak máte pochybnosti o odborných skúsenostiach potrebných na vykonanie nižšie popísaných meraní, mali by ste okamžite zanechať pokusy o ich vykonanie.
Výstupné transformátory trubicových obvodov sú určené na zníženie napätia od niekoľkých stoviek voltov až po desiatky voltov vo frekvenčnom rozsahu od 20 Hz do 20 kHz, takže privádzanie sieťového napätia na svorky primárneho vinutia A 1 a A 2 nespôsobuje nepredstavujú žiadnu hrozbu pre transformátor. Za predpokladu, že svorky A 1 a A 2 boli správne identifikované, priveďte sieťové napätie priamo na svorky A 1 a A 2 a zmerajte napätie na sekundárnom vinutí, aby ste určili transformačný pomer (alebo pomer počtu závitov primárne a sekundárne vinutie). Presne povedané, z bezpečnostných dôvodov sa odporúča napájať nie sieťové napätie, ale znížené napätie z LATR.
Testovanie transformátora by sa malo vykonať v nasledujúcom poradí:
Nainštalujte poistku do napájacieho kábla s najnižším dostupným prúdom poistky, napríklad 3 A poistka bude postačovať, ale vhodnejšie bude použiť poistku 1 A;
Pripojte tri krátke ohybné vodiče k napájacej zástrčke (najlepšie s uzemňovacím kolíkom). Zo zrejmých dôvodov sa nazývajú „samovražedné drôty“, a preto by sa mali uchovávať oddelene a uzamknuté, keď sa nepoužívajú;
Na koniec drôtu s označením „zem“ prispájkujte pocínované očko a priskrutkujte očko na kovovú kostru transformátora pomocou špeciálnych zúbkovaných podložiek, aby ste zabezpečili veľmi dobrý elektrický kontakt;
Prispájkujte fázový vodič na svorku A 1 a neutrálny (nulový) vodič na svorku A 2;
Uistite sa, že je načrtnutá poloha všetkých spojovacích mostíkov na sekundárnom pradienku, potom sú všetky odstránené;
Nastavte typ merania digitálneho voltmetra na „striedavé napätie“ a pripojte ho k svorkám sekundárneho vinutia;
Potom, čo sa ubezpečíte, že je stupnica prístroja na dohľad, zapojte zástrčku do zásuvky. Ak sa výsledky merania na zariadení nezobrazia okamžite, vytiahnite zástrčku zo zásuvky. Ak zariadenie zistí prítomnosť
napätie v sekundárnom vinutí, ktorého hodnotu je možné určiť, počkajte, kým sa hodnoty prístroja nestabilizujú, zapíšte výsledok, vypnite napájanie a vytiahnite zástrčku zo zásuvky;
Skontrolujte hodnotu sieťového napätia, za týmto účelom pripojte digitálny voltmeter na svorky A 1 a A 2 transformátora a znova zapnite sieťové napätie. Zapíšte si hodnoty zariadenia.
Potom môžete určiť transformačný koeficient "N" pomocou nasledujúceho jednoduchého vzťahu medzi napätiami:
Na prvý pohľad sa tento postup nezdá veľmi významný, ale treba si uvedomiť, že impedancie sú úmerné druhej mocnine transformačného pomeru, N 2 teda poznajúc hodnotu N je možné určiť impedanciu primárneho vinutia, pretože impedancia sekundárneho vinutia je už známa. Zo všetkých početných drôtov má transformátor päť drôtov, ktoré sa ukázali byť navzájom elektricky spojené (výsledky boli získané, keď elektrické merania odporu boli uskutočnené pomocou digitálny tester). Maximálna hodnota odporu medzi dvoma vodičmi je 236 ohmov, preto môžu byť svorky týchto vodičov označené ako A 1 a A 2. Potom, čo jedna sonda digitálneho testera zostala pripojená na kolík A 1, bol detekovaný druhý vodič s odporom 110 ohmov. Výsledná hodnota je dostatočne blízka hodnote odporu 118 ohmov, že tento bod by mohol byť výstupom zo stredu primárneho vinutia transformátora. Preto možno toto vinutie identifikovať ako vysokonapäťové vinutie transformátora. Potom by ste mali presunúť jednu zo sond digitálneho testera k strednému kohútiku vysokonapäťového vinutia a zmerať odpor voči dvom zostávajúcim vodičom. Hodnota odporu pre jednu svorku bola 29 Ohmov a pre druhú bola 32 Ohmov. Vzhľadom na to, že (29 ohmov: 110 ohmov) = 0,26 a (32 ohmov: 118 ohmov) = 0,27, je bezpečné predpokladať, že tieto kolíky sa používajú ako ultra-lineárne odbočky pre maximálny výkon (t. j. približne 20 % vinutia) . Jedna zo svoriek, pre ktorú má odpor vzhľadom na svorku A nižšiu hodnotu, predstavuje odbočku do mriežky 2 svietidlá V 1 , g 2 (V1) a druhý kohútik - do mriežky 2 svietidiel V 2 , g 2 (V2) (obr. 5.23).
Sekundárne vinutie má iba dve sekcie, takže sú s najväčšou pravdepodobnosťou určené na prenášanie záťaže 4 ohmy. Tento predpoklad je potom potvrdený meraniami odporu vinutí sekcií, pre prvý z nich to bolo 0,6 Ohm a pre druhý 0,8 Ohm, čo sa zhoduje s typickými hodnotami pre vinutia navrhnuté tak, aby zodpovedali zaťaženiu 4 Ohm.
Ryža. 5.23 Identifikácia vinutí transformátora s neznámymi parametrami
Pri pripojení transformátora k sieti bolo zaznamenané striedavé sieťové napätie 252 V a napätie na sekundárnych vinutiach bolo 5,60 V. Nahradením získaných hodnôt do vzorca na výpočet transformačného pomeru získame:
Impedancie vinutí sa menia proporcionálne N 2, takže pomer primárnej impedancie k sekundárnej impedancii je 45 2 = 2025. Keďže sekundárne napätie bolo namerané na 4 ohmovej sekcii, primárna impedancia by mala byť (2025 x 4 ohmy) = 8100 ohmov. Tento výsledok je celkom prijateľný, pretože merania s použitím sieťového napätia 252 V a frekvencie 50 Hz by mohli posunúť pracovný bod bližšie k oblasti nasýtenia, čo viedlo k chybám pri určovaní parametrov. Preto je možné výslednú hodnotu zaokrúhliť na 8 kOhm.
Ďalej je potrebné určiť začiatok a koniec vinutia každej sekcie sekundárneho vinutia transformátora. To sa dosiahne pripojením iba jedného drôtu medzi prvý a druhý úsek, čím sa vinutia úsekov otočia do série. Po privedení napätia na primárne vinutie dostaneme dvojnásobné napätie na sekundárnom vinutí v porovnaní s individuálnym napätím na každom. To znamená, že napätia dvoch sekcií sa navzájom dopĺňajú, a preto sa ukázalo, že koniec vinutia prvej sekcie je spojený so začiatkom vinutia druhej sekcie, takže môžeme označiť výstup sekcie, kde spojovací vodič končí ako „+“ a druhý koniec ako „-“. Ak však na sekundárnom vinutí nie je žiadne napätie, znamená to, že vinutia v dvoch sekciách sú zapojené oproti sebe, takže obe svorky môžu byť označené ako „+“ alebo „-“.
Po identifikácii všetkých sekcií s identickými charakteristikami a určení počiatočných bodov vinutí je možné zmerať napätia na všetkých zostávajúcich vinutiach a určiť pre ne transformačné pomery, či už vo vzťahu k primárnemu vinutiu alebo relatívne k sekundárnemu, v závislosti od toho, ktorá metóda bude vhodnejšia. Od tejto chvíle je najvhodnejšie použiť obvod s krátkymi tónmi, napríklad získanie dvojnásobného zvýšenia napätia sekundárneho vinutia je veľmi významné, pretože táto skutočnosť môže znamenať buď prítomnosť sekcie s odbočkou z stredný bod alebo odbočky 4 Ohm a 16 Ohm.
Hlavné dôvody zlyhania transformátorov v audiofrekvenčnej ceste
Transformátory patria medzi elektronické súčiastky s najviac dlhý termín služby dosahujúce 40 a viac rokov. Niekedy však môžu zlyhať. Vinutia transformátora sú vyrobené z drôtu, ktorý môže zlyhať, ak ním pretekajú príliš vysoké prúdy, a izolácia drôtu môže byť prepichnutá, ak napätie aplikované na vinutie prekročí prípustné hodnoty.
Najčastejším prípadom zlyhania výstupných transformátorov je situácia, keď je zosilňovač nútený pracovať v režime preťaženia. To sa môže stať v push-pull zosilňovači, keď je jedna výstupná elektrónka úplne deaktivovaná (napríklad zlyhala) a druhá pracuje so zjavným preťažením. Zvodová indukčnosť tej polovice transformátora, ktorá by mala prechádzať prúdom vypnutej lampy, má tendenciu udržiavať prúd tejto polovice vinutia nezmenený, čo má za následok výskyt významných prepätí v primárnom vinutí (predovšetkým v dôsledku samoindukčné emf), čo vedie k poruche medzizávitovej izolácie. Proces zmeny napätia na indukčnom vinutí v priebehu času je charakterizovaný nasledujúcou diferenciálnou rovnicou:
Odkedy sa prúd zlomí, jeho derivácia má tendenciu do nekonečna di/dt ≈ ∞, výsledné samoindukčné EMF vyvinie napätie na polovičnom vinutí v obvode zlyhanej žiarovky, výrazne prevyšujúce hodnotu vysokonapäťového zdroja energie, ktorý môže ľahko preraziť izoláciu medzizávitov.
Tiež porušenie izolácie môže byť spôsobené nesprávnymi prevádzkovými podmienkami zariadenia. Takže. ak napríklad vlhkosť prenikne do transformátora, izolácia (ktorá sa najčastejšie používa ako špeciálny papier) sa stane vodivejšou, čo výrazne zvyšuje pravdepodobnosť jej rozpadu.
Existuje tiež riziko zlyhania výstupného transformátora, ak je zosilňovač poháňaný reproduktormi, ktorých impedancia je výrazne nižšia, ako je požadované. V tomto prípade môžu byť pri vysokej hlasitosti výrazne prekročené prúdy pretekajúce vinutiami transformátora.
Ďalší špecifický problém v niektorých prípadoch vzniká pri nie veľmi kvalitných zosilňovačoch, napríklad tých, ktoré boli svojho času hojne používané pre elektrické gitary. Vzhľadom na to, že rýchlosť nárastu prúdu pri preťažení je veľmi vysoká a kvalita výstupného transformátora používaného v zosilňovačoch elektrických gitár zvyčajne nie je príliš dobrá, vysoké hodnoty zvodovej indukčnosti môžu viesť k vysoké hodnoty napätie (samoindukčné emf) na vinutiach, čo nevylučuje výskyt vonkajšieho elektrického oblúka. Navyše, samotný transformátor by mohol byť navrhnutý tak, aby bezpečne odolal takémuto náhodnému prepätiu. Napätie potrebné na spustenie elektrického oblúka závisí do určitej miery od stupňa znečistenia dráhy, po ktorej sa vyvíja, takže znečistenie (najmä vodivé) znižuje toto napätie oblúka. To je dôvod, prečo uhlíkové stopy, ktoré zostali z predchádzajúcich procesov oblúka, nepochybne vedú k zníženiu napätia potrebného na vznik nového procesu oblúka.
Všetky transformátory pracujú v dvoch hlavných režimoch: pri zaťažení a pri zaťažení Voľnobeh. Je však známy iný prevádzkový režim, v ktorom sa mechanické sily a únikový tok vo vinutí prudko zvyšujú. Tento režim sa nazýva skrat transformátora. Táto situácia nastane, keď primárne vinutie dostane energiu a sekundárne vinutie sa uzavrie na svojich vstupoch. Počas skratu vzniká reaktancia, zatiaľ čo prúd pokračuje v prúdení do sekundárneho vinutia z primárneho.
Potom sa prúd odovzdá spotrebiteľovi, čo je sekundárne vinutie. Tak dochádza k procesu skratovania transformátora.
Podstata skratu
V uzavretom úseku vzniká odpor, ktorého hodnota je oveľa menšia ako zaťažovací odpor. Dochádza k prudkému nárastu primárnych a sekundárne prúdy, ktorý môže okamžite spáliť vinutia a úplne zničiť transformátor. To sa však nestane a ochrana ho stihne odpojiť od siete. Je to spôsobené tým, že zvýšený rozptyl a polia transformátora výrazne znižujú vplyv skratových prúdov a tiež chránia vinutie pred elektrodynamickým a tepelným zaťažením. Preto, aj keď sú straty vo vinutiach, jednoducho nemajú čas na negatívny vplyv.
Upozornenie na skrat
Pri normálnej prevádzke transformátora je hodnota elektrodynamických síl minimálna. Počas tejto doby sa prúdy a sily zvyšujú desaťnásobne, čo vytvára vážne nebezpečenstvo. V dôsledku toho môže dôjsť k deformácii vinutí, strate ich stability, ohýbaniu cievok a rozdrveniu tesnení vplyvom axiálnych síl.
Na zníženie elektrodynamických síl sú vinutia pri montáži axiálne stlačené. Táto operácia sa vykonáva opakovane: po prvé, keď sú namontované vinutia a sú nainštalované horné nosníky, a potom po vysušení aktívnej časti. Druhá operácia je obzvlášť dôležitá pre zníženie síl, pretože v prípade nekvalitného lisovania pri pôsobení uzáveru sa môže cievka posunúť alebo zničiť. Vážne nebezpečenstvo predstavuje zhoda vlastnej rezonancie cievky s frekvenciou prítomnou v elektrodynamickej sile. Rezonancia môže spôsobiť sily, ktoré nie sú pri bežnej prevádzke vôbec nebezpečné.
Pre zlepšenie kvality transformátora je potrebné pri montáži okamžite eliminovať prípadné zmrštenie izolácie, vyrovnať všetky výšky a zabezpečiť kvalitné lisovanie. Za dodržania nevyhnutných technologických procesov, skrat transformátora sa môže zaobísť bez vážnych následkov.