Как определить первичную и вторичную обмотку
Определение обмоток и их характеристик в самодельном трансформаторе
При самодеятельном конструировании нередко используются трансформаторы с неизвестными параметрами. В этом случае возникает необходимость определить обмотки трансформатора и их характеристики, в частности, число витков.
Выбор количества обмоток для получения нужных напряжений
В практике самодеятельного конструирования обычно приходится иметь дело с повышающими и понижающими трансформаторами. На сердечнике таких трансформаторов, изготавливаемом из электротехнической стали, наматывается необходимое число обмоток. Количество обмоток и число витков в них подбираются так, чтобы получить на выходе нужные напряжения.
Определение первичной и вторичной обмоток
Независимо от типа трансформатора, первичной считается обмотка, на которую подается напряжение. Вторичной – та, к которой подключается нагрузка. Первичная обмотка наматывается первой, затем изолируются. Поверх нее наматывается вторичная обмотка.
Определение обмоток без надписей
На многих трансформаторах выводы обозначены надписями, что облегчает определение обмоток. Если надписей нет, мультиметром (тестером) найдите парные концы обмоток и запишите их сопротивление. Обратите внимание на вывод, находящийся сверху – он почти наверняка будет принадлежать вторичной обмотке. Если трансформатор понижающий, то сопротивление вторичной обмотки всегда меньше, чем у первичной. Сравните сопротивления найденных обмоток – если у внешней сопротивление меньше, чем у внутренней, то это понижающий трансформатор и вы успешно определили обмотки.
Определение вторичной обмотки с промежуточными выводами
Если у трансформатора не четыре, а больше выводов и при проверке тестером вы находите 3-4 и больше связанных между собой выводов, то вы имеете дело именно со вторичной обмоткой, имеющей промежуточные выводы для получения различных напряжений. Сетевой (первичной) в этом случае будет обмотка с двумя выводами и самым большим сопротивлением.
Использование диаметра провода для определения обмоток
Помочь определить обмотки может диаметр используемого провода – у вторичной он толще, чем у первичной. Это связано с тем, что при трансформации понижение напряжения сопровождается увеличением силы тока.
Расчет числа витков обмотки трансформатора
Если необходимо узнать число витков в обмотках, намотайте поверх последней обмотки еще одну из 30-50 витков. После этого подайте на первичную обмотку небольшое напряжение – например, 12 В. Измерьте напряжение во вторичной и дополнительной обмотках. Для расчета числа витков используйте формулу: n = Un × Wдоб / Uдоб, где n – число витков обмотки трансформатора, Un – действующее на этой обмотке напряжение, Wдоб – число витков в добавочной обмотке, Uдоб – напряжение на ней.
Первичная и вторичная обмотки
Классический пример. Есть трансформатор без опознавательных знаков и четыре вывода из него с подпаянными медными проводами. Видно, что к одним выводам идёт более толстый медный провод, а к другим — более тонкий. Опытный радиолюбитель сразу скажет, что тонкий провод — это первичная обмотка, а толстый — вторичная. Так и есть. Измерим сопротивление обмоток: более тонкий покажет 62 Ома, а толстый — 0, 8 Ом.
С полной уверенностью можно утверждать, что первичная обмотка трансформатора, которая включается в сеть 220, намотана более тонким медным проводом. Верные признаки первичной обмотки: выполнена более тонким проводом, чем другие обмотки и имеет сопротивление в несколько десятком Ом. На принципиальных схемах обозначается римской цифрой I.
Вторичные обмотки выполняются более толстым медным проводом по сравнению с первичной и имеют сопротивление буквально до одного Ома. На принципиальных схемах обозначается римской цифрой II.
Первичная обмотка всегда одна, а вторичных может быть несколько. Они обозначаются римскими цифрами III, IV, V, VI и т.д. Причём, все они называются вторичными, а не третичными, четвертичными, пятеричными.
Первичная обмотка силового трансформатора
Понятия первичной и вторичной обмотки применительно к силовому трансформатору не являются общепризнанными и относятся скорее к неофициальным определениям. Термины «первичный» и «вторичный» в полной мере применимы к трансформаторам измерительным — ТТ и ТН. Для этих устройств существуют понятия первичных и вторичных цепей, измерительные трансформаторы не работают в режиме повышения тока или напряжения, за исключением специальных испытательных установок.
Когда одну из обмоток силового трансформатора называют первичной, обычно подразумевается, что энергия, передаваемая этим трансформатором, направлена от этой обмотки, то есть, её можно назвать генерирующей. Условность этого определения заключается в том, что силовой трансформатор с точки зрения направления мощности универсален. Например, любой двухобмоточный трансформатор, может безо всякой адаптации работать как в режиме повышения, так и в режиме понижения напряжения.
Таким образом, если трансформатор повышающий, то есть, передаёт энергию от обмотки НН к обмотке ВН, то обмотку НН можно условно назвать первичной. В случае трансформатора понижающего, первичной будет уже обмотка ВН. Исходя из сказанного, определения «первичная» и «вторичная» обмотка не имеет смысл употреблять в отношении трансформатора без учёта режима его работы, а значит, они не относятся к свойствам собственно трансформатора.
Схемы соединения обмоток трансформаторов
Поскольку силовые трансформаторы имеют трёхфазное исполнение, каждая из сторон (ВН, НН, а в случае трёхобмоточного трансформатора и СН) имеет три обмотки, по одной на каждую фазу. Каждая из обмоток имеет два вывода (условно начало и конец), что определяет чисто физическую возможность их соединения несколькими способами:
- звездой, когда начала всех трёх обмоток соединены между собой;
- треугольником, когда начало каждой обмотки соединяется с концом следующей;
- зигзагом, что практически не применяется в силовых трансформаторах.
Обмотки на разных выводах силового трансформатора (НН, ВН, СН) могут быть соединены различно, что будет влиять на коэффициент его трансформации.
Кроме понятия схемы соединения обмоток существуют так называемые группы соединения обмоток. Группа соединения определяет угол сдвига между напряжениями первичной и вторичной обмотки. Различные группы соединений возникают в результате комбинаций схем соединения обмоток и маркировки их выводов (начал и концов).
Группы соединений принято определять с помощью часового циферблата. При этом, положение минутной стрелки всегда находится на цифре 12 и условно обозначает фазовый угол первичного (питающего) напряжения. Положение же часовой стрелки определяет фазовый угол сдвига вторичного напряжения относительно первичного.
Учёт группы соединений важен при оценке возможности трансформаторов работать в параллельном режиме. То есть, трансформаторы, работающие параллельно, должны иметь одну группу соединений. Это обусловлено тем, что угловой сдвиг напряжений одноимённых фаз при их соединении вызывает значительные уравнительные токи, которые в некоторых случаях могут привести даже к повреждению оборудования.
Таким образом, даже если исходный источник электрической энергии один, при трансформации на разных подстанциях по разным линиям электропередачи, трёхфазные системы одного напряжения, поступающие от разных линий, могут оказаться несовместимыми.
Определение начала и конца обмотки трансформатора
Часто возникают ситуации ,когда держим в руках многообмоточный трансформатор (не важно какой конструкции, будь-то тороидальный, либо классический Ш-образник) не знаем как его подключить,как правильно соединить обмотки. Если перепутаем начало и концы обмоток и соединим их встречно,трансформатор скорее всего банально сгорит,либо будет работать с перегрузкой. Не всякий б\у трансформатор имеет маркировку начала и конца обмоток. Здесь приведен относительно не сложный способ как определить начало и конец обмотки трансформатора.
Нам понадобится обычная плоская батарейка на 4,5 В и комбинированный измерительный прибор (тестер) или миллиамперметр постоянного тока. Обмотки трансформатора мы предварительно вызвонили омметром и у нас имеются несколько пар проводов, но нам надо определить, где у этих пар начало обмотки, а где конец. Берем любую пару проводов принадлежащих одной из обмоток трансформатора. Условно помечаем один из выводов обмотки как начало (Н), а второй как конец (К). Подключаем тестер на пределе единицы или десятки миллиампер постоянного тока к любой другой паре проводов, принадлежащей другой обмотке. Минус батарейки присоединяем к нашему условному концу (К) первой обмотки. Касаясь несколько раз начала первой обмотки плюсом батарейки, наблюдаем за показаниями тестера. Нас интересует отклонение стрелки прибора в момент замыкания цепи «батарейка – обмотка». Если стрелка прибора отклоняется в минус, то переключаем полярность присоединения прибора ко второй обмотке, и снова несколько раз замыкаем батарейку на первую обмотку. Теперь отклонения прибора в момент замыкания должны быть в положительную сторону. Тот вывод обмотки трансформатора, который соединен с» плюсом» тестера будет началом второй обмотки, а с «минусом» – концом. Таким же образом определяем начала всех других обмоток.
Кузнецов Олег
Всего комментариев: 2
Автор: Николай Добавлено 22 сентября, 2020 в 10:22 НЕ ПЛОХО . Ответить
Автор: Эдуард Добавлено 5 декабря, 2020 в 02:09 Приветствую радиолюбители. Интересненько, скоренько прочел, нового подчеркнул. Сам давно занимаюсь самоделками и всяким таким. За годы тренировок накопились свои способы проверки трансформаторов. Может кому интересно заглядывайте на страничку почитаете oldhommad.ru/kak-opredelit-parametry-transformatora.html , может тоже что то новое узнаете.
С ув. Эдуард Ответить