Način kratek stik transformator se imenuje tak način, ko so sponke sekundarnega navitja zaprte s tokovnim vodnikom z uporom enakim nič (ZH = 0). Kratek stik transformatorja v delovnih pogojih ustvarja zasilni način, Ker sekundarni tok, zato se primarni poveča nekaj desetkrat v primerjavi z nominalnim. Zato je v tokokrogih s transformatorji predvidena zaščita, ki v primeru kratkega stika samodejno izklopi transformator.
V laboratorijskih pogojih je mogoče izvesti testni kratek stik transformatorja, pri katerem so sponke sekundarnega navitja kratkostično povezane, na primarno navitje pa se nanese taka napetost Uk, pri kateri je tok v primarnem navitju ne presega nazivne vrednosti (Ik karakteristika transformatorja, navedenega v potnem listu.
Tako (%):
kjer je U1nom nazivna primarna napetost.
Napetost kratkega stika je odvisna od najvišje napetosti navitij transformatorja. Tako je na primer pri višji napetosti 6-10 kV uK = 5,5 %, pri 35 kV uK = 6,5÷7,5 %, pri 110 kV uK = 10,5 % itd. Kot je razvidno, s povečanjem nazivne vrednosti napetosti se poveča napetost kratkega stika transformatorja.
Ko je napetost Uk 5-10% nazivne primarne napetosti, se tok magnetiziranja (tok brez obremenitve) zmanjša za 10-20-krat ali celo bolj. Zato se v načinu kratkega stika šteje, da
Glavni magnetni tok F se prav tako zmanjša za 10-20-krat, tokovi uhajanja navitij pa postanejo primerljivi z glavnim tokom.
Ker je sekundarno navitje transformatorja v kratkem stiku napetost na njegovih sponkah U2 = 0, enačba e. d.s. zanjo dobi obliko
napetostna enačba za transformator pa je zapisana kot
Ta enačba ustreza ekvivalentnemu vezju transformatorja, prikazanega na sl. 1.
Vektorski diagram transformatorja med kratkim stikom, ki ustreza enačbi in diagramu na sl. 1, prikazano na sl. 2. Napetost kratkega stika ima aktivne in reaktivne komponente. Kot φk med vektorji teh napetosti in toka je odvisen od razmerja med aktivno in reaktivno induktivno komponento upora transformatorja.
riž. 1. Nadomestno vezje transformatorja v primeru kratkega stika
riž. 2. Vektorski diagram transformatorja med kratkim stikom
Za transformatorje z nazivno močjo 5-50 kVA XK/RK = 1 ÷ 2; z nazivno močjo 6300 kVA ali več XK/RK = 10 ali več. Zato se domneva, da transformatorji visoka moč UK = Ucr, a impedanca ZK = Xk.
Izkušnje kratkega stika.
Ta poskus, tako kot preskus brez obremenitve, se izvaja za določitev parametrov transformatorja. Sestavljeno je vezje (slika 3), v katerem je sekundarno navitje kratkostično s kovinskim mostičkom ali prevodnikom z uporom blizu nič. Napetost Uk se nanese na primarno navitje, pri katerem je tok v njem enak nazivni vrednosti I1nom.
riž. 3. Diagram poskusa kratkega stika transformatorja
Na podlagi merilnih podatkov se določijo naslednji parametri transformatorja.
Napetost kratkega stika
kjer je UK napetost, izmerjena z voltmetrom pri I1, = I1nom. V načinu kratkega stika je UK zelo majhen, zato so izgube brez obremenitve stokrat manjše kot pri nazivna napetost. Tako lahko domnevamo, da je Ppo = 0 in je moč, izmerjena z vatmetrom, izguba moči Ppk, ki jo povzroči aktivni upor navitij transformatorja.
Pri toku I1, = I1nom dobimo nazivne izgube moči za ogrevanje navitij Rpk.nom, ki se imenujejo električne izgube ali izgube kratkega stika.
Iz napetostne enačbe za transformator, kot tudi iz ekvivalentnega vezja (glej sliko 1), dobimo
kjer je ZK impedanca transformatorja.
Kot je znano, je v načinu obremenitve sekundarno navitje transformatorja povezano z uporom sprejemnikov. V sekundarnem krogu se vzpostavi tok, sorazmeren obremenitvi transformatorja. Pri prehranjevanju veliko število sprejemniki pogosto pride do prekinitve izolacije povezovalnih žic. Če žice, ki napajajo sprejemnike, pridejo v stik na mestih, kjer je izolacija poškodovana, se pojavi način, imenovan kratek stik (kratek stik) odseka vezja. Če so priključne žice, ki prihajajo iz navitja, sklenjene nekje na točkah a in b, ki se nahajajo pred sprejemnikom energije (slika 1), bo v sekundarnem navitju transformatorja prišlo do kratkega stika. V tem načinu bo sekundarno navitje v kratkem stiku. Hkrati bo še naprej prejemal energijo iz primarnega navitja in jo vračal sekundarno vezje, ki je zdaj sestavljen le iz navitja in dela povezovalnih žic. 1 - primarno navitje; 2 - sekundarno navitje; 3 - magnetno vezje Slika 1 - Kratek stik na sponkah sekundarnega navitja transformatorja Na prvi pogled se zdi, da se mora transformator v primeru kratkega stika neizogibno zrušiti, saj je upor r 2 navijalnih in povezovalnih žic desetkrat manjši od upora r sprejemnika. Če predpostavimo, da je obremenitveni upor r vsaj 100-krat večji od r 2, mora biti tok kratkega stika I 2k 100-krat večji od toka I 2 pri normalno delovanje transformator. Ker primarni tok poveča tudi 100-krat (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), bodo izgube v navitjih transformatorja močno narasle, in sicer 100 2-krat (I 2 r), to je 10.000-krat. Pod temi pogoji bo temperatura navitij v 1-2 s dosegla 500-600 ° C in hitro bodo izgorela. Poleg tega med delovanjem transformatorja med navitji vedno obstajajo mehanske sile, ki težijo k temu, da navitje premaknejo narazen v radialni in aksialni smeri. Te sile so sorazmerne s produktom tokov I 1 I 2 v navitjih, in če se med kratkim stikom vsak od tokov I 1 in I 2 poveča na primer 100-krat, se bodo sile povečale 10.000-krat. Njihova velikost bi dosegla stotine ton in navitja transformatorja bi se v trenutku zrušila. Vendar se v praksi to ne zgodi. Transformatorji običajno zdržijo kratke stike zelo kratek čas, dokler jih zaščita ne izklopi iz omrežja. Med kratkim stikom se močno pokaže učinek dodatnega upora, ki omejuje tok kratkega stika v navitjih. Ta upor je povezan z magnetnimi uhajajočimi tokovi Ф Р1 in Ф Р2, ki se odcepita od glavnega toka Ф 0 in se zapirata vsak okoli dela ovojev »svojega« navitja 1 ali 2 (slika 2).
1 - primarno navitje; 2 - sekundarno navitje; 3 - skupna os navitij in transformatorske palice; 4 - magnetno vezje; 5 - glavni razpršilni kanal
Slika 2 - Uhajajoči tokovi in koncentrična razporeditev navitij transformatorja Zelo težko je neposredno izmeriti količino sipanja: poti, po katerih se ti tokovi lahko zaprejo, so preveč raznolike. Zato se v praksi uhajanje ocenjuje glede na učinek, ki ga ima na napetost in tokove v navitjih. Očitno je, da se tokovi uhajanja povečujejo z naraščanjem toka, ki teče v navitjih. Očitno je tudi, da med normalnim delovanjem transformatorja uhajajoči tok predstavlja relativno majhen delež glavnega toka Ф 0 . Dejansko je uhajajoči tok povezan le z delom ovojev, glavni tok pa je povezan z vsemi ovoji. Poleg tega je tok uhajanja prisiljen preiti večino poti skozi zrak, katerega magnetna prepustnost je vzeta kot enota, tj. Je stokrat manjša od magnetne prepustnosti jekla, skozi katero je zaprt tok F 0 . Vse to velja tako za normalno delovanje kot za način kratkega stika transformatorja. Ker pa so tokovi uhajanja določeni s tokovi v navitjih, v načinu kratkega stika pa se tokovi povečajo stokrat, se tudi tokovi F p povečajo za enako količino; hkrati pa bistveno presegajo pretok Ф 0. Tokovi uhajanja inducirajo samoindukcijske EMF E p1 in E p2 v navitjih, usmerjene proti toku. Reakcija, na primer, emf E p2 se lahko šteje za nekaj dodatnega upora v tokokrogu sekundarnega navitja, ko je v kratkem stiku. Ta odpornost se imenuje reaktivna. Za sekundarno navitje velja enačba E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p 2). V načinu kratkega stika je U 2 = 0 in enačba se preoblikuje na naslednji način: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K) ali E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kjer je indeks „k ” se nanaša na upore in tokove v načinu kratkega stika; I 2 K x 2 K - induktivni padec napetosti v načinu kratkega stika, enak vrednosti E p 2 K; x 2 K je reaktanca sekundarnega navitja. Izkušnje kažejo, da je upor x 2, odvisno od moči transformatorja, 5-10 krat večji od r 2. Zato v resnici tok I 2 K ne bo 100, ampak le 10-20-krat večji od toka I 2 med normalnim delovanjem transformatorja (zanemarjamo aktivni upor zaradi njegove majhne vrednosti). Posledično se v resnici izgube v navitjih ne bodo povečale za 10.000, ampak le za 100-400-krat; temperatura navitij med kratkim stikom (nekaj sekund) bo komaj dosegla 150-200 ° C in v tem kratkem času v transformatorju ne bo prišlo do resnih poškodb. Tako se lahko transformator zaradi disipacije zaščiti pred tokovi kratkega stika. Vsi obravnavani pojavi se pojavijo med kratkim stikom na sponkah (vhodih) sekundarnega navitja (glej točki a in b na sliki 1). Za večino je to nujna operacija močnostni transformatorji in seveda se ne zgodi vsak dan ali celo vsako leto. Med obratovanjem (15-20 let) ima lahko transformator le nekaj tako hudih kratkih stikov. Mora pa biti zasnovan in izdelan tako, da ga ne uničijo in povzročijo nesreče. Treba si je jasno predstavljati pojave, ki se pojavljajo v transformatorju med kratkim stikom, in zavestno sestaviti najbolj kritične komponente njegove zasnove. V zvezi s tem je eden od najpomembnejše lastnosti transformator - napetost kratkega stika. IZKUŠNJA KRATKOSTIČNEGA TRANSFORMATORJA
Treba je razlikovati med kratkim stikom v delovnih pogojih in izkušnjo kratkega stika.
Kratek stik transformatorja Njegov način se pokliče, ko je sekundarni navit transformatorja v kratkem stiku. V obratovalnih pogojih je kratek stik zasilni način, v katerem se znotraj transformatorja sprosti velika količina toplote, ki ga lahko uniči.
Izkušnje kratkega stika izvedeno pri močno znižani primarni napetosti na majhno vrednost (približno 5-10 % nazivne primarne napetosti). Njegova vrednost je izbrana tako, da je tok I 1 v primarnem navitju enak nazivni vrednosti kljub kratkemu stiku sekundarnega navitja. Z nizom merilnih instrumentov (slika 103) se izkustveno določi napetost U 1k, tok I 1 k in moč P 1 k .
Tok I 2 pri nominalni vrednosti I 1 bo imel tudi nominalno vrednost. ur E 2 v tem poskusu bo zajel le notranji padec napetosti, tj. E 2 K = I 2 z 2 , in pri nazivni obremenitvi
2 = 2 + 2
zato je E 2 k le nekaj odstotkov E 2 . Nizek emf E 2 ustreza majhnemu glavnemu magnetnemu toku. Izgube energije v magnetnem krogu so sorazmerne s kvadratom magnetnega pretoka, zato so pri poskusu kratkega stika nepomembne. Toda v obeh navitjih v tem poskusu imajo tokovi nazivne vrednosti, zato so izgube energije v navitjih enake kot pri nazivni obremenitvi. Posledično se moč P 1k, ki jo transformator prejme iz omrežja med kratkim stikom, porabi za izgube energije v žicah navitij:
P 1K =I 2 1 r 1 +I 2 2 r 2 .
Hkrati se na podlagi napetosti kratkega stika določi padec napetosti v transformatorju pri nazivni obremenitvi (v % primarne napetosti). Zaradi teh razlogov napetost kratkega stika (s kratkostičnim navitjem nizka napetost) vedno označen na plošči transformatorja.
Način kratkega stika
Kot je znano, je v načinu obremenitve sekundarno navitje transformatorja povezano z uporom sprejemnikov. V sekundarnem krogu se vzpostavi tok, sorazmeren obremenitvi transformatorja. Pri napajanju velikega števila sprejemnikov pogosto pride do prekinitve izolacije povezovalnih žic. Če žice, ki napajajo sprejemnike, pridejo v stik na mestih, kjer je izolacija poškodovana, se pojavi način, imenovan kratek stik (kratek stik) odseka vezja. Če so priključne žice, ki prihajajo iz navitja, sklenjene nekje na točkah a in b, ki se nahajajo pred sprejemnikom energije (slika 1), bo v sekundarnem navitju transformatorja prišlo do kratkega stika. V tem načinu bo sekundarno navitje v kratkem stiku. Hkrati bo še naprej prejemal energijo iz primarnega navitja in jo prenašal v sekundarni tokokrog, ki ga sedaj sestavljata le navitje in del priključnih žic. 
1 - primarno navitje; 2 - sekundarno navitje; 3 - magnetno vezje Slika 1 - Kratek stik na sponkah sekundarnega navitja transformatorja Na prvi pogled se zdi, da se mora transformator v primeru kratkega stika neizogibno zrušiti, saj je upor r 2 navijalnih in povezovalnih žic desetkrat manjši od upora r sprejemnika. Če predpostavimo, da je upornost obremenitve r vsaj 100-krat večja od r 2, mora biti tok kratkega stika I 2k med normalnim delovanjem transformatorja 100-krat večji od toka I 2. Ker se tudi primarni tok poveča za 100-krat (I 1 ω 1 = I 2 ω 2), bodo izgube v navitjih transformatorja močno narasle, in sicer 100 2-krat (I 2 r), to je 10.000-krat. Pod temi pogoji bo temperatura navitij v 1-2 s dosegla 500-600 ° C in hitro bodo izgorela. Poleg tega med delovanjem transformatorja med navitji vedno obstajajo mehanske sile, ki težijo k temu, da navitje premaknejo narazen v radialni in aksialni smeri. Te sile so sorazmerne s produktom tokov I 1 I 2 v navitjih, in če se med kratkim stikom vsak od tokov I 1 in I 2 poveča na primer 100-krat, se bodo sile povečale 10.000-krat. Njihova velikost bi dosegla stotine ton in navitja transformatorja bi se v trenutku zrušila. Vendar se v praksi to ne zgodi. Transformatorji običajno zdržijo kratke stike zelo kratek čas, dokler jih zaščita ne izklopi iz omrežja. Med kratkim stikom se močno pokaže učinek dodatnega upora, ki omejuje tok kratkega stika v navitjih. Ta upor je povezan z magnetnimi uhajajočimi tokovi Ф Р1 in Ф Р2, ki se odcepita od glavnega toka Ф 0 in se zapirata vsak okoli dela ovojev »svojega« navitja 1 ali 2 (slika 2). 
1 - primarno navitje; 2 - sekundarno navitje; 3 - skupna os navitij in transformatorske palice; 4 - magnetno vezje; 5 - glavni razpršilni kanal Slika 2 - Uhajajoči tokovi in koncentrična razporeditev navitij transformatorja Zelo težko je neposredno izmeriti količino sipanja: poti, po katerih se ti tokovi lahko zaprejo, so preveč raznolike. Zato se v praksi uhajanje ocenjuje glede na učinek, ki ga ima na napetost in tokove v navitjih. Očitno je, da se tokovi uhajanja povečujejo z naraščanjem toka, ki teče v navitjih. Očitno je tudi, da med normalnim delovanjem transformatorja uhajajoči tok predstavlja relativno majhen delež glavnega toka Ф 0 . Dejansko je uhajajoči tok povezan le z delom ovojev, glavni tok pa je povezan z vsemi ovoji. Poleg tega je tok uhajanja prisiljen preiti večino poti skozi zrak, katerega magnetna prepustnost je vzeta kot enota, tj. Je stokrat manjša od magnetne prepustnosti jekla, skozi katero je zaprt tok F 0 . Vse to velja tako za normalno delovanje kot za način kratkega stika transformatorja. Ker pa so tokovi uhajanja določeni s tokovi v navitjih, v načinu kratkega stika pa se tokovi povečajo stokrat, se tudi tokovi F p povečajo za enako količino; hkrati pa bistveno presegajo pretok Ф 0. Tokovi uhajanja inducirajo samoindukcijske EMF E p1 in E p2 v navitjih, usmerjene proti toku. Reakcija, na primer, emf E p2 se lahko šteje za nekaj dodatnega upora v tokokrogu sekundarnega navitja, ko je v kratkem stiku. Ta odpornost se imenuje reaktivna. Za sekundarno navitje velja enačba E 2 = U 2 + I 2 r 2 + (-E p2). V načinu kratkega stika je U 2 = 0 in enačba se preoblikuje na naslednji način: E 2 = I 2K r 2K + (-E p2K) ali E 2 = I 2K r 2K + I 2K x 2K, kjer je indeks „k ” se nanaša na upore in tokove v načinu kratkega stika; I 2K x 2K - induktivni padec napetosti v načinu kratkega stika, enak vrednosti E p2K; x 2K je reaktanca sekundarnega navitja. Izkušnje kažejo, da je upor x 2, odvisno od moči transformatorja, 5-10 krat večji od r 2. Zato v resnici tok I 2K ne bo 100, ampak le 10-20-krat večji od toka I 2 med normalnim delovanjem transformatorja (zanemarjamo aktivni upor zaradi njegove majhne vrednosti). Posledično se v resnici izgube v navitjih ne bodo povečale za 10.000, ampak le za 100-400-krat; temperatura navitij med kratkim stikom (nekaj sekund) bo komaj dosegla 150-200 ° C in v tem kratkem času v transformatorju ne bo prišlo do resnih poškodb. Tako se lahko transformator zaradi disipacije zaščiti pred tokovi kratkega stika. Vsi obravnavani pojavi se pojavijo med kratkim stikom na sponkah (vhodih) sekundarnega navitja (glej točki a in b na sliki 1). To je zasilni način delovanja večine energetskih transformatorjev in se seveda ne pojavlja vsak dan ali celo vsako leto. Med obratovanjem (15-20 let) ima lahko transformator le nekaj tako hudih kratkih stikov. Mora pa biti zasnovan in izdelan tako, da ga ne uničijo in povzročijo nesreče. Treba si je jasno predstavljati pojave, ki se pojavljajo v transformatorju med kratkim stikom, in zavestno sestaviti najbolj kritične komponente njegove zasnove. Pri tem ima zelo pomembno vlogo ena najpomembnejših lastnosti transformatorja, napetost kratkega stika.
Določanje parametrov transformatorja
Povsem po naključju lahko bralec pade v roke star izhodni transformator, ki sodeč po videz, bi moral imeti dobre lastnosti, vendar ni nobenih informacij o tem, kaj se skriva v njem. Na srečo je mogoče parametre starega izhodnega transformatorja zlahka prepoznati le z digitalnim univerzalnim voltmetrom, saj njihova zasnova vedno sledi strogo določenim pravilom.
Preden začnete s preskusom, morate skicirati diagram vseh zunanjih povezav in mostičkov na transformatorju in jih nato odstraniti. (Uporaba digitalnega fotoaparata v ta namen se je izkazala za zelo uspešno.) Seveda mora imeti primarno navitje sredinski odcep, ki omogoča uporabo transformatorja v potisnem in vlečnem vezju, na tem navitju pa so lahko dodatni odcepi. za zagotavljanje ultra-linearnega delovanja. Praviloma bo upor navitja enosmernega toka, izmerjen z ohmmetrom med skrajnimi točkami navitja, največja vrednost upora med vsemi dobljenimi vrednostmi in se lahko giblje od 100 do 300 ohmov. Če je zaznano navitje s podobno vrednostjo upora, potem lahko v skoraj vseh primerih domnevamo, da sta bila identificirana sponka transformatorja A 1 in A 2, ki ustrezata skrajnim točkam primarnega navitja.
Pri visokokakovostnih transformatorjih je primarno navitje navito simetrično, to pomeni, da je upor med skrajnima priključkoma A 1 in A 2 ter središčem visokonapetostnega navitja vedno enak, zato je naslednji korak določitev priključka za pri čemer bi bil upor med njim in sponkama A 1 in A 2 enak polovici upora med skrajnima točkama primarnega navitja. Vendar cenejši modeli transformatorjev morda niso izdelani tako skrbno, zato upor med obema polovicama navitja morda ni popolnoma enak.
Ker se za izdelavo primarnega navitja transformatorja brez izjeme uporablja žica enakega preseka, se odcep, ki se nahaja na zavoju, predstavlja 20% skupnega števila zavojev med osrednjim visokonapetostni odcep in priključek A 1 ali A 2 (konfiguracija za prevzem polne moči ojačevalnika) bosta imela tudi upor 20 % vrednosti upora med zunanjim priključkom A 1 ali A 2 in osrednjim odcepom primarno navitje. Če bi bil transformator namenjen za ojačevalnik višje kakovosti, bi bila najverjetnejša lokacija tega odcepa zavoj, ki ustreza 47 % upora med temi istimi točkami (konfiguracija ojačevalnika moči, ki zagotavlja minimalno popačenje).
Sekundarno navitje bo najverjetneje imelo tudi sodo število vodnikov ali bo imelo eno pipo. Ne smemo pozabiti, da so bile v času razcveta vakuumskih elektronk impedance zvočnikov bodisi 15 ohmov (zvočniki premium) bodisi 4 ohme, zato so bili izhodni transformatorji optimizirani za te impedance.
Najpogostejša možnost je uporaba dveh enakih delov z uporabo navitij zaporedno za impedance zvočnikov 15 ohmov ali vzporedno za impedance 4 ohmov (dejansko 3,75 ohmov). Če po določitvi primarnega navitja transformatorja najdemo dve navitji z enosmernim uporom približno 0,7 ohmov, potem najverjetneje obstaja standardni vzorec transformatorja.
Pri visokokakovostnih transformatorjih se zgornja ideja še naprej razvija, ko je sekundarno navitje predstavljeno s štirimi enakimi deli. Zaporedno ožičeni se uporabljajo za zaključek bremena 15 ohmov, ko pa so vsi povezani vzporedno, bodo zaključili breme 1 ohm. To ni posledica dejstva, da so bili na voljo 1-ohmski zvočniki (doba nekakovostnih kretnic še ni nastopila), temveč zato, ker je večja stopnja razdelitve navitij omogočila kakovostnejši transformator. Zato bi morali poiskati štiri navitja s približno enakim uporom glede na DC in ima vrednost približno 0,3 Ohma. Upoštevati je treba tudi, da poleg dejstva, da lahko kontaktni upor sonde predstavlja zelo pomemben delež pri meritvah zelo majhnih uporov (zaradi česar je nujno imeti ne le čist, temveč tudi zanesljiv kontakt). ), pa tudi, da običajni 41/A 2-mestni digitalni voltmeter ne zagotavlja zadostne natančnosti pri merjenju tako majhnih vrednosti upora, zato morate pogosto ugibati in domnevati.
Če se po identifikaciji primarnega navitja ugotovi, da so vsa preostala navitja povezana skupaj, potem obstaja sekundarno navitje z odcepi, katerega največja vrednost upora je izmerjena med priključkoma 0 Ohm in (recimo) 16 Ohm. Ob predpostavki, da ni nobenega odcepa navitja, ki bi se ujemal z uporom 8 ohmov, bo najnižji enosmerni upor katerega koli od teh vodnikov odcep 4 ohmov, točka z uporom 0 ohmov pa bo najbližje odcepu 4 ohmov (običajno v sekundarnem navitja z vmesnimi odcepi, običajno uporabljajo debelejšo žico za 4 ohmski odcep). Če je pričakovati prisotnost 8 ohmskega odcepa, je treba odcepe identificirati z merilno metodo pri izmenični tok, ki bo opisano v nadaljevanju.
Če namena nekaterih navitij ni mogoče določiti, potem so najverjetneje namenjeni za povratne informacije, ki lahko delujejo na katode posameznih izhodnih svetilk, ali za organizacijo medstopenjskih povratnih informacij.
V vsakem primeru je njihovo natančnejšo identifikacijo mogoče izvesti kasneje, saj je naslednji korak določitev razmerja transformacije, nato pa na podlagi dobljenih rezultatov določitev impedance primarnega navitja transformatorja.
Pozor. Čeprav naslednje meritve ne bi smele predstavljati varnostne nevarnosti za izhodni transformator, če so izvedene natančno, lahko pride do njih napetosti, ki predstavljajo nevarnost za človeško življenje. Torej, če obstajajo vse vrste Če dvomite o strokovnih izkušnjah, ki so potrebne za izvajanje spodaj opisanih meritev, takoj opustite poskuse njihovega izvajanja.
Izhodni transformatorji cevnih vezij so zasnovani tako, da zmanjšajo napetost od nekaj sto voltov do deset voltov v frekvenčnem območju od 20 Hz do 20 kHz, tako da uporaba omrežne napetosti na sponkah primarnega navitja A 1 in A 2 ne predstavlja nevarnosti za transformator. Pod pogojem, da ste sponki A 1 in A 2 pravilno identificirali, priključite omrežno napetost neposredno na sponki A 1 in A 2 in izmerite napetost na sekundarnem navitju, da določite razmerje transformacije (ali razmerje med številom obratov primarna in sekundarna navitja). Strogo gledano je iz varnostnih razlogov priporočljivo napajati ne omrežno napetost, temveč zmanjšano napetost iz LATR.
Testiranje transformatorja je treba izvesti v naslednjem vrstnem redu:
V napajalni kabel namestite varovalko z najnižjim razpoložljivim tokom varovalke, na primer varovalka 3 A bo zadostovala, vendar bo bolje uporabiti varovalko 1 A;
Priključite tri kratke gibljive žice na napajalni vtič (po možnosti z ozemljitvijo). Iz očitnih razlogov se imenujejo "samomorilske žice" in jih je zato treba hraniti ločene in zaklenjene, ko niso v uporabi;
Prispajkajte pokositreno zanko na konec žice z oznako "ozemljitev" in privijte zanko na kovinsko ohišje transformatorja s posebnimi nazobčanimi podložkami, da zagotovite zelo dober električni stik;
Prispajkajte fazno žico na sponko A 1 in nevtralno (ničelno) žico na sponko A 2;
Prepričajte se, da je položaj vseh povezovalnih skakalcev na sekundarnem pramenu skiciran, nato pa jih odstranite;
Nastavite vrsto merjenja digitalnega voltmetra na "izmenična napetost" in ga priključite na sponke sekundarnega navitja;
Ko se prepričate, da je tehtnica instrumenta v vidnem polju, priključite napajalni vtič v vtičnico. Če se rezultati meritev ne prikažejo takoj na napravi, izvlecite vtič iz vtičnice. Če naprava zazna prisotnost
napetost v sekundarnem navitju, katere vrednost je mogoče določiti, počakajte, da se odčitki naprave stabilizirajo, zapišite rezultat, izklopite omrežno napajanje in izvlecite vtič iz vtičnice;
Preverite vrednost omrežne napetosti, za to priključite digitalni voltmeter na sponki A 1 in A 2 transformatorja in ponovno vključite omrežno napetost. Zapišite odčitke naprave.
Po tem lahko določite koeficient transformacije "N" z uporabo naslednjega preprostega razmerja med napetostmi:
Na prvi pogled se ta postopek ne zdi zelo pomemben, vendar je treba zapomniti, da so impedance sorazmerne s kvadratom transformacijskega razmerja, n 2, torej poznavanje vrednosti n je možno določiti impedanco primarnega navitja, saj je impedanca sekundara že znana.Od vseh številnih žic ima transformator pet žic, za katere se je izkazalo, da so med seboj električno povezane (rezultati so bili pridobljeni pri električni meritve upora so bile izvedene z uporabo digitalni tester). Največja vrednost upora med dvema žicama je 236 ohmov, zato so sponke teh žic lahko označene kot A 1 in A 2. Ko je ena sonda digitalnega testerja ostala priključena na nožico A 1, je bila zaznana druga žica z uporom 110 ohmov. Dobljena vrednost je dovolj blizu vrednosti upora 118 ohmov, da bi bila ta točka lahko izhod iz središčne točke primarnega navitja transformatorja. Zato lahko to navitje prepoznamo kot visokonapetostno navitje transformatorja. Po tem premaknite eno od sond digitalnega testerja na srednji odcep visokonapetostnega navitja in izmerite upor glede na dva preostala vodnika. Vrednost upora za eno sponko je bila 29 Ohmov, za drugo pa 32 Ohmov. Glede na to, da je (29 ohmov: 110 ohmov) = 0,26 in (32 ohmov: 118 ohmov) = 0,27, je varno domnevati, da se ti zatiči uporabljajo kot ultra-linearni odcepi za največjo moč (tj. približno 20 % navitja) . Ena od sponk, za katero ima upor glede na sponko A nižjo vrednost, predstavlja odcep na mrežo 2 žarnic V 1 , g 2 (V1) in druga pipa - na mrežo 2 svetilk V 2 , g 2 (V2) (slika 5.23).
Sekundarno navitje ima samo dva odseka, zato sta najverjetneje namenjena prenašanju obremenitve 4 ohmov. Ta predpostavka je nato potrjena z meritvami upornosti navitij odsekov, za prvo od njih je bilo 0,6 Ohma, za drugo pa 0,8 Ohma, kar sovpada s tipičnimi vrednostmi za navitja, ki so zasnovana za obremenitev 4 Ohm.
riž. 5.23 Identifikacija navitij transformatorja z neznanimi parametri
Pri priključitvi transformatorja na omrežje je bila zabeležena izmenična omrežna napetost 252 V, napetost na sekundarnih navitjih pa 5,60 V. Če nadomestimo dobljene vrednosti v formulo za izračun razmerja transformacije, dobimo:
Impedance navitij se sorazmerno spreminjajo n 2, tako da je razmerje med primarno impedanco in sekundarno impedanco 45 2 = 2025. Ker je bila sekundarna napetost izmerjena na odseku 4 ohmov, mora biti primarna impedanca (2025 x 4 ohmov) = 8100 ohmov. Ta rezultat je povsem sprejemljiv, saj bi lahko meritve z omrežno napetostjo 252 V in frekvenco 50 Hz premaknile delovno točko bližje območju nasičenja, kar je povzročilo napake pri določanju parametrov, zato lahko dobljeno vrednost zaokrožimo na 8 kOhm.
Nato je treba določiti začetek in konec navitij vsakega odseka sekundarnega navitja transformatorja. To se naredi tako, da se med prvim in drugim odsekom poveže samo ena žica, s čimer se navitja odsekov obračajo zaporedno. Po dovajanju napetosti na primarno navitje dobimo dvakratno napetost na sekundarnem navitju v primerjavi s posamezno napetostjo na vsakem. To pomeni, da se napetosti obeh odsekov dopolnjujeta, zato se je izkazalo, da je konec navitja prvega odseka povezan z začetkom navitja drugega, tako da lahko označimo izhod odseka, kjer je povezovalna žica se konča kot "+", drugi konec pa kot "-". Če pa na sekundarnem navitju ni napetosti, bo to pomenilo, da sta navitja v obeh odsekih povezana drug nasproti drugega, tako da sta oba priključka lahko označena kot "+" ali "-".
Po identifikaciji vseh odsekov z enakimi karakteristikami in zanje določenih izhodiščih navitij se lahko izmerijo napetosti na vseh preostalih navitjih in zanje določijo transformacijska razmerja bodisi glede na primarno navitje oz. glede na sekundarno, odvisno od tega, katera metoda bo bolj priročna. Od te točke naprej je najprimerneje uporabiti vezje s kratkimi opombami, na primer dvakratno povečanje napetosti sekundarnega navitja je zelo pomembno, saj lahko to dejstvo pomeni bodisi prisotnost odseka s pipo iz srednja točka ali odcepi 4 ohmov in 16 ohmov.
Glavni razlogi za okvaro transformatorjev na avdiofrekvenčni poti
Transformatorji so med elektronskimi komponentami z največ dolgoročno delovna doba, ki doseže 40 let ali več. Vendar včasih lahko spodletijo. Navitja transformatorja so izdelana iz žice, ki lahko odpove, če skozi njo tečejo previsoki tokovi, izolacija žice pa se lahko predre, če napetosti na navitjih presežejo dovoljene vrednosti.
Najpogostejši primer okvare izhodnih transformatorjev je, ko mora ojačevalnik delovati v načinu preobremenitve. To se lahko zgodi v ojačevalniku push-pull, ko je ena izhodna cev popolnoma onemogočena (na primer okvara), druga pa deluje z očitno preobremenitvijo. Induktivnost uhajanja tiste polovice transformatorja, ki bi morala prenesti tok izklopljene svetilke, teži k ohranjanju toka te polovice navitja nespremenjenega, kar povzroči pojav znatnih prenapetosti v primarnem navitju (predvsem zaradi samoindukcijska emf), kar vodi do razpada izolacije med zavoji. Za proces spreminjanja napetosti na induktivnem navitju skozi čas je značilna naslednja diferencialna enačba:
Ker ko tok prekine, se njegova odvodnja nagiba v neskončnost di/dt ≈ ∞, nastala samoindukcijska EMF razvije napetost na polovičnem navitju v vezju okvarjene svetilke, ki znatno presega vrednost visokonapetostnega vira energije, ki lahko zlahka prebije izolacijo med zavoji.
Tudi razpad izolacije lahko povzročijo nepravilni pogoji delovanja opreme. torej. če na primer v transformator prodre vlaga, postane izolacija (ki se najpogosteje uporablja kot specialni papir) bolj prevodna, kar bistveno poveča verjetnost njene okvare.
Obstaja tudi nevarnost okvare izhodnega transformatorja, če ojačevalnik poganjajo zvočniki, katerih impedanca je bistveno nižja od zahtevane. V tem primeru so lahko pri visokih ravneh glasnosti tokovi, ki tečejo skozi navitja transformatorja, znatno preseženi.
Druga specifična težava se v nekaterih primerih pojavi pri ne preveč kakovostnih ojačevalnikih, na primer tistih, ki so bili včasih pogosto uporabljeni za električne kitare. Ker je stopnja naraščanja toka med preobremenitvijo zelo visoka in kakovost izhodnega transformatorja, ki se uporablja v ojačevalnikih za električno kitaro, običajno ni zelo dobra, lahko visoke vrednosti induktivnosti uhajanja povzročijo tako visoke vrednosti napetost (samoindukcijska emf) na navitjih, kar ne izključuje pojava zunanjega električnega obloka. Še več, sam transformator bi lahko bil zasnovan tako, da bi varno prenesel takšno nenamerno prenapetost. Napetost, ki je potrebna za sprožitev električnega obloka, je do neke mere odvisna od stopnje kontaminacije poti, po kateri se razvije, zato kontaminacija (zlasti prevodna) zmanjša to napetost obloka. Zato ogljični odtisi, ki so ostali od prejšnjih procesov obloka, nedvomno povzročijo zmanjšanje napetosti, ki je potrebna za nastanek novega procesa obloka.
Vsi transformatorji delujejo v dveh glavnih načinih: pod obremenitvijo in pri prosti tek. Vendar pa je znan drug način delovanja, pri katerem se mehanske sile in uhajalni tok v navitjih močno povečajo. Ta način se imenuje kratek stik transformatorja. Ta situacija se zgodi, ko primarno navitje prejme moč in se sekundarno navitje zapre na svojih vhodih. Med kratkim stikom se pojavi reaktanca, medtem ko tok še naprej teče v sekundarno navitje iz primara.
Nato se tok daje potrošniku, ki je sekundarno navitje. Tako se pojavi proces kratkega stika transformatorja.
Bistvo kratkega stika
V zaprtem odseku nastane upor, katerega vrednost je veliko manjša od upora obremenitve. Primarni in sekundarni tokovi, ki lahko v trenutku zažge navitja in popolnoma uniči transformator. Vendar se to ne zgodi in zaščita ga uspe izklopiti iz omrežja. To je posledica dejstva, da povečana disipacija in polja transformatorja bistveno zmanjšajo vpliv tokov kratkega stika in tudi zaščitijo navitje pred elektrodinamičnimi in toplotnimi obremenitvami. Zato tudi če pride do izgub v navitjih, preprosto nimajo časa, da bi negativno vplivali.
Opozorilo na kratek stik
Pri normalnem delovanju transformatorja je vrednost elektrodinamičnih sil minimalna. V tem času se tokovi in sile desetkrat povečajo, kar ustvarja resno nevarnost. Zaradi tega se lahko navitja deformirajo, njihova stabilnost se izgubi, tuljave se upognejo in tesnila se pod vplivom aksialnih sil zmečkajo.
Da bi zmanjšali elektrodinamične sile, so navitja med montažo aksialno stisnjena. Ta operacija se izvaja večkrat: najprej, ko so navitja nameščena in so nameščeni zgornji nosilci, nato pa po sušenju aktivnega dela. Druga operacija je še posebej pomembna za zmanjšanje sil, saj se lahko v primeru slabega stiskanja pod delovanjem zapirala tuljava premakne ali uniči. Resno nevarnost predstavlja sovpadanje lastne resonance tuljave s frekvenco, ki je prisotna v elektrodinamični sili. Resonanca lahko povzroči sile, ki med normalnim delovanjem sploh niso nevarne.
Za izboljšanje kakovosti transformatorja je treba med montažo takoj odpraviti morebitno krčenje izolacije, izravnati vse višine in zagotoviti kakovostno stiskanje. Ob izpolnjevanju potrebnih tehnološki procesi, lahko kratek stik transformatorja brez resnih posledic.