Маркировка китайских импульсных трансформаторов

Как расшифровать маркировку трансформатора, обозначения разных видов устройств

Относиться к электротехническому хозяйству стоит со всей долей ответственности. Сюда входит также и подбор оборудования, в том числе и трансформаторного. Чтобы правильно выбрать нужное устройство, необходимо иметь хотя бы базовые знания о маркировке трансформаторов.

Конструкция и принцип действия трансформаторов

Человечество придумало несколько десятков способов производства электроэнергии: выработка электричества из тепла, с помощью энергии воды, ветра, солнца и многие другие. Беда состоит в том, что потребители этой энергии могут отстоять от места его производства на несколько сотен километров.

Доставить электричество по проводам на такие расстояния с экономической и технической точки зрения выгоднее всего под высоким напряжением – в этом случае потери на сопротивление в цепи минимальны. Однако и производители, и потребители используют ток с гораздо меньшими значениями разности потенциалов. Именно для изменения напряжения электрического тока в широком диапазоне значений используются такие устройства, как трансформаторы.

Самый простой трансформатор представляет собой две катушки с обмоткой, электрически никак не связанные между собой. Через них проходит металлический сердечник, который является общим для обеих обмоток. К одной из катушек подключается источник тока – это первичная обмотка, а к другой, которую называют вторичной, подключают потребителя.

Принцип действия основан на одном из основных свойств переменного электрического поля: оно может создавать магнитное поле, которое, в свою очередь, может создавать электричество. Ток, бегущий по первичной обмотке, создает в сердечнике переменное магнитное поле. Так как сердечник (другое его название – магнитопровод) общий для двух обмоток, то и магнитное поле распространяется на обе катушки.

Если на первичной обмотке электричество производит магнитное поле, то на вторичной происходит обратный процесс: магнитное поле «заставляет» электроны внутри катушки бежать в определенном направлении, индуцируя в ней, тем самым, электрический ток. Его значение напрямую зависит от поданного напряжения и количества витков на обмотке.

Существует два режима работы трансформаторов: понижающий и повышающий. В первом случае напряжение уменьшается, во втором – повышается.

Практически любой трансформатор может работать в обоих режимах: достаточно переключить приходящий ток и потребителя между катушками.

Промышленные трансформаторы достигают огромных размеров и являются источником большого количества тепла. Для его отвода применяется воздушное или жидкостное охлаждение. В качестве жидкости может выступать масло, вода или другие жидкости с диэлектрическими свойствами. Циркуляция теплоносителя в таких установках может осуществляться как естественным образом (из-за разности плотностей горячего и холодного теплоносителя), так и принудительно.

Разновидности

Классифицируют трансформаторы главным образом по сфере применения. Оно и понятно, ведь хотя принцип действия у всех и одинаков, но конструкция и порядок работы с ними могут сильно различаться.

1. Силовой – самый распространённый вид. Используется для преобразования энергии на высоковольтных ЛЭП, в городских электросетях и у конечных потребителей.
2. Автотрансформатор – у этой разновидности, в отличие от силового, катушки соединены между собой. Таким образом, связаны они не только посредством магнитопровода, но и с помощью электрического провода. Однообмоточный трансформатор применяется там, где напряжение изменяется в небольших пределах: стабилизаторы, телефонные аппараты, выпрямители и другие.
3. Трансформатор тока – у него первичная обмотка подключена напрямую к источнику питания. Используются такие устройства в основном в измерительных и защитных устройствах.
4. Трансформатор напряжения – в противоположность трансформатору тока, у этого вида первичная обмотка подключена к источнику напряжения. Такие устройства используются там, где нужно изолировать цепи логики и защиты от цепей с высоким напряжением.
5. Импульсный – преобразует короткие импульсы (длительностью до нескольких микросекунд) без заметных искажений. Используются они в основном в радиоэлектронных устройствах, магнетронах, лазерах и тому подобных.
6. Сварочный – используется для выполнения сварочных работ.
7. Разделительный – первичная обмотка отделена от вторичной с помощью различных защитных устройств или прерывателей цепей. Применяются они там, где существует опасность поражения током человека из-за неосторожного обращения с электротехническими устройствами.
8. Согласующий – применяется там, где необходимо согласовать сопротивления каскада радиоэлектронных устройств.
9. Пик-трансформатор – преобразует напряжение синусоидальной формы в разнополярные импульсы. Используется для управления газоразрядными устройствами: ртутные лампы, неоновые трубки и тому подобные.
10. Сдвоенный (сдвоенный дроссель) – две катушки индуктивности с одинаковой обмоткой, соединённые в трансформатор. Он применяется как эффективная замена обычной катушки индуктивности в различных электронных и электротехнических устройствах.
11. Трансфлюксор. После того, как трансформатор перестает работать, исчезает и переменное магнитное поле. Однако магнитопровод все равно остается немного намагниченным. Если использовать правильные материалы, то можно получить из трансформатора элемент памяти для хранения информации. Собственно, именно таким устройством и является трансфлюксор.
12. Вращающийся – катушки с магнитопроводом разделены небольшим зазором. При этом одна часть вращается относительно другой. Такие приборы служат для передачи сигналов на вращающиеся элементы различных устройств.

Существуют и другие классификации, например, по типу охлаждения: масляное, воздушное, диэлектрической жидкостью.

Какие данные указываются на табличке

Для того, чтобы трансформатор смог без проблем работать в электрических цепях с заданными параметрами, нужно знать его основные характеристики. На корпусе сбоку крепится металлическая табличка, где тиснением, гравировкой или химическим травлением наносится вся необходимая информация об устройстве.

Сперва идут сведения о заводе-изготовителе: наименование предприятия и страна происхождения, год выпуска и заводской номер.

Затем следуют электрические показатели: номинальная мощность, напряжение короткого замыкания, тип соединения катушек, количество фаз, частота тока, номинальная мощность каждой катушки (если трансформатор трехфазовый).

После следуют технические характеристики, которые означают: массу самого устройства, вариант исполнения (для эксплуатации внутри помещения или снаружи), способ охлаждения (если масляный – то масса масла в активной части и его полная масса).

Как расшифровать данные

Трансформаторы имеют обозначение в виде набора букв и цифр вида ХХХХХХ – 1234 / 1234 – Х1, где вместо литеры «Х» ставится определенная буква, которая по порядку показывает тип, количество фаз, сколько обмоток низшего напряжения, систему охлаждения и специальные обозначения для особых видов трансформаторов.

Не всегда в обозначении трансформатора буду присутствовать все буквы, их присутствие в маркировке зависит только от наличия этих характеристик.

Цифровые обозначения несут в себе основные характеристики трансформаторов: номинальная мощность, класс номинального напряжения обмотки ВН, а последние две цифры – год начала производства.

Если в начале условного обозначения будет стоять буква «А», то перед вами автотрансформатор. Если она отсутствует, то силовой трансформатор – повышающий или понижающий.

Количество фаз

Для обозначения числа фаз используются буквы «Т» – трехфазный и «О» – однофазный.

Расщепленная обмотка

После этой буквы идет информация о расщепленной обмотке – «Р». Это означает, что на понижающем напряжении находятся две или три обмотки.

Отвод тепла

Система охлаждения обозначается следующими буквами:

• С – сухой трансформатор, то есть охлаждение воздушное;
• СЗ – то же самое, но в защищенном исполнении;
• СГ – герметичный с воздушным охлаждением;
• СД – воздушное охлаждение с помощью вентилятора;
• М – охлаждение масляное с естественной циркуляцией;
• Д – бак с маслом охлаждается с помощью вентилятора (дутье);
• Ц – принудительная циркуляция масла;
• ДЦ – комбинация двух способов охлаждения: обдув и циркуляция.

Число обмоток

После системы охлаждения может стоять буква «Т», которая обозначает трехобмоточный трансформатор. Интересно, что двухобмоточный условного обозначения не имеет.

Регулировка напряжения под нагрузкой

В случае, когда количество витков на трансформаторе можно изменять без разъединения электрической цепи, то в этом случае это означает, что регулирование напряжения может происходить под нагрузкой и маркируется буквой «Н». При регулировке с выключением – переключение без возбуждения – буква отсутствует.

Исполнение

Существуют устройства с особыми конструкционными решениями. Подвесные трансформаторы обозначаются буквой «П», с литой изоляцией – «Л», энергосберегающие прописываются буквой «Э», а усовершенствованные – буквой «У».

Назначение

В зависимости от сферы применения, в конце маркировки может стоять литера, дающая об этом информацию. Для работы на самой электростанции – «С», при использовании на железных дорогах – «Ж», на металлургических предприятиях – «М».

Особые обозначения

Существуют отдельные категории трансформаторов, для которых применяются другие обозначения. В частности, это трансформаторы тока и напряжения. Тип сразу указывается в начале буквенного кода: «Т» для первого вида и «Н» для второго. Далее следует информация о способе установки: «П» для проходных, «О» для опорных и «Ш» для шинных. Изоляция также обозначается специальными буквами: «Л» – для литой изоляции, «Ф» – для фарфоровой и «В» – для встроенного изолятора.

Цифры

Цифровая маркировка дает только самые основные характеристики трансформатора. Следующие через тире цифры сразу же после букв – это номинальная мощность в киловольт-амперах (кВА). Затем через наклонную черту указывается мощность обмотки, а для автотрансформаторов еще через один слэш – класс напряжения обмотки. После этого указывается климатическое исполнение, то есть условия местности, в которых может эксплуатироваться данный экземпляр («У» – для умеренных зон, «Х» – для холодных и так далее) и тип его размещения – на открытом воздухе или внутри помещения. В некоторых случаях через тире указывается год выпуска или начала производства устройств данной конструкции.

Примеры расшифровки трансформаторов напряжения и тока

трднс -100/35 – перед нами силовой трансформатор, так как первая буква «А» отсутствует, «трехфазник» (Т) с расщепленной обмоткой (Р), который охлаждается с помощью масляного теплоносителя с обдувом бака (Д), регулирование напряжения возможно под нагрузкой. Выпущен для работы внутри самой электростанции (С). Мощность – 100 кВА, мощность обмоток – 35 кВ.

трдн 10000/50 -74 – практически полный аналог предыдущего экземпляра. Единственное, может использоваться не только на электростанциях (нет буквы «С»). Номинальная мощность составляет 10 МВА, мощность обмоток – 50 кВ, год начала производства – 1974 г.

тпб 50/5 – трехфазовый (Т) подвесного исполнения (П), способный прогревать зимой бетон (Б) с номинальной мощностью 50 кВА, а мощность обмоток составляет 5 кВ.

тдн –трехфазный (Т) с масляным охлаждением с обдувом (Д) с РПН (Н).

ТМ – трехфазовый (Т), в котором тепло отводится с помощью масляного теплоносителя (М).

ТРДЦН – трехфазный (Т), у которого обмотка низшего напряжения разделена на две (Р). Охлаждение масляное с дутьем (Д) и принудительной циркуляцией (Ц) с возможностью регулирования под нагрузкой (Н).

ТДНС – трехфазовый (Т) с масляным охлаждением и РПН, предназначен для самой электростанции.

Как маркируются американские трансформаторы

Система электроснабжения США разительно отличается от российской. Здесь практически не встретишь распределительные подстанции низкого напряжения, электронные трансформаторы находятся непосредственно в домах.

Маркировка этих устройств четко не прописана, существует около 5 стандартов, в которых могут быть обозначены основные характеристики этих устройств.

Источник

Импульсные трансформаторы. Виды и особенности. Применение

Различные модели импульсных трансформаторов

Конструкция (виды) импульсных трансформаторов

В зависимости от формы сердечника и размещения на нем катушек, ИТ выпускаются в следующих конструктивных исполнениях:

Конструкция стержневого импульсного трансформатора

Конструкция импульсного трансформатора в броневом исполнении

Конструкция тороидального импульсного трансформатора

Конструктивные особенности бронестержневого импульсного трансформатора

На рисунках обозначены:

• A — магнитопроводный контур, выполненный из марок трансформаторной стали, изготовленной по технологии холодного или горячего металлопроката (за исключением сердечника тороидальной формы, он изготавливается из феррита);
• В — катушка из изолирующего материала
• С — провода, создающие индуктивную связь.

Заметим, что электротехническая сталь содержит мало добавок кремния, поскольку он становится причиной потери мощности от воздействия вихревых токов на контур магнитопровода. В ИТ тороидального исполнения сердечник может производится из рулонной или ферримагнитной стали.

Пластины для набора электромагнитного сердечника подбираются толщиной в зависимости от частоты. С увеличением этого параметра необходимо устанавливать пластины меньшей толщины.

Диагностика неисправностей инверторов

Непосредственно перед выполнением восстановления работоспособности инверторного оборудования для сварки следует ознакомиться с типовыми неисправностями и наиболее эффективными методами диагностики.

В большинстве случаев, ремонт полуавтоматов для сварки следует производить по такому алгоритму:

1. Визуальный осмотр всех узлов инвертора.
2. Зачистка окислившихся контактов при помощи растворителя и щетки.
3. Изучение конструкции инвертора по идущей в комплекте документации.
4. Диагностика неисправности.
5. Замена нерабочих электронных компонентов.
6. Пробный запуск.

Все неисправности, при которых может потребоваться ремонт своими руками сварочных аппаратов делятся на три вида:

• возникшие из-за неправильного выбора режима сварки;
• возникшие из-за нарушения в работе одного из элементов электронной схемы прибора;
• возникшие из-за попадания пыли или сторонних предметов в корпус инверторного блока питания.

Перед тем, как проверить сварочный аппарат на предмет неисправных радиодеталей, следует провести полную чистку от пыли и грязи. Засорение элементов охлаждения системы поддержания дуги может пагубно сказаться на работоспособности многих электронных компонентов.

Если при предварительной визуальной проверке не выявлены неисправности, то следует переходить к более глубокой диагностике.

Типичные причины выхода из строя инвертора представлены:

• попаданием жидкости внутрь корпуса инвертора, повлекшим за собой окисление токопроводящих дорожек и коррозию основных радиоэлементов;
• обилием пыли и грязи внутри корпуса, вследствие которых существенно ухудшилось охлаждение и произошел перегрев силовых микросхем;
• перегревом работы инвертора из-за выбора неправильного режима работы, вследствие которого может потребоваться ремонт сварочных выпрямителей.

Ремонт сварочного трансформатора, в отличие от инвертора, может выполняться без существенных навыков и умений. В трансформаторных сборках используются радиоэлементы, которые обладают невероятно длительным жизненным циклом.

Методика ремонта преобразователя и других ключевых узлов инверторного источника тока будут показаны в следующем разделе.

Принцип работы

Основная особенность трансформаторов импульсного типа (далее ИТ) заключается в том, что на них подаются однополярные импульсы с постоянной токовой составляющей, в связи с чем магнитопровод находится в состоянии постоянного подмагничивания. Ниже показана принципиальная схема подключения такого устройства.

Схема: подключение импульсного трансформатора

Как видите, схема подключения практически идентична с обычными трансформаторами, чего не скажешь о временной диаграмме.

Временная диаграмма иллюстрирующая работу импульсного трансформатора

На первичную обмотку поступают импульсные сигналы, имеющие прямоугольную форму е(t), временной интервал между которыми довольно короткий. Это вызывает возрастание индуктивности во время интервала tu, после чего наблюдается ее спад в интервале (Т-tu).

Перепады индукции происходят со скоростью, которую можно выразить через постоянную времени по формуле: τp=L0/Rн

Коэффициент, описывающий разность индуктивного перепада, определяется следующим образом: ∆В=Вmax — Вr

Более наглядно разность индукций представлена на рисунке, отображающем смещение рабочей точки в магнитопроводном контуре ИТ.

График смещения

Как видно на временной диаграмме, вторичная катушка имеет уровень напряжения U2, в котором присутствуют обратные выбросы. Так проявляет себя накопленная в магнитопроводе энергия, которая зависит от намагничивания (параметр iu).

Импульсы тока проходящего через первичную катушку, отличаются трапецеидальной формой, поскольку токи нагрузки и линейные (вызванные намагничиванием сердечника) совмещаются.

Уровень напряжения в диапазоне от 0 до tu остается неизменным, его значение еt=Um. Что касается напряжения на вторичной катушке, то его можно вычислить, воспользовавшись формулой:

• Ψ — параметр потокосцепления;
• S – величина, отображающая сечение магнитопроводного сердечника.

Учитывая, что производная, характеризующая изменения тока, проходящего через первичную катушку, является постоянной величиной, нарастание уровня индукции в магнитопроводе происходит линейно. Исходя из этого, допустимо вместо производной внести разность показателей, сделанных через определенный интервал времени, что позволяет внести изменения в формулу:

в этом случае ∆t будет отождествляться с параметром tu , который характеризует длительность, с которой протекает входной импульс напряжения.

Чтобы вычислить площадь импульса, с которым напряжение образуется во вторичной обмотке ИТ, необходимо обе части предыдущей формулы умножить на tu. В результате мы придем к выражению, которое позволяет получить основной параметр ИТ:

Заметим, что от параметра ∆В прямо пропорционально зависит величина площади импульса.

Вторая по значимости величина, характеризующая работу ИТ, — перепад индукции, на него влияют такие параметры, как сечение и магнитная проницаемость сердечника магнитопровода, а также числа витков на катушке:

• L0 — перепад индукции;
• µа — магнитная проницаемость сердечника;
• W1 — число витков первичной обмотки;
• S — площадь сечения сердечника;
• lcр — длинна (периметр) сердечника (магнитопровода)
• Вr — величина остаточной индукции;
• Вmax – уровень максимального значения индукции.
• Hm — Напряженность магнитного поля (максимальная).

Учитывая, что параметр индуктивности ИТ полностью зависит от магнитной проницаемости сердечника, при расчета необходимо исходить из максимального значения µа, которое показывает кривая намагничивания. Соответственно, что у материала, из которого делается сердечник, уровень параметра Вr, отображающий остаточную индукцию, должен быть минимальным.

Видео: подробное описание принципа работы импульсного трансформатора https://www.youtube.com/watch?time_continue=13&v=XYxKfYd8Elk

Исходя из этого, в качестве на роль материала сердечника ИТ, идеально подходит лента, изготовленная из трансформаторной стали. Также можно применять пермаллой, у которого такой параметр как коэффициент прямоугольности, минимальный.

Высокочастотным ИТ идеально подходят сердечники из ферритовых сплавов, поскольку этот материал отличается незначительными динамическими потерями. Но из-за его низкой индуктивности приходится делать ИТ больших размеров.

Применение в импульсных источниках питания

ТПИ широко применяют в импульсных источниках питания в промышленности для газовых лазеров, триодных генераторов, магнетроны и другого оборудования. В бытовой сфере они установлены на компьютерах и телевизорах. Кроме преобразования импульсов они необходимы для стабилизации входящих напряжений, в том числе для защиты от короткого замыкания, чрезмерного перегрева повышении нагрузки.

Расчет импульсного трансформатора

Рассмотрим, как необходимо производить расчет ИТ . Заметим, КПД устройства напрямую связано с точностью вычислений. В качестве примера возьмем схему обычного преобразователя, в которой используется ИТ тороидального вида.

Схема преобразователя

В первую очередь нам потребуется вычислить уровень мощности ИТ, для этого воспользуемся формулой: Р=1,3 х Рн.

Значение Рн отображает, сколько мощности будет потреблять нагрузка. После этого рассчитываем габаритную мощность (Ргб), она должна быть не меньше мощности нагрузки:

Необходимые для вычисления параметры:

• Sc – отображает площадь сечения тороидального сердечника;
• S0 – площадь его окна (как наитии это и предыдущее значение показано на рисунке);

Основные параметры тороидального сердечника

• Вмакс – максимальный пик индукции, она зависит от того, какая используется марка ферромагитного материала (справочная величина берется из источников, описывающих характеристики марок ферритов);
• f – параметр, характеризующий частоту, с которой преобразуется напряжение.

Следующий этап сводится к определению количества витков в первичной обмотке Тр2:

(полученный результат округляется в большую сторону)

Величина UI определяется выражением:

UI=U/2-Uэ ( U – питающее преобразователь напряжение; Uэ— уровень напряжения, поступающего на эмиттеры транзисторных элементов V1 и V2).

Переходим к вычислению максимального тока, проходящего через первичную обмотку ИТ:

Параметр η равен 0,8, это КПД, с которым должен работать наш преобразователь.

Диаметр используемого в обмотке провода вычисляется по формуле:

Осталось рассчитать выходную обмотку ИТ, а именно, количество витков провода и его диаметр:

Если у вас возникли проблемы с определением основных параметров ИТ, в интернете можно найти тематические сайты, позволяющие в онлайн режиме рассчитать любые импульсные трансформаторы.

Технические характеристики и намоточные данные трансформаторов ТПИ

ТПИ служат для передачи кратковременных импульсов с наименьшими искажениями и действуют в переходящих процессах. Они позволяют менять уровни и полярность импульсного тока и согласовывать напряжение сопротивления генераторов с потребителями нагрузки, разделить потенциалы приемо-передающих устройств, и принимать сигналы от источника на определенных нагрузках. Они служат основным конвертирующим компонентом в оборудовании.

Существует несколько видов обмоток для ТПИ:

• спиральные. Используют для снижения индуктивного рассеивания;
• конические. Применяются для уменьшения индуктивного рассеивания и повышения обмоточной емкости;
• цилиндрические. Обладают хорей технологичностью и простотой конструкции.

Применение каждого типа зависит от условий эксплуатации и требований целевого оборудования.

Применяется в блоках питания для радиоэлектроники. Сердечник выполнен из феррита марки Ф-720. Имеет длину и высоту 42 миллиметра, и ширину 20 мм. На внешние источники его устанавливают в качестве импульсных преобразователей, конвертируя колебания энергии в частоты до нескольких килогерц. Катушка имеет спиральную рядовую обмотку, выполненную из медной проволоки толщиной несколько сотых долей миллиметра. Изоляция сделана из технической пленки, количество выводов 18.

Ремонт основных неисправностей

После осуществления диагностики, и выявления причин некорректной работы импульсного блока питания, можно приступать к его ремонту:

1. Скопившуюся внутри блока питания пыль можно просто устранить при помощи обычного бытового пылесоса.
2. Если причина была в неисправном предохранителе, то необходимо приобрести новую деталь, которая имеется во всех соответствующих в магазинах. После этого, осуществляется удаление старого элемента и пайка нового предохранителя. Если эта последовательность действий не помогла, и блок питания так и не заработал, то остается отдать его в мастерскую для диагностики при помощи профессиональных видов оборудования, либо просто приобрести новое устройство.
3. Если проблема была в конденсаторах или диодах, то неисправность исправляется по такому же алгоритму: приобретаются новые детали и впаиваются в схему вместо старых элементов.
4. Если проблема неисправности заключалась в дросселе, то его заменять необязательно, поскольку этот элемент можно починить по довольно легкой методике. Дроссель извлекается из блока питания, после чего его потребуется разобрать и начать сматывать обгоревший провод, при этом, важно внимательно считать сматываемые витки. Затем необходимо подобрать аналогичный провод с равным диаметром и намотать его вместо испорченного проводника, осуществляя такое же количество витков, которое было смотано. После осуществления этих действий, дроссель устанавливается обратно на свое место и, если все было сделано правильно, устройство должно функционировать.
5. Термисторы ремонту не подлежат, их просто меняют на новые элементы, чаще всего это осуществляется вместе с предохранителями.
6. Для профилактики, во время ремонта можно извлечь из устройства кулер и смазать машинным маслом, после чего установить его на место.
7. Если на поверхности платы были обнаружены трещины, которые повредили соединение контактов, то их необходимо закрыть при помощи пайки. Таким же образом исправляется любое нарушение контактов в резисторе, индукторе или трансформаторе.

Источник