Силовые трансформаторы
На первый взгляд, о сетевых трансформаторах произнесено все либо все. Но в практике ремонта и конструирования встречаются весьма интересные и нестандартные обстановки, в плане практическото использования, на которых необходимо приостановиться, чтобы пересмотреть их не менее внимательно.
В этой публикации доводятся рекомендации по использованию и приготовлению сетевых трансформаторов, нацеленные на независимое возобновление любым радиолюбителем. Так как в наши дни вопросы сбережения энергии выходят на главные позиции, то этим вопросам также уделено повышенное внимание.
За последнее время все большее распределение приобретают пульсирующие сетевые источники питания, — это далеко не изумительно. Выигрыш выходит по меньшей мере по 2-м позициям: КПД и массогабаритным данным. Это, конечно же, положительные причины, склоняющие радиолюбителей на сторону вездесущего использования пульсирующих источников питания.
Не стоит забывать о дефектах пульсирующих источников питания (ИИП). Нужно ли радиолюбителю для авторитета во всех собственных системах стараться использовать ИИП? Ответ на вопрос находится на поверхности, если вспомнить о ремонтопригодности системы ИИП, не вспоминая о потраченных элементах и времени на изготовление ИИП.
Так вот, разберем обстановки, когда сетевому ИИП может служить заменой сетевой трансформатор (СТ). Бесспорно, в низковольтной аппаратуре (при питающих усилиях во много десятков вольт), в особенности с огромным употреблением тока, рентабельно использовать так именуемые чопперы (пульсирующие снижающие преобразователи напряжения).
С высоковольтными преобразователями напряжения (ПН), какими считаются сетевые ИИП, дело обстоит чуть по другому. Пропаганда схемотехники слабых (от штук до нескольких десятков ватт) сетевых ИИП обычно не приносит предстоящих итогов. Картина может поменяться кардинально, когда ИИП рассчитан на тысячи ватт и не менее.
Схемотехника сетевых ИИП наиболее элементарная лишь у дорогих специальных микросхем. Изготовление пульсирующего трансформатора сетевого ИИП -занятие не самое элементарное и признательное. Элементарные моточные участки применяются намного чаще в низковольтных схемах ИИП, чем в сетевых ИИП.
Когда же требуется решение точных задач в вышеобозначенном спектре мощностей, то возможно обойтись без сетевого ИИП, особенно, если нет времени на опыты с ИИП и на его починки и изготовление. Качественной подменой сетевого ИИП может служить СТ. Долговечность производства сетевых СТ не классифицируется чем-нибудь труднореализуемым. СТ при высококачественном создании качественнее ИИП, сохраняющего сотни радиокомпонентов, довольно часто работающих в интенсивном режиме.
Вся техника в какой-то момент выходит из строя, а в последние годы отмечается реальный порыв неожиданных отказов самой разной электронной техники, к примеру смартфонов (все растущая насыщенность ремонта и маловероятное возникновение комплексов не в состоянии не отображаться на понижении качества и долговечности). Вывод однозначен: радиолюбителю нужно избегать усложнения схемотехники везде, где только это вероятно. Есть вероятность защититься от мировой «чипизации», избегая нагромождения схемотехники, к примеру, в сетевых блоках питания (БП).
Низковольтный производительный ИИП произвести легче, чем производительный сетевой ИИП. Кроме того комплектующие для низковольтного производительного ИИП обширно популярны и стоят дешево, сравнивая с производительным сетевым ИИП. Углубимся в анализ наиболее значительных проблематичных вопросов по использованию СТ, и наиболее действенных и самых несложных в реализации на деле способов разрешения отличительных неприятностей.
Долговечность СТ, прежде всего, находится в зависимости от примененного обмоточного провода, вида его изоляции и метода намотки (внавал, что сегодня популярно и у заводов-изготовителей слабых СТ, или послойно, с изоляцией между пластами), материала изоляции, магнитопровода, от режима работы СТ и т.д. Тематику изолирующего материала можно было бы обогнать стороной, однако образовавшиеся условия (к примеру, малограмотные публикации в Сети-интернет) предрасполагают к обратному.
Когда в роли изолирующего материала между основной (сетевой) и второстепенной обмотками СТ рекомендуют использовать стандартную бумагу либо картон, то к подобным советам необходимо относиться опасливо. Если нужна информация про псковский трансформаторный завод проходите по ссылке.
Могу заявлять, надеясь, прежде всего, на собственный положительный опыт, что избежать неприятностей с изоляцией маловероятного качества, которые со временем в обязательном порядке появляются (из-за незаметной деградации характеристик диэлектриков), можно лишь верным избранием вида изолирующего материала. Никак не стоит использовать в роли изолирующих материалов между основной и второстепенной обмотками стандартную бумагу, в особенности в тороидальных СТ.
Если СТ ожидается использовать в условиях высокой влажности, например, в составе заправочного устройства в авто гараже, то изоляция между основной и второстепенной обмотками СТ должна быть сделана довольно качественной. В воздухонепроницаемых системах с снижением температуры может возникать водянистый конденсат.
Общее влияние влажности и температуры устанавливает так именуемую термовлажностную враждебность климата, которая вызывает учащенное старение материалов. И диэлектрики никоим образом не считаются исключением. От гигроскопичности (возможности сорбировать воду из атмосферы) и влагопроницаемости точного изолирующего материала, в итоге, находится в зависимости его проводимость. Проводимость изоляции ведет к неприятностям в работе СТ, к потребности его смены либо ремонта.
Наиболее элементарные в создании (для компании-производителя домашней техники) СТ видов ТС-180, ТС-200 либо ТС-270, в которых использована межслойная и межобмоточная специальная картонная изоляция, которая обеспечивает качественную длительную изоляцию. Долговечность трансформаторов, тогда, снабжена использованием специально обработанной бумажки.
В роли межобмоточной и межслоевой изоляции до температур менее 130°С ранее могли использовать ламинированные бумажки, на замену которым пришли химические мембраны, владеющие высокой электрической крепостью.
Для обороны СТ от действий окружающей среды используется пропитка, обкладывание и заделка. Эти высокоэффективные, но зато трудоемкие и дорогие технические решения обеспечения высокой долговечности СТ приверженцы используют лишь вынуждено, к примеру, в высоковольтных СТ, где без подобных способов изоляции пробивка между обмотками происходит быстро.
Одна только низкокачественная изоляция может начисто испортить СТ. При этом сначала такой СТ может работать без каких-нибудь пререканий. Со временем СТ начинает «биться» током, пощипывать за руки. Равномерно изоляция лишь усугубляется и с годами работа СТ является очень неприятной, а в скором времени — небезопасной для жизни.
Чтобы избежать проигрыша током, не вспоминая о вторичном наматывании второстепенной обмотки (для смены изоляции нужно второстепенную обмотку вначале удалить), нужно использовать особые изолирующие материалы, к примеру лакоткань либо (что еще лучше) стеклолакоткань. Эти материалы наиболее подходят для тороидальных СТ, как которые обеспечивают самую большую электрическую стабильность при максимальной толщине изолирующей мембраны (до 60 кВ/миллиметров).
Отличные итоги гарантирует конденсаторная бумага (до 20 кВ/миллиметров), наполненная во много оболочек. Для тороидальных трансформаторов лучше использовать лакоткань. Необходимо обмолвиться , что для деградации диэлектрика совершенно не обязательно име ь большой порог температур и высокую влажность. Если материал для изоляции выбран безуспешно, то комнатных требований достаточно, чтобы с годами удостовериться во всем сказанном и понять, как важен данный вопрос.
Второе весьма значительное событие — необходимое тестирование межобмоточной изоляции СТ большим усилием. Однако делать это нужно так что, чтобы обеспечить критерии неразрушающего наблюдения, избегая возникновения (привнесения) свежих браков в межобмоточной изоляции. Достигают этого ограничением тока в цепи экспериментального напряжения на уровне нескольких десятков микроампер, .. менее 100 мкА. Величину экспериментального напряжения устанавливают из пропорции:
Бойкое усилие изоляции может быть в 1,5-2 раза больше экспериментального. Потому в ТУ по проверкам показана величина 3850 В экспериментального напряжения для межобмоточной изоляции СТ, которую он обязан держать на протяжении 5 мин.
Не изумляйтесь, что некоторые из сделанных своими руками СТ (и не только лишь сделанных своими руками!) не могут пройти этот анализ. Если в СТ применен материал межобмоточной изоляции соответствующего качества, то переменять СТ нет необходимости, даже если он выносит сниженное экспериментальное усилие, однако эксплуатируется СТ только в комнатных условиях, т.е. снабжена надежность характеристик изоляции. Создатель публикации в роли экспериментального напряжения применяет регулярное усилие 3000В от миниатюрного устройства, сохраняющего в составе агрегат напряжения и амперметр для измерения тока по цепи 0…3000 В.
Как раз незаметное повышение экспериментального напряжения на СТ с необходимым ограничением тока гарантирует неразрушающий метод наблюдения. Фактически замерный электроприбор производился для проверки, прежде всего, высоковольтных транзисторов маленьких блоков телеприемников, и для проверки диодов и конденсаторов.
Повышение температуры снижает срок эксплуатации изоляции. Вот почему так принципиально, чтобы СТ меньше отапливался, т.е. понижая показатель перегрузки СТ, мы обязательно повышаем долговечность СТ.
Поток «холостого хода» (1хх) должен быть небольшим, если хотим приблизиться к сетевым ИИП в плане экономичности (КПД). В сегодняшних СТ издержки «холостого хода» составляют от 0,1 до 2% их нарицательной производительности, а 1хх — от 0,5 до 10% нарицательного тока основной обмотки. Огромные значения относятся к СТ незначительный производительности, т.е. у слабых СТ флюиды 1хх очевидно повышены.
Пока, у слабых СТ промышленного производства 1хх может существенно превосходить 10% от предельного тока основной обмотки или от предельно применяемого тока в точной обстановки (системы устройства). При крупносерийном изготовлении проходит бережливость любого грамма материалов, особенно красновато-желтого провода, в особенности в настоящее время, когда расценки на медь быстро повысились (к примеру, 1 м эмалированного провода размером 1 миллиметров стоит 85 коп.). Об азиатских СТ рассуждать не обязательно, так как очень многие читатели с ними знакомились на собственном эксперименте.
Так вот, в свете роста расценок на электрическую энергию является очень важным минимизация 1хх любых СТ, в особенности тех, у которых этотток чересчур высок. Разберем кратко 3 главных метода понижения величины 1хх.
Первый метод состоит в пропорционально увеличенном количестве числа витков всех обмоток и отличительных черт не имеет. Количество витков всех обмоток повышают в 1,2-1,4 раза выше вычисленного значения. Однако тут есть определенные аспекты. Для обеспечения больших просадок напряжения на второстепенных обмотках предпочитают с резервом. Величина 1хх при подобном выполнении СТ, зависимо от коэффициента повышения числа витков (1,2-1,4), понижается во много раз.
2-й метод понижения 1хх состоит в определенном понижении напряжения на основной обмотке СТ с помощью поочередно подключенной с ней лампы накаливания (ЛН). Обычно, применяются ЛН, нацеленные на рабочее усилие 220 В. Часто применяются ЛН на другие действующие напряжения. Применение ЛН 220 В не менее желательны в тех картинах, когда требуется действенная оборона СТ в режимах, близких к КЗ по второстепенной обмотке СТ, и при запасном увеличении сетевого напряжения до 300…380 В.
Максимально дозволенное усилие для оцениваемого тандема из ЛН на 220 В и СТ на 220 В составляет не меньше 440 В. Такая система надежно гарантирует работу СТ почти во всех нештатных для СТ картинах. Метод интересен как раз тем, что не требует существенных вещественных расходов и выпускаемых работ, но зато результативен не только лишь в слабых СТ на единицы ватт, однако может благополучно используется на огромных мощностях, от десятков до сотен ватт.
Увеличение экономичности и долговечности СТ добивается понижением 1хх с помощью падения определенного напряжения на ЛН. При этом в СТ, если нужно, доматывают второстепенную обмотку (лишь второстепенную, что сделать значительно легче и стремительней, чем в случае переделки основной обмотки).
Не раз происходило так, что не требовалось доматывать второстепенную обмотку, невзирая на снижение напряжения на ЛН во много десятков вольт. К примеру, вентиль на 2-ух светодиодах (двухполупериодный, со средней точкой, с отводом от СТ) можно переработать в дорожной.Сетевые силовые трансформаторы-ремонт и изучение
С помощью трехкратного использования неустойчивого напряжения дорожным выпрямителем, по сравнению с заводским видом на 2-ух светодиодах, где вся обмотка вручала в конечном итоге вдвое большее регулярное усилие, дорожной вентиль позволял иметь резерв выходного напряжения, чтобы его можно было использовать для понижения, однако по основной обмотке СТ.
Раньше фазированием обмоток подменяли их поочередное объединение синхронным, т.е. при том же токе перегрузки понижали просадки усилий и на входе выпрямителя, и на его выходе. Когда понадобится увеличить КПД всей системы в общем, мост запитывают от всей ординарно поочередно объединенной обмотки. Имея двойной резерв по расправленному выходному усилию, можно поочередным подключением ЛН существенно упростить порядок работы СТ. Поток 1хх в итоге понизился во много раз.
Когда нет возможности домотать второстепенную обмотку, СТ подменяют СТ другого вида, у которого усилие на второстепенной обмотке при поочередном подключении ЛН такое, как нужно.
Вид и производительность ЛН требуется выбрать под каждую точную картину. Ничего трудного в данном событии нет. При помощи ЛАТРа достигают работы присоединенного к СТ устройства в необходимых краях сетевого напряжения, обычно, 180…260 В. Можно очень приятно удивиться, что с ЛН спектр легче увеличить, в особенности в сторону огромных значений, до 270 В, а может быть не менее.
Замечаются очень хорошие виды сильного повышения долговечности СТ, так как оптимальный выбор ЛН позволит возможно обеспечить почти покорную работу СН в любой нештатной для него обстановки (от режима «холостого хода» при запасном увеличении сетевого напряжения и до обстановки режима КЗ второстепенных обмоток). Тут ЛН осуществляет функции предохранителя, однако делает это эластично, не перегорая, как защелка, не отключая технику от сети.
Таким методом можно уберечь СТ разных иностранных аппаратов: от наиболее доступных, включая и популярные многогранные светильники (с преобразователями напряжения для питания ЛДС, с радиоприемником, сигналами и музыкальными чипами), с их заправочными устройствами, и до не менее дорогих изделий, как промышленного, так и собственноручного производства.
3-й метод повышения экономичности СТ. Сущность этого вида состоят в одновременном применении 2-ух единиц однородных СТ (рис.2), т.е. 2 СТ одного вида должны вместе работать от одной электросети на одну совместную нагрузку. С данной мишенью сетевые обмотки двух СТ связывают по поочередно (т.е. сфазированно). С второстепенными обмотками поступают или так же, или включают их одновременно.
В конечном итоге выходит основной СТ, который похож по загрузочным данным отдельному выполнению СТ, однако по определенным данным значительно опережает собственный образец. Так, к примеру, предельно дозволенное сетевое усилие составляет не менее 400 В. Поток 1хх может уменьшиться при функционировании в интернете 220 В более чем в 4 раза. Дефицит этого вида состоит в том, что выражаются просадки напряжения на обмотках СТ. Для их удаления после выпрямителя применяют стабилизатор напряжения.