Расчет обмоток трансформатора и его сердечника. Простые советы о том, как проверить трансформатор мультиметром на работоспособность Как определить какой трансформатор
Трансформатор является простым электротехническим устройством и служит для преобразования напряжения и тока. На общем магнитном сердечнике наматываются входная и одна или несколько выходных обмоток. Подаваемое на первичную обмотку переменное напряжение индуцирует магнитное поле, которое вызывает появление переменного напряжения такой же частоты во вторичных обмотках. В зависимости от соотношения числа витков изменяется коэффициент передачи.
Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его , где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.
Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.
Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв.
На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.
Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.
Межвитковое замыкание трансформатора: как определить
Еще один распространенный дефект трансформаторов – межвитковое замыкание, распознать его лишь с помощью мультиметра практически невозможно. Тут могут помочь внимательность, острое зрение и обоняние. Проволока изолируется только за счет своего лакового покрытия, при пробое изоляции между соседними витками сопротивление все равно остается, что приводит к местному нагреву. При визуальном осмотре на исправном трансформаторе не должно быть почернений, потеков или вздутия заливки, обугливания бумаги, запаха гари.
В случае, если тип трансформатора определен, то по справочнику можно узнать сопротивление его обмоток. Для этого используем мультиметр в режиме мегомметра. После измерения сопротивления изоляции обмоток трансформатора сравниваем со справочным: отличия более чем в 50% указывают на неисправность обмотки. Если сопротивление обмоток трансформатора не указано, то всегда приводится количество витков, и тип провода и теоретически, при желании, его можно вычислить.
Можно ли проверить бытовые понижающие трансформаторы?
Можно попробовать проверить мультиметром и распространенные классические понижающие трансформаторы, используемые в блоках питания для различных устройств с входным напряжением 220 вольт и выходным постоянным от 5 до 30 вольт. Осторожно, исключив возможность коснуться оголенных проводов, подается на первичную обмотку 220 вольт.
При появлении запаха, дыма, треска выключить надо сразу, эксперимент неудачен, первичная обмотка неисправна.
Если все нормально, то прикасаясь только щупами тестера, измеряется напряжение на вторичных обмотках. Отличие от ожидаемых более чем на 20% в меньшую сторону говорит о неисправности этой обмотки.
Для сварки в домашних условиях необходим функциональный и производительный аппарат, приобретение которого сейчас слишком дорогое удовольствие. Собрать из подручных материалов вполне возможно, предварительно изучив соответствующую схему.
Что такое солнечные батареи и как с их помощью создать систему домашнего энергоснабжения, расскажет на эту тему.
Может помочь мультиметр и в случае, если имеется такой же, но заведомо исправный трансформатор. Сравниваются сопротивления обмоток, разброс менее 20% является нормой, но надо помнить, что для значений меньше 10 Ом не каждый тестер сможет дать верные показания.
Мультиметр сделал все, что мог. Для дальнейшей проверки понадобятся уже и осциллограф.
Подробная инструкция: как проверить трансформатор мультиметром на видео
Проверьте трансформатор визуально. Зачастую причиной поломки трансформатора является перегрев его внутренней обмотки. Если корпус трансформатора вздут или на нем видны следы пригара, не проверяйте его далее.
Определите обмотки трансформатора. На нем должны быть ясно читаемые метки. Тем не менее, всегда полезно иметь схему цепи, содержащей ваш трансформатор, чтобы выяснить, каким образом он подключен. Схему цепи можно найти в документации к изделию или на интернет-сайте производителя.
Определите вход и выход трансформатора. Первая электрическая цепь, генерирующая магнитное поле, подсоединяется к его первичной обмотке. Напряжение, подаваемое на эту обмотку, должно быть отмечено на самом трансформаторе, и его можно найти на схеме. Вторая цепь, принимающая энергию магнитного поля, подсоединяется к вторичной обмотке трансформатора. Создаваемое в этой цепи напряжение также должно быть отмечено на самом трансформаторе и на схеме.
Определите фильтрацию на выходе. Часто к вторичной обмотке трансформатора подсоединяют конденсаторы и диоды, чтобы перевести на выходе переменную мощность в постоянную. Подобная фильтрация и изменение формы сигнала не отражены на метке трансформатора. Они должны быть указаны на прилагаемой к нему схеме.
Приготовьтесь к измерению напряжения в сетях. Если необходимо, удалите крышки и панели, прикрывающие доступ к сети, содержащей трансформатор. Для измерений запаситесь цифровым мультиметром (тестером). Такой тестер можно купить в магазине электротоваров или хозяйственных товаров.
Определите вход трансформатора. Подключите входную цепь к источнику. Используя тестер в режиме AC (переменный ток), измерьте напряжение на первичной обмотке. Если оно более чем на 80 процентов ниже ожидаемой величины, может быть неисправной либо сеть первичной обмотки, либо трансформатор. В этом случае отсоедините первичную обмотку от входного контура. Если после этого напряжение на входе (но не на отключенной первичной обмотке) поднялось до ожидаемого значения, значит, неисправна первичная обмотка трансформатора. Если же напряжение не поднялось, то неисправность заключается не в трансформаторе, а во входном контуре.
Измерьте напряжение на выходе трансформатора. Если вы определили, что на выходе нет фильтрования или преобразования сигнала, выходящего со вторичной обмотки, воспользуйтесь режимом AC тестера. Если же фильтрование и преобразование сигнала есть, переключите тестер в режим DC. Если тестер не показывает ожидаемое напряжение на выходе, поврежден либо трансформатор, либо блок фильтрации и преобразования сигнала. Проверьте все составляющие этого блока отдельно. Если все они окажутся в порядке, значит, неисправен трансформатор.
Основным элементом источника питания цифровых приборов является устройство преобразования тока и напряжения. Поэтому при поломке оборудования часто подозрение падает именно на него. Проще всего проверить импульсный трансформатор мультиметром. Существуют несколько способов измерений. Какой выбрать - зависит от ситуации и предполагаемых повреждений. При этом самостоятельно выполнить проверку любым из них совсем несложно.
Конструкция преобразователя
Перед тем как приступить непосредственно к проверке импульсного трансформатора (ИТ), желательно знать, как он устроен, понимать принцип действия и различать существующие виды. Такое импульсное устройство используется не только как часть блока питания, его задействуют при построении защиты от короткого замыкания в режиме холостого хода и в качестве стабилизирующего элемента.
Импульсный трансформатор используется для преобразования величины тока и напряжения без изменения их формы. То есть он может изменить амплитуду и полярность различного рода импульса, согласовать между собой различные электронные каскады, создать надёжную и устойчивую обратную связь. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является сохранение формы импульса.
Магнитопровод в трансформаторе выполняется из пластин электротехнической стали, кроме тороидальной формы, в которой он сделан из рулонного или ферромагнитного материала. Каркасы катушек размещаются на изоляторах, а провода используются только медные. Толщина пластин подбирается в зависимости от частоты.
Расположение обмоток может быть выполнено спиральным, коническим и цилиндрическим видом. Особенностью первого типа является использование не проволоки, а широкой тонкой фольгированной ленты. Второго - выполняются с различной толщиной изоляции, влияющей на напряжение между первичной и вторичной обмотки. Третьего же типа представляют собой конструкции с намотанной проволокой на стержень по спирали.
Принцип работы устройства
Принцип действия ИТ основан на возникновении электромагнитной индукции. Так, если на первичную обмотку подать напряжение, то по ней начнёт протекать переменный ток. Его появление приведёт к возникновению непостоянного по своей величине магнитного потока. Таким образом, эта катушка является своего рода источником магнитного поля. Этот поток по короткозамкнутому сердечнику передаётся на вторичную обмотку, индуцируя на ней электродвижущую силу (ЭДС).
Величина напряжения на выходе зависит от отношения числа витков между первичной обмоткой и вторичной, а от сечения используемого провода зависит максимальная сила тока. При подключении к выходу мощной нагрузки увеличивается потребление тока, что при малом сечении проволоки приводит трансформатор к перегреву, повреждению изоляции и перегоранию.
Работа ИТ зависит также от частоты сигнала, который подаётся на первичную обмотку. Чем выше будет эта частота, тем меньшие потери будут происходить при трансформации энергии. Поэтому при высокой скорости подаваемых импульсов размеры устройства могут быть меньшими. Достигается это работой магнитопровода в режиме насыщения, а для снижения остаточной индукции используется небольшой воздушный зазор. Этот принцип и используется при построении ИТ, на который подаётся сигнал с длительностью всего в несколько микросекунд.
Подготовка и проверка
Для проверки на работоспособность импульсного трансформатора можно использовать как аналоговый мультиметр, так и цифровой. Применение второго предпочтительней из-за удобства его использования. Суть подготовки цифрового тестера сводится к проверке элемента питания и измерительных проводов. В то же время прибор стрелочного типа в дополнение к этому ещё дополнительно подстраивается.
Настройка аналогового прибора происходит путём переключения режима работы в область измерения минимально возможного сопротивления. После в гнёзда тестера вставляются два провода и перемыкаются накоротко. Специальной построечной ручкой положение стрелки устанавливается напротив нуля. Если же стрелку выставить в ноль не удаётся, то это свидетельствует о разрядившихся элементах питания, которые необходимо будет заменить.
С цифровым мультиметром проще. В его конструкции используется анализатор, который следит за состоянием батареи и при ухудшении её параметров выводит на экран тестера сообщение о необходимой её замене.
При проверке параметров трансформатора используется два принципиально разных подхода. Первый заключается в оценке исправности непосредственно в схеме, а второй - автономно от неё. Но важно понимать, что если ИТ не выпаять из схемы, или хотя бы не отсоединить ряд выводов, то погрешность измерения может быть очень большой. Связано это с другими радиоэлементами, шунтирующими вход и выход устройства.
Порядок выявления дефектов
Важным этапом проверки трансформатора мультиметром является определение обмоток. При этом их направление существенной роли не играет. Сделать это можно по маркировке, нанесённой на устройство. Обычно на трансформаторе указывается определённый код.
В отдельных случаях на ИТ может быть нанесена схема расположения обмоток или даже подписаны их выводы. Если же трансформатор установлен в прибор, то в нахождении распиновки поможет принципиальная электрическая схема или спецификация. Также часто обозначения обмоток, а именно напряжения и общий вывод, подписываются на самом текстолите платы возле разъёмов, к которым подключается устройство.
После того как выводы определены, можно приступать непосредственно к проверке трансформатора. Перечень неисправностей, которые могут возникнуть в устройстве, ограничен четырьмя пунктами:
- повреждение сердечника;
- отгоревший контакт;
- пробой изоляции, приводящий к межвитковому или корпусному замыканию;
- разрыв проволоки.
Последовательность проверки сводится к первоначальному внешнему осмотру трансформатора. Он внимательно проверяется на почернения, сколы, а также запах. Если явных повреждений не выявлено, то переходят к измерению мультиметром.
Для проверки целостности обмоток лучше всего использовать цифровой тестер, но можно исследовать их и с помощью стрелочного. В первом случае используется режим прозвонки диодов, обозначенный на мультиметре символом -|>| --))). Для определения обрыва к цифровому прибору подключаются измерительные провода. Один вставляется в разъёмы, обозначенные V/Ω, а второй - в COM. Галетный переключатель переводится в область прозвонки. Измерительными щупами последовательно дотрагиваются до каждой обмотки, красным - к одному её выводу, а чёрным - к другому. При её целостности мультиметр запищит.
Аналоговым тестером проверка выполняется в режиме замера сопротивлений. Для этого на тестере выбирается наименьший диапазон измерения сопротивлений. Это может быть реализовано через кнопки или переключатель. Щупами прибора, так же как и в случае с цифровым мультиметром, дотрагиваются до начала и конца обмотки. При её повреждении стрелка останется на месте и не отклонится.
Таким же образом происходит проверка на короткое замыкание. Возникнуть КЗ может из-за пробоя изоляции. В результате сопротивление обмотки уменьшится, что приведёт к перераспределению в устройстве магнитного потока. Для проведения тестирования мультиметр переключается в режим проверки сопротивления. Дотрагиваясь щупами до обмоток, смотрят результат на цифровом дисплее или на шкале (отклонение стрелки). Этот результат не должен быть менее 10 Ом.
Чтобы убедиться в отсутствии КЗ на магнитопровод, одним щупом прикасаются к «железу» трансформатора, а вторым - последовательно к каждой обмотке. Отклонения стрелки или появления звукового сигнала быть не должно. Стоит отметить, что прозвонить тестером межвитковое замыкание можно только в приближённом виде, так как погрешность прибора довольно высока.
Измерения напряжения и тока
При подозрении на неисправность трансформатора тестирование можно провести, и не отключая его полностью от схемы. Такой метод проверки называется прямым, но связан с риском получить удар электрическим током. Суть действий в измерении тока заключается в выполнении следующих этапов:
- из схемы выпаивается одна из ножек вторичной обмотки;
- провод чёрного цвета вставляется в гнездо мультиметра COM, а красного - подключается к разъёму, обозначенному буквой А;
- переключатель устройства переводится в положение, соответствующее зоне ACA.
- щупом, подключённым к красному проводу, касаются свободной ножки, а к чёрному - места, к которому она была припаяна.
При подаче напряжения, если трансформатор работоспособный, через него начнёт протекать ток, значение которого и можно будет увидеть на экране тестера. Если ИТ имеет несколько вторичных обмоток, то сила тока проверяется на каждой из них.
Измерение же напряжения заключается в следующем. Схема с установленным трансформатором подключается к источнику питания, а затем тестер переключается на область ACV (переменный сигнал). Штекеры проводов вставляются в гнёзда V/Ω и COM и прикасаются к началу и концу обмотки. Если ИТ исправен, то на экране отобразится результат.
Снятие характеристики
Чтобы иметь возможность проверить трансформатор мультиметром таким методом, необходима его вольт-амперная характеристика. Этот график отображает зависимость между разностью потенциалов на выводах вторичных обмоток и силы тока, приводящей к их намагничиванию.
Суть метода лежит в следующем: трансформатор извлекается из схемы, на его вторичную обмотку с помощью генератора подаются импульсы разной величины. Подводимой на катушку мощности должно быть достаточно для насыщения магнитопровода. Каждый раз при изменении импульса измеряется сила тока в катушке и напряжение на выходе источника, а магнитопровод размагничивается. Для этого после снятия напряжения ток в обмотке увеличивается за несколько подходов, после чего снижается до нуля.
По мере снятия ВАХ её реальная характеристика сравнивается с эталонной. Снижение её крутизны свидетельствует o появление в трансформаторе межвиткового замыкания. Важно отметить, что для построения вольт-амперной характеристики необходимо использовать мультиметр с электродинамической головкой (стрелочный).
Таким образом, используя обычный мультиметр, можно с большой долей вероятности определить работоспособность ИТ , но для этого лучше всего выполнить комплекс измерений. Хотя для правильной интерпретации результата, следует понимать принцип работы устройства и представлять, какие процессы происходят в нём, но в принципе для успешного измерения достаточно лишь уметь переключать прибор в разные режимы.
Прежде чем подключать трансформатор к сети,нужно определить первичную обмотку трансформатора, прозвонить его первичные и вторичные обмотки омметром.
несколько первичных обмотокУ понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.
Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.
В двух каркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.
защищен предохранителем
При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном , предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.
Видео: Простой способ диагностики силового трансформатор
Когда неизвестен тип силового трансформатора, тем более мы не знаем его паспортных данных, на помощь приходит обыкновенный стрелочный тестер и не хитрое приспособление в лице лампы накаливания.
Как подобрать предохранитель для трансформатора
Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:
I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),
P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),
U – напряжение сети (~220 Вольт).
35 / 220 = 0,16 Ампер
Ближайшее значение – 0,25 Ампер.
определение первичного напряжения трансформатора
Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.
При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.
| Мощность (Вт) | Ток ХХ (мА) |
| 5 — 10 | 10 — 200 |
| 10 -50 | 20 — 100 |
| 50 — 150 | 50 — 300 |
| 150 — 300 | 100 — 500 |
| 300 — 1000 | 200 — 1000 |
Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.
Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.
Схема подключения, при определения количества витков на вольт.
Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН,
ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать
трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?
Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор
от старого телевизора, к примеру, трансформатор и ему подобные.
Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока , но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.
Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?
Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток —
амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся,
диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным
проводом в изоляции.
Формула для расчета витков трансформатора
50/S
Сопутствующие формулы:
P=U2*I2 (мощность трансформатора)
Sсерд(см2)= √ P(ва) N=50/S
I1(a)=P/220 (ток первичной обмотки)
W1=220*N (количество витков первичной обмотки)
W2=U*N (количество витков вторичной обмотки)
D1=0,02*√i1(ma) D2=0,02*√i2(ma)
K=Sокна/(W1*s1+W2*s2)
50/S
— это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо
витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая
трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное
пространство (щель).
Подключаем лабораторный автотрансформатор к
первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем
контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала
появления тока холостого хода.
Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно
«жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности
передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие
броски тока нагрузки при высоком напряжении (2500 -3000 в), например,
тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от
максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив
полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем
расчет количества витков на вольт.
Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.
Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.
Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать
вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв
подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из
полученных измерений.
Перед тем как выполнять , треугольник, зигзаг, всегда приходится решать две задачи: определять, какие выводы принадлежат той или иной обмотке; определять, какой из них является , какой концом.
Определение принадлежности выводов к одной обмотке
На рисунке 1, а условно изображены обмотки трехфазного электродвигателя, выведенные на зажимы щитка 1 . На щитке может не оказаться надписей, например 1Н , 2Н , 3Н (начала) и 1К , 2К и 3К (концы), а если надписи и есть, то, во всяком случае, полезно убедиться в том, что они правильны.
Рисунок 1. Определение трехфазного двигателя.
Для этого вначале проверяют изоляцию каждого вывода относительно земли (рисунок 1, а ), пользуясь мегаомметром 2 . Один провод 3 от мегаомметра заземляют (присоединяют к корпусу электродвигателя), другой 4 поочередно присоединяют к каждому из шести зажимов щитка и, вращая рукоятку мегаомметра, убеждаются в исправности изоляции.
Затем провод 3 присоединяют к одному из выводов на щитке, например к выводу 2К (рисунок 1, б ), и, вращая рукоятку мегаомметра, поочередно прикасаются к остальным пяти зажимам проводом 4 . В нашем примере на зажимах 1Н , 3Н , 1К и 3К мегаомметр покажет "изоляцию" и только в одном случае, а именно при присоединении к зажиму 2Н ,– "короткое". Отсюда следует, что зажимы 2К и 2Н принадлежат одной и той же обмотке. Так проверяют каждый вывод относительно всех остальных, и в итоге должны обнаружиться три пары зажимов, принадлежащих соответствующим обмоткам.
Если начала и выводятся на щиток электродвигателя, то расположение зажимов таково, что при установке вертикальных перемычек (рисунок 1, в ) получается . Если установить перемычки горизонтально (рисунок 1, г ), электродвигатель будет соединен в звезду.
Если сопротивление обмоток невелико, то аналогичную проверку можно выполнить с помощью лампочки и батарейки, тестера, звонка, от сети через лампочку и тому подобного.
Предупреждение. Нужно иметь в виду следующее: а) обмотки электрических машин обладают большой индуктивностью, поэтому при испытании их даже от батарейки при ее отсоединении от обмотки может возникнуть импульс в несколько десятков вольт; б) обмотки имеют общий магнитопровод, то есть представляют собой своеобразный трансформатор. Значит, при работе с одной обмоткой не исключено появление напряжения на выводах других обмоток. При испытании это будут импульсы, которые возникнут при включении и отключении, при испытании – напряжение переменного тока. Одним словом, прикасаясь к зажимам, нужно провод держать за изоляцию.
Определение выводов трансформаторов
Определять принадлежность выводов у нужно с помощью мегаомметра или другого источника постоянного тока. Переменный ток для этих целей применять ОПАСНО . Почему? Потому что первичные и вторичные обмотки трансформаторов имеют разные числа витков, из-за чего в процессе испытания на выводах трансформатора может появиться опасное напряжение. Пусть, например, испытывается трансформатор на напряжение 6600 / 220 В, которого равен 30 (6600 / 220 = 30). Допустим, на вторичную обмотку через лампочку подано 40 В. На выводах первичной обмотки при этом окажется 40 × 30 = 1200 В.
Обмотки могут навиваться в двух направлениях: по часовой стрелке и против часовой стрелки 1 . Как они фактически навиты, не видно, но тем не менее при помощи простого опыта легко определить, какие выводы являются их началами, какие – концами.
Допустим, что обмотки навиты в одном, безразлично каком, направлении (рисунок 2, а ). Переменный Ф индуктирует в каждой из них электродвижущие силы (э. д. с.) E 1 и E 2 , пропорциональные соответственно числам витков. Так как направление намотки одинаково, то нетрудно себе представить, что одна обмотка как бы является продолжением другой и, стало быть, в каждый момент направления э. д. с. в них совпадают. Это значит, что верхние их выводы A и a или нижние X и x имеют потенциал одного и того же знака – положительный или отрицательный, что и обозначено на рисунке 2, а знаками + и –.
Рисунок 2. Определение взаимного направления намотки двух обмоток, расположенных на одном стержне.
Ясно, что при различном направлении намотки (рисунок 2, б ) направления э. д. с. E 1 и E 2 прямо противоположны, то есть сдвинуты на 180°.
Отсюда следует практический вывод. Чтобы определить взаимное направление намотки двух обмоток, их соединяют между собой как показано на рисунке 2, в , а к свободным концам подводят переменное напряжение. Для предотвращения чрезмерно большого тока в схему введено добавочное сопротивление R . Измеряют общее напряжение U Aa между выводами A и a , напряжение U AX на одной обмотке и напряжение на другой обмотке U ax и сравнивают их.
Если U Aa равно разности U AX и U ax , то обмотки навиты в одном направлении в их э. д. с. изображаются на рисунке 2, г , например U Aa = 40 В, U AX = 100 В, U ax = 60 В.
Если U Aa равно сумме U AX н U ax , то обмотки навиты в разных направлениях, например U AX = 100 В; U ax = 60 В; U Aa = 160 В. Векторная диаграмма дана на рисунке 2, д .
Обращается внимание на необходимость подводить напряжение к свободным выводам обеих обмоток (A и a , если X и x соединены; X и x , если A и a соединены; A и X , если a и x соединены; a и x , если A и X соединены и так далее) и на недопустимость подводить напряжение только к одной обмотке 2 . Почему? Потому что, подводя напряжение к одной обмотке, мы рискуем получить на других обмотках высокое напряжение. Рассмотрим пример. На рисунке 3 показано распределение напряжений при определении направления обмоток трансформатора с обмоткой низшего напряжения из 50 витков и с обмоткой высшего напряжения из 1500 витков.
Если напряжение 100 В подведено к свободным выводам, а обмотки навиты в одном направлении (рисунок 3, а ), то при испытании напряжения будут равны примерно 3,3; 96,7 и 100 В. Если обмотки навиты в разных направлениях, напряжения будут примерно 3,4; 103,4 и 100 В (рисунок 3, б ).
Если же напряжение 100 В подведено к обмотке низшего напряжения (рисунок 3, в ), то между выводами обмотки высшего напряжения получится 3000 В, что, безусловно, опасно.
На рисунке 4, а показана схема определения взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока. К обмотке, имеющей больше витков (по соображениям безопасности), подводят напряжение 2 – 12 В от батареи. При включении рубильника Р следят за отклонениями гальванометров Г1 и Г2 . Если их стрелки отклоняются в одну и ту же сторону, значит, направление обмоток одинаково. Отклонения в разные стороны указывают на разные направления обмоток.
Рисунок 4. Определение взаимного направления обмоток с помощью постоянного тока.
Постоянным током удобно пользоваться для определения начал и концов обмоток электродвигателей. С этой целью предварительно определяют принадлежность выводов к той или другой обмотке.
Затем выводы одной обмотки условно обозначают 1Н (начало) и 1К (конец) и присоединяют к ним через рубильник Р источник постоянного тока напряжением 2 В, как показано на рисунке 4, б . К выводам другой обмотки присоединяют милливольтметр mV .
Если к условному началу 1Н присоединен плюс источника тока и если стрелка милливольтметра при отключении рубильника отклоняется вправо, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра " + ", также является ее началом и должен быть обозначен 2Н .
Однако если к условному началу 1Н присоединен плюс источника постоянного тока, но стрелка гальванометра при отключении рубильника отклоняется влево, то вывод обмотки, к которому присоединен зажим милливольтметра "+", является ее концом и должен быть обозначен 2К . Этот случай на рисунке 4, б не рассматривается.
Определив начало 2Н и конец 2К второй обмотки, тем же способом определяют начало 3Н и конец 3К .
1 Иногда говорят "левая намотка" и "правая намотка".
2 На специальные испытания, проводимые персоналом электролабораторий, эти ограничения не распространяются.
