Как проверить трансформатор мультиметром – диагностика неисправностей

Трансформаторы применяются практически во всех электроприборах, как промышленных, так и бытовых.

Оставим за рамками статьи трансформаторы, используемые энергетическими компаниями, и рассмотрим устройства преобразования напряжения, применяемые в блоках питания домашних электроприборов.

Как работает трансформатор, и для чего он нужен?

трансформатор
Трансформатор относится к элементарным электротехническим устройствам. Принцип его работы основан на возбуждении магнитного поля и двустороннем его преобразовании.

Важно! Индуцировать магнитное поле на сердечнике можно только с помощью переменного тока. Поэтому трансформаторов, работающих на постоянном токе, не существует. При необходимости преобразовать постоянное напряжение, его сначала делают переменным или импульсным. Например, с помощью задающих генераторов.

На единый магнитный сердечник наматывается первичная обмотка, на которую подается переменное напряжение с первичными характеристиками. На остальных обмотках, намотанных на тот же сердечник, индуцируется переменное напряжение. Разница в количестве витков в отношении к первичке, определяет коэффициент передачи.

Как рассчитать обмотку трансформатора?

Например, первичка состоит из 2200 витков и на нее подается 220 вольт переменного напряжения. На каждые 10 витков такого трансформатора приходится 1 вольт. Соответственно, для получения требуемого значения напряжения на вторичных обмотках, необходимо умножить его на 10, и мы получим количество витков вторички.

Чтобы получить 24 вольта, нам необходимо 240 витков вторичной обмотки. Если требуется с одного трансформатора снимать несколько значений, можно намотать несколько обмоток.
Как проверить трансформатор и определить его обмотки?

Конец одной обмотки часто соединяют с началом следующей. Например, мы имеем две вторички на 240 и на 200 витков, соединенных последовательно. Тогда на I обмотке будет 24 вольта, на II – 20 вольт. А если снять напряжение с крайних выводов – получится 44 вольта.
схема работы трансформатора
Следующее значение – максимальная мощность нагрузки. Это неизменная величина. Если первичка рассчитана на мощность 220Вт, значит, через нее можно пропустить ток 1А. Соответственно, при напряжении 20 вольт на вторичной обмотке, рабочий ток может достигать 11А.

Исходя из требуемой мощности, рассчитывается сечение магнитопровода (сердечника) и сечение проводника, из которого наматываются обмотки.

Чтобы понять принцип расчета магнитопровода, взгляните на приложенную таблицу:
таблица характеристик трансформатора
Это типовой расчет для Ш образного сердечника, применяемого в большинстве бытовых трансформаторов. Магнитопровод набирается из пластин, выполненных из электротехнической стали или сплавов на основе железа с добавлением никеля. Такой материал отлично справляется с удержанием стабильного магнитного поля.
пластины магнитопровода

Какие бывают трансформаторы?

Существует множество конфигураций магнитопровода. В зависимости от конструкции, применяются различные материалы: например – феррит.
конструкция трансформатора
Форма магнитопровода подбирается исходя из удобства размещения трансформатора в электроприборе. Материал и конфигурация сердечника влияет на расчетную мощность преобразователя. Также необходимо подбирать тип сердечника в зависимости от частоты преобразуемого тока.

Взаимное расположение обмоток не имеет принципиального значения. Витки первичной и вторичной обмоток могут располагаться как на одном сердечнике (внахлест), так и на разных. Главное – чтобы магнитопровод был замкнутым.

Важно! Направление витков не влияет на мощность и КПД трансформатора. Обмотки можно наматывать как в одну сторону, так и навстречу друг другу. Единственное ограничение – если создается несколько вторичек с общим концом-началом, витки должны располагаться одинаково по отношению друг к другу.

Как определить обмотки трансформатора?

Если вам достался готовый трансформатор без технической документации и данных на корпусе, перед использованием надо определить, где первичная, а где вторичные обмотки. С помощью мультиметра определяем провод с наибольшим сопротивлением. Это и есть первичка. К ней подсоединяется входной питающий провод 220 вольт.

Совет! Первичную обмотку, как правило, можно определить визуально. Это самый тонкий проводник.

Таким же способом можно прозвонить трансформатор. Если мультиметр не показывает сопротивления – значит, обмотка оборвана (перегорела).

Чтобы не «спалить» первичку высоким током на холостом ходу, можно последовательно соединить обычную лампу накаливания. Параллельно лампе устанавливаем шунтирующий выключатель.

Подключив неизвестный трансформатор к сети, необходимо дать ему поработать с лампой, затем отключить, и проверить нагрев обмотки. Если температура нормальная – замыкаем шунтирующий выключатель и подаем питание напрямую.
схема прозвонки трансформатора
Мультиметр выставляем в режим измерения переменного напряжения, предел измерений – 500 вольт. Производим замер напряжения на вторичных обмотках, фиксируем значения. Затем устанавливаем ближайший к максимальному значению предел, и производим более точные замеры.

Напряжение короткого замыкания трансформатора – для чего его нужно знать?

При создании трансформатора, в теории рассчитываются все параметры, включая номинальный ток. Затем необходимо провести тестовые испытания (опыт короткого замыкания), для расчета защиты от возгорания при превышении рабочих токов.

Для этого проводится короткое замыкание вторичной обмотки трансформатора. Контакты замыкаются проводником с нулевым сопротивлением. На первичной обмотке собирается цепь из амперметра и ваттметра. Параллельно подключается вольтметр.
схема короткого замыкания трансформатора
Регулируя входное напряжение, снимаются показания со всех приборов, и составляется векторный график напряжения короткого замыкания.
векторный график напряжения короткого замыкания
На практике подобные измерения проводятся лишь на предприятиях, производящих электроустановки.
Подробное видео о том как проверить трансформатор, как прозвонить обмотки мультиметром

Ссылка на основную публикацию