Технический форум журнала "РАДИО"

Здравствуйте!
Довольно часто получается так, что в том или ином устройстве нужен трансформатор питания. Покопавшись в резерве старых деталей, нахожу некий трансформатор более-менее подходящий, но(!) тут возникает вопрос: а каким таким образом можно точно установить мощность найденного трансформатора, если параметры его неизвестны?? Ведь, исходя из этого, нужно понять: потянет ли это чудо нагрузку или станет греться, а то и сгорит вообще. Подскажите, пожалуйста, уважаемые специалисты, как наиболее точно можно понять мощность, и, соответственно, токовую нагрузку того или иного трансформатора неизвестной маркировки? Может быть существуют какие-нибудь расчеты по размерам сердечника, например? Или еще какие-нибудь способы?

Изложу свою методику в предположении, что в трансформаторе определены назначения всех обмоток и известен диаметр провода каждой обмотки. Измеряю напряжения вторичных обмоток на холостом ходу, по диаметру провода вычисляю допустимый ток каждой обмотки исходя из плотности тока 3,5 ампера на миллиметр квадратный. Перемножаю напряжения на соответствующие токи и суммирую мощности и получаю мощность трансформатора. Есть еще метод определения габаритной мощности трансформатора по произведению площади керна на площадь окна, но и он не лишен недостатков. В частности надо знать коэффициент заполнения окна медью, коэффициент формы тока и прочее. Самый простой метод, чем тяжелее трансформатор тем он мощнее. Речь идет о трансформаторах работающих на стандартной частоте 50 Герц.

Согласно статьям С. Комарова, можно вывести универсальную эмпирическую формулу: Sc*So *1.68
где Sc и Sо - площадь сечения керна и площадь одного окна в кв.см.
Я неоднократно пересчитывал трансформаторы по этой методике, включая иностранное железо - всегда был хороший результат.

Практически не пользуюсь эмпирическими формулами, всегда есть возможность "словить" грубую ошибку. На днях просматривал в интернете методики расчета преобразователей, практически в каждой статье ошибки, например одна из формул выдала воздушный зазор в дросселе 3600 мм, разобрался, оказалось 0,36 мм. При расчетах пользуюсь СИ это позволяет проверить правильность расчета по именованным величинам. Для габаритной мощности трансформатора обязательно в итоге расчетов должна получится мощность в ваттах. К примеру по одной из формул расчета перемножаем частоту 1/c, напряженность поля А/м, магнитную постоянную В*c/(А*м), плотность тока, ампер деленный на метр квадратный, произведение площадей сечения магнитопровода и окна, метр в четвертой степени, в итоге получаем В*А = Вт.

Nafis писал(а):Изложу свою методику в предположении, что в трансформаторе определены назначения всех обмоток и известен диаметр провода каждой обмотки.

Вот это, думаю, самое сложное. Ведь чтобы узнать диаметры проводов это же нужно трансформатор буквально разобрать... измерить, а потом опять собрать и что бы ничего при этом не нарушить. Миссия невыполнима!! Агент рассекречен, задание провалено!

Nafis писал(а):Самый простой метод, чем тяжелее трансформатор тем он мощнее.

А тут можно легко ошибиться... плюс-минус киловатт - никто не заметит "вспышки" слева! Только окна слетят от ударной волны! )))))
Мне когда-то попался советский ТПП-XXX-220-50 (не помню точно маркировку), но он такой солидный, влаго-пыле защищенный, большой и тяжелый, а когда глянул характеристики, то по току вторичных обмоток вообще фигня полная - не дотягивал и до половины ампера. Не знаю почему ТПП такие слабенькие, хотя и большие.

HALF писал(а):Sc и Sо - площадь сечения керна и площадь одного окна в кв.см.

Что-то искал, но так и не нашел четкого и ясного определения, что в трансформаторах называют керном?? Это, я так догадываюсь, металлический "столбик" или грань, сторона... сердечника. Верно? И So - это площадь пустого окна?
И еще такой вопрос: можно ли как-то не разбирая трансформатор, просто с помощью тестора определить максимальный ток какой-то из вторичных обмоток? И уже потом прикинуть мощность.

А кому нужна такая точность? Если по расщетах нагрузка 200 мА, то Вьі точно уверенньі, что при нагрузке 205 мА из трансформатора уже повалит дьім?
В военньіх ТПП для того и такие параметрьі, чтоб 300% перегрузки вьідержать. Попробуйте для начала его сжечь. Не в костре на медь, конечно.

vovavova писал(а):Что-то искал, но так и не нашел четкого и ясного определения, что в трансформаторах называют керном??

Керн - это та часть Ш-образного или П-образного сердечника, на которой намотаны обмотки. Когда говорят о сечении сердечника, имеют в виду площадь поперечного (в плоскости витков) сечения керна.

vovavova писал(а):И еще такой вопрос: можно ли как-то не разбирая трансформатор, просто с помощью тестора определить максимальный ток какой-то из вторичных обмоток? И уже потом прикинуть мощность.

Есть такая английская пословица: "Pudding testing is eating" - чтобы проверить пудинг, нужно его съесть. Так и с трансформатором - не разобрав его и не измерив размеры сердечника и диаметр провода, мощность не определишь. Все "неразрушающие" методы - приблизительны с точностью плюс-минус трамвайная остановка. Если у трансформатора одна вторичная обмотка, то лучше всего нагружать эту обмотку, пока температура трансформатора не достигнет той, что Вы считаете максимально допустимой. Это и будет максимальная мощность трансформатора, даже если Вы впоследствии намотаете вместо одной несколько разных вторичных обмоток. Но если у неизвестного трансформатора уже несколько вторичных обмоток, то измерение мощности по одной из них не даст верного результата. Нужно обязательно нагружать все обмотки и в правильной пропорции.

Так что пользуйтесь старым крестьянским методом. Выбирайте трансформатор размерами не меньше, чем заменяемый, оставляйте на нём первичную обмотку, а вторичные, если они не подходят, мотайте сами такие и таким проводом, как Вам нужно. А лучше, если есть место, брать трансформатор чуть больше по размерам, потому что в домашних условиях достичь такой же плотности укладки витков и качества сборки сердечника, как на заводе, будет затруднительно.

Pikacu2
Такая точность необязательна, конечно, просто привык верить справочным данным и стараться не нагружать элементы больше номинальных значений. В этом вопросе меня больше беспокоит пожаробезопасность. С ТПП экспериментов не ставил, как-нибудь нужно попробовать... Но если у них действительно такой запас прочности, как Вы пишите, что прямо аж 300%!!.. то это очень хорошо!
ASD
Спасибо за разъяснения.
Позвольте еще спросить. Мне некоторые товарищи подсказали такой хитрый способ определения номинальных токов вторичных обмоток с помощью тестора. Не знаю, насколько это правильно, поэтому решил с Вами посоветоваться.
Суть метода заключается вот в чем. К примеру, есть некий неизвестный по параметрам трансформатор питания. Первичная обмотка включается в сеть 220 v, а со вторичной снимается измеряемое напряжение, например, 30 v. Если постепенно и последовательно нагружать вторичную обмотку, продолжая при этом следить за напряжением, доводя до определенного предела. Как только при какой-то нагрузке напряжение резко упадет, то это и будет максимальная нагрузка по току, которую трансформатор может потянуть. Соответственно, можно узнать максимальный ток, мощность и т.д. Ну, в общем, как Вы поняли... суть в том, что если ток вторичной обмотки в пределах номинального значения, то и напряжение вторичной обмотки тоже сохранить свою примерную Const, а при перегрузке - напряжение резко упадет чуть ли не до нуля. Я не экспериментировал, поэтому чисто теоретически спрашиваю: верен ли этот метод?? Как Вы считаете??

С увеличением тока нагрузки напряжение на вторичной обмотке будет, конечно, уменьшаться. Но плавно. Резкого падения не будет. И задолго до того, как напряжение упадёт "почти до нуля", трансформатор сгорит. У трансформаторов ТПП напряжение вторичных обмоток под номинальной нагрузкой падает на 10...15 %.

Насчет резкого падения напряжения при нагрузке трансформатора! Что то новенькое, читал на одном из сайтов "трактат" посвященный повышению КПД трансформатора, автор предлагает заменить обмотки из меди на алюминиевые, резкое падение напряжения из той же оперы. Когда без трансформаторов не обходился не один источник питания широко пользовался методом описанным ASD, только перед разборкой измерял напряжение на одной из обмоток, а в ходе разборки считал количество витков этой обмотки. Унифицированные трансформаторы ТПП для питания полупроводниковых приборов выпускались на сердечниках (ШЛ, ШЛМ, ПЛМ) различного климатического исполнения. В зависимости от типа сердечника имелись трансформаторы с уменьшенной массой и уменьшенным расходом меди, соответственно никакого 300% запаса по мощности они не имеют. В заключение добавлю, книги надо читать и тогда многие вопросы отпадут сами собой.