Начинающим радиолюбителям очень полезно уметь и знать, как проверить трансформатор мультимтером. Такие знания полезны по той причине, что позволяют сэкономить время и деньги.
В большинстве линейных блоков питания львиную долю стоимости составляет трансформатор. Поэтому, если в руках оказался трансформатор с неизвестными параметрами не спешите его выбрасывать. Лучше возьмите в руки мультиметр.
Также для некоторых опытов нам понадобится лампа накаливания с патроном.
С целью более осознанного выполнения дальнейших опытов и экспериментов следует понимать, как устроен и работает трансформатор трансформатора. Рассмотрим здесь это в упрощенной форме.
Простейший трансформатор представляет собой две обмотки, намотанных на сердечник или магнитопровод. Каждая обмотка представляет собой изолированные друг от друга проводники.
А сердечник набирается из тонких изолированных друг от друга листов из специальной электротехнической стали.
На одну из обмоток, называемую первичной, подается напряжение, а со второй, называемой вторичной, оно снимается.
При подаче переменного напряжения на первичную обмотку, поскольку электрическая цепь замкнута, то в ней создается пуль для протекания переменного электрического тока. Вокруг проводника с переменным током всегда образуется переменное магнитное поле.
Магнитное поле замыкается и усиливается посредством сердечника магнитопровода и наводит во вторичной обмотке переменную электродвижущую силу ЭДС.
При подключении нагрузки ко вторично обмотке в ней протекает переменный ток i2.
Этих знаний на еще не достаточно, чтобы полностью понимать, как проверить трансформатор мультиметром. Поэтому рассмотрим еще ряд полезных моментов.
Как узнать мощность трансформатора
Меня неоднократно спрашивали о том, как определить мощность 50Гц трансформатора не имеющего маркировки, попробую рассказать и показать на паре примеров.Вообще способов определения мощности 50Гц трансформатора есть довольно много, я перечислю лишь некоторые из них.
1. Маркировка.
Иногда на трансформаторе можно найти явное указание мощности, но при этом данное указание может быть незаметно с первого взгляда.Вариант конечно ну очень банальный, но следует сначала поискать.
2. Габаритная мощность сердечника.
Есть таблицы, по которым можно найти габаритную мощность определенных сердечников, но так как сердечники выпускались весьма разнообразных конфигураций размеров, а кроме того отличались по качеству изготовления, то таблица не всегда может быть корректна.Да и найти их не всегда можно быстро. Впрочем косвенно можно использовать таблицы из описаний унифицированных трансформаторов.
3. Унифицированные трансформаторы.
Еще при союзе, да и впрочем после него, было произведено огромное количество унифицированных трансформаторов, их вы можете распознать по маркировке начинающейся на ТПП, ТН, ТА.Если ТА распространены меньше, то ТПП и ТН встречаются весьма часто.
Определение межвиткового замыкания
Другой частой поломкой трансформаторов является межвитковое замыкание. Проверить импульсный трансформатор на предмет подобной неисправности с одним лишь мультиметром практически нереально. Однако, если привлечь обоняние, внимательность и острое зрение, задача вполне может решиться.
Немного теории. Проволока на трансформаторе изолируется исключительно собственным лаковым покрытием. Если имеет место пробой изоляции, сопротивление межу соседними витками остается, в результате чего место контакта нагревается. Именно поэтому первым делом следует тщательно осмотреть прибор на предмет появления потеков, почернений, подгоревшей бумаги, вздутий и запаха гари.
Далее стараемся определить тип трансформатора. Как только это получается, по специализированным справочникам можно посмотреть сопротивление его обмоток. Далее переключаем тестер в режим мегаомметра и начинаем измерять сопротивление изоляции обмоток. В данном случае тестер импульсных трансформаторов – это обычный мультиметр.
Каждое измерение следует сравнить с указанным в справочнике. Если имеет место расхождение более чем на 50%, значит, обмотка неисправна.
Если же сопротивление обмоток по тем или иным причинам не указано, в справочнике обязательно должны быть приведены иные данные: тип и сечение провода, а также количество витков. С их помощью можно вычислить желаемый показатель самостоятельно.
Как узнать мощность трансформатора?
Радиоэлектроника для начинающих
Для изготовления трансформаторных блоков питания необходим силовой однофазный трансформатор, который понижает переменное напряжение электросети 220 вольт до необходимых 12-30 вольт, которое затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется электролитическим конденсатором.
Эти преобразования электрического тока необходимы, поскольку любая электронная аппаратура собрана на транзисторах и микросхемах, которым обычно требуется напряжение не более 5-12 вольт.
Чтобы самостоятельно собрать блок питания, начинающему радиолюбителю требуется найти или приобрести подходящий трансформатор для будущего блока питания. В исключительных случаях можно изготовить силовой трансформатор самостоятельно. Такие рекомендации можно встретить на страницах старых книг по радиоэлектронике.
Но в настоящее время проще найти или купить готовый трансформатор и использовать его для изготовления своего блока питания.
Полный расчёт и самостоятельное изготовление трансформатора для начинающего радиолюбителя довольно сложная задача. Но есть иной путь. Можно использовать бывший в употреблении, но исправный трансформатор. Для питания большинства самодельных конструкций хватит и маломощного блока питания, мощностью 7-15 Ватт.
Если трансформатор приобретается в магазине, то особых проблем с подбором нужного трансформатора, как правило, не возникает. У нового изделия обозначены все его главные параметры, такие как мощность, входное напряжение, выходное напряжение, а также количество вторичных обмоток, если их больше одной.
Но если в ваши руки попал трансформатор, который уже поработал в каком-либо приборе и вы хотите его вторично использовать для конструирования своего блока питания? Как определить мощность трансформатора хотя бы приблизительно? Мощность трансформатора весьма важный параметр, поскольку от него напрямую будет зависеть надёжность собранного вами блока питания или другого устройства. Как известно, потребляемая электронным прибором мощность зависит от потребляемого им тока и напряжения, которое требуется для его нормальной работы. Ориентировочно эту мощность можно определить, умножив потребляемый прибором ток (Iн на напряжение питания прибора (Uн). Думаю, многие знакомы с этой формулой ещё по школе.
P=Uн * Iн
,где Uн – напряжение в вольтах; Iн – ток в амперах; P – мощность в ваттах.
Рассмотрим определение мощности трансформатора на реальном примере. Тренироваться будем на трансформаторе ТП114-163М. Это трансформатор броневого типа, который собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин.
Стоит отметить, что трансформаторы такого типа не самые лучшие с точки зрения коэффициента полезного действия (КПД). Но радует то, что такие трансформаторы широко распространены, часто применяются в электронике и их легко найти на прилавках радиомагазинов или же в старой и неисправной радиоаппаратуре.
К тому же стоят они дешевле тороидальных (или, по-другому, кольцевых) трансформаторов, которые обладают большим КПД и используются в достаточно мощной радиоаппаратуре.
Итак, перед нами трансформатор ТП114-163М. Попробуем ориентировочно определить его мощность. За основу расчётов примем рекомендации из популярной книги В.Г. Борисова «Юный радиолюбитель».
Для определения мощности трансформатора необходимо рассчитать сечение его магнитопровода. Применительно к трансформатору ТП114-163М, магнитопровод – это набор штампованных Ш-образных и прямых пластин выполненных из электротехнической стали. Так вот, для определения сечения необходимо умножить толщину набора пластин (см. фото) на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины.
Порядок проверки
Проверка трансформатора начинается с определения обмоток. Сделать это можно при помощи маркировки на устройстве. Должны быть указаны номера выводов, а также обозначения их типа, что позволяет установить больше информации по справочникам. В отдельных случаях имеются даже поясняющие рисунки. Если же трансформатор установлен в какой-то электронный прибор, то прояснить ситуацию сможет принципиальная электронная схема этого прибора, а также подробная спецификация.
Итак, когда все выводы определены, приходит черед тестера. С его помощью можно установить две наиболее частые неисправности – замыкание (на корпус или соседнюю обмотку) и обрыв обмотки. В последнем случае в режиме омметра (измерения сопротивления) перезваниваются все обмотки по очереди. Если какое-то из измерений показывает единицу, то есть бесконечное сопротивление, то налицо обрыв.
Здесь имеется важный нюанс. Проверять лучше на аналоговом приборе, так как цифровой может выдавать искаженные показания из-за высокой индукции, что особенно характерно для обмоток с большим числом витков.
Замер тока холостого хода
Когда в результате тестирования выяснилось, что преобразователь оказался в рабочем состоянии, рекомендуется еще и проверить его ток холостого хода. Как правило, если прибор исправен, то этот параметр находится в пределах 10-15% от паспортного значения. Под паспортным значением следует считать ток под нагрузкой.
Перед проверкой на значение холостого хода мультиметр переводится в положение амперметра. Следует учитывать, что при поступлении электричества на обмотку сила пускового тока значительно превосходит паспортный показатель, поэтому тестер подключается к проверяемому устройству накоротко замкнутым.
Косвенный метод
В состав данного метода входят несколько тестов, каждый из которых отображает состояние прибора в каком-то одном аспекте. Следовательно, все эти тесты желательно проводить в совокупности.
Определение достоверности маркировки выводов обмоток
Для проведения этой проверки мультиметр нужно переключить в режим омметра. Далее нужно попарно «прозвонить» все имеющиеся выводы. Между теми из них, которые относятся к разным катушкам, сопротивление будет равным бесконечности. Если же мультиметр показывает какое-то конкретное значение, значит выводы принадлежат одной катушке.
Тут же можно сравнить замеренное сопротивление с приведенным в справочнике. Если имеет место расхождение более, чем на 50%, значит случилось межвитковое замыкание либо частичное разрушение провода.
Подключение трансформатора к мультиметру
Учтите, что на катушках с большой индуктивностью, то есть состоящих из значительного числа витков, цифровой мультиметр может ошибочно показывать завышенное сопротивление. Желательно в таких случаях пользоваться аналоговым прибором.
Проверять обмотки следует постоянным током, который трансформатор преобразовывать не может.
При использовании переменного в других катушках будет наводиться ЭДС и вполне возможно, что она окажется достаточно высокой. Так, если на вторичную катушку понижающего трансформатора 220/12 В подать переменное напряжение всего в 20 В, то на выводах первичной появится напряжение в 367 В и при случайном касании их пользователь получит сильный удар током.
Далее нужно определить, какие выводы следует подключать к источнику тока, а какие — к нагрузке. Если известно, что трансформатор понижающий, то к источнику тока нужно подключать катушку с наибольшим числом витков и наибольшим сопротивлением. С повышающим трансформатором все обстоит наоборот.
Все способы измерения силы электрического тока
Но бывают модели, у которых среди вторичных катушек имеются как понижающие, так и повышающие. Тогда первичную катушку можно с определенной долей вероятности распознать по следующим признакам: выводы ее крепятся обычно в стороне от остальных, так же и катушка может находиться на каркасе в отдельной секции.
Развитие интернета сделало возможным и такой способ: нужно сфотографировать трансформатор и написать запрос с приложенной фотографией и всей имеющейся информацией (марка и пр.) на один из сетевых тематических форумов.
Возможно, кто-то из его участников имел дело с такими устройствами и может подробно рассказать, как его нужно подключать.
Если во вторичной катушке имеются промежуточные отводы, необходимо распознать ее начало и конец. Для этого нужно определить полярность выводов.
Определение полярности выводов обмоток
В роли измерителя следует использовать магнитоэлектрический амперметр или вольтметр, у которого полярность выводов известна. Прибор нужно подключить к вторичной катушке. Удобнее всего пользоваться теми моделями, у которых «ноль» расположен посредине шкалы, но за неимением такового подойдет и классический — с местоположением «нуля» слева.
Если вторичных катушек несколько, прочие нужно зашунтировать.
Проверка полярности фазных обмоток электрических машин переменного тока
Через первичную катушку нужно пропустить постоянный ток небольшой силы. На роль источника подойдет обычная батарейка, при этом в цепь между ней и катушкой нужно включить резистор — чтобы не получилось короткого замыкания. Таким резистором может послужить лампа накаливания.
Выключатель в цепь первичной катушки устанавливать не нужно: достаточно следя за стрелкой мультиметра замкнуть цепь, коснувшись проводом от лампы вывода катушки, и тут же разомкнуть ее.
Если к выводам катушек подключены одинаковые полюса от батарейки и мультиметра, то есть полярность совпадает, то стрелка на приборе дернется вправо.
При разнополярном подключении — влево.
В момент отключения питания будет наблюдаться противоположная картина: при однополярном подключении стрелка сдвинется влево, при разнополярном — вправо.
На приборе с «нулем» в начале шкалы движение стрелки влево сложнее заметить, так как она почти сразу отскакивает от ограничителя. Поэтому следить нужно внимательно.
По той же схеме проверяются полярности всех остальных катушек.
Мультиметр – очень нужный прибор для замера силы тока, который применяется для выявления неисправностей тех или иных приборов. – читайте полезные советы по выбору.
Инструкция по проверке диодов мультиметром представлена .
Снятие характеристики намагничивания
Чтобы иметь возможность воспользоваться данным методом, нужно подготовиться загодя: пока трансформатор новый и заведомо исправный, снимают его так называемую вольт-амперную характеристику (ВАХ). Это график, отображающий зависимость напряжения на выводах вторичных катушек от величины протекающего в них тока намагничивания.
Схемы снятия характеристик намагничивания
Разомкнув цепь первичной катушки (чтобы результаты не искажались помехами от находящегося поблизости силового оборудования), через вторичную пропускают переменный ток различной силы, измеряя каждый раз напряжение на ее входе.
Мощности используемого для этого блока питания должно быть достаточно для насыщения магнитопровода, которое сопровождается уменьшением угла наклона кривой насыщения до нуля (горизонтальное положение).
Измерительные приборы должны относиться к электродинамической или электромагнитной системе.
До и после теста магнитопровод нужно размагничивать путем увеличения в несколько подходов силы тока в обмотке с последующим ее снижением до нуля.
По мере использования устройства нужно с определенной периодичностью снимать ВАХ и сравнивать ее с первоначальной. Снижение ее крутизны будет свидетельствовать о появлении межвиткового замыкания.
Проверка бытовых понижающих устройств
Следует отметить момент проверки тестером-мультиметром классических трансформаторов понижения. Найти их можно практически во всех блоках питания, которые понижают входящее напряжение с 220 Вольт до выходящего в 5-30 Вольт.
Первым делом проверяется первичная обмотка, на которую подается напряжение в 220 Вольт. Признаки неисправности первичной обмотки:
- малейшая видимость дыма;
- запах гари;
- треск.
В этом случае следует сразу прекращать эксперимент.
Если же все нормально, можно переходить к измерению на вторичных обмотках. Прикасаться к ним можно только контактами тестера (щупами). Если полученные результаты меньше контрольных минимум на 20%, значит обмотка неисправна.
К сожалению, протестировать такой токовый блок можно только в тех случаях, если имеется полностью аналогичный и гарантированно рабочий блок, так как именно с него и будут собираться контрольные данные. Также следует помнить, что при работе с показателями порядка 10 Ом некоторые тестеры могут искажать результаты.
Типы трансформаторных обмоток
В зависимости от взаиморасположения проводящих ток элементов, направления их намотки и формы сечения провода выделяют несколько типов обмоток трансформаторов:
- Однослойная или двухслойная цилиндрическая обмотка из прямоугольного провода. Технология ее изготовления очень проста, благодаря чему такие катушки получили широкое распространение. Обмотка имеет небольшую толщину, что уменьшает нагрев устройства. Из недостатков следует выделить небольшую прочность конструкции.
- Многослойная цилиндрическая обмотка является аналогом предыдущего типа, но провод расположен в несколько слоев. Окна магнитной системы при этом заполняются лучше, но появляется проблема перегрева.
- Цилиндрическая многослойная обмотка из провода круглого сечения обладает свойствами, близкими к предыдущим разновидностям обмоток, но к недостаткам добавляется утрата прочности по мере роста мощности.
- Винтовая обмотка с одним, двумя и больше ходами имеет высокую прочность, отличную изоляцию и охлаждение. По сравнению с цилиндрическими обмотками, винтовая обходится дороже в производстве.
- Непрерывная обмотка из провода прямоугольного сечения не перегревается, она обладает значительным запасом прочности.
- Многослойная обмотка из фольги устойчива к повреждениям, хорошо заполняет окно магнитной системы, но технология производства таких катушек сложная и дорогостоящая.
У трансформаторов есть шесть основных типов обмотки.
На схемах трансформаторов начало обмоток высокого напряжения обозначается большими буквами латинского алфавита (A, B, C), а такая же часть проводов низкого напряжения – строчными буквами. Противоположный конец обмотки имеет общепринятое условное обозначение, состоящее из конечных трех букв латинского алфавита – X, Y, Z для входящего напряжения и x, y, z для выходящего.
Различают обмотки и по назначению:
- основные – к ним относятся первичная и вторичная обмотки, по которым ток подается из сети и поступает к месту потребления;
- регулирующие – являют собой отводы, главная функция которых – изменение коэффициента трансформации напряжения;
- вспомогательные – используются для обеспечения нужд самого трансформатора.
