Замена сетевой обмотки в маломощном трансформаторе

Сетевая обмотка маломощных трансформаторов адаптеров различных малогабаритных плееров, приемников FM, сотовых телефонов, электронных будильников и других аппаратов(особенно изготовленных в Китае) часто выходит из строя.

Это происходит по ряду причин, главная из которых та, что сетевая обмотка наматывается очень тонким проводом (диаметром 0,05...0,07 мм) и с нарушением технологии намотки.

Последнее (при намотке “внавал”) приводит к западанию верхних витков в нижние “слои” (межвитковому пробою и их короткому замыканию); намотке меньшего, чем необходимо, количества витков, в итоге - к перегреву обмотки и ее перегоранию.

Учитывая, что многие производители первичную сетевую и вторичные обмотки наматывают на отдельных съемных секциях, сгоревшую секцию легко заменить на исправную новую (если ее удастся найти) или перемотать. Как же поступить, если первичная обмотка основательно греется, а в целом аппарат работает нормально?

Если в аппарате достаточно места, то последовательно с первичной сетевой обмоткой необходимо включить гасящий конденсатор С1 [1] (рис. 1а), емкость которого рассчитана по формуле (для частоты сети 50 Гц):

формула для расчета

где:

  • Uc- максимальное напряжение в сети, В;
  • U1 - напряжение на первичной обмотке трансформатора Т1, при котором она не греется (трансформатор Т1 нормально нагружен),
  • В; / - измеренный ток в первичной обмотке при напряжении на ней U1 А.

В том случае, если не удается измерением определить напряжение U1 т.е. остывшая обмотка при исходном пониженном напряжении на ней и затем постепенном его повышении греется все так же (меж-витковое замыкание), обмотку придется перематывать и, возможно, новым проводом.

Величина конденсатора С1 определена, он подключен, а нагревание сетевой обмотки продолжается, так как напряжение на ней, как и на конденсаторе С1, стало больше сетевого!

Дело в том, что емкость С1 рассчитана по формуле, предполагающей, что сетевая обмотка имеет сопротивление только активного характера, и не учитывает ее индуктивности L, работающей в последовательном контуре резонанса напряжений [2] С1, L на частоте сети (50 Гц), хотя и расстроенном (рис. 1а).

Схемы подключения сетевой обмотки трансформатора

Рис. 1. Схемы подключения сетевой обмотки трансформатора.

Резонанс напряжений обычно на частоте 50 Гц применяется радиолюбителями довольно редко [3] из-за боязни перенапряжений на L и С, приводящих к их пробою, перегоранию. Для получения на сетевой обмотке трансформатора напряжения, равного U1 требуется расстройка А контура С1, L (рис. 16).

Сначала устанавливаем величиной емкости С1 напряжение ниже U1 а затем постепенно доводим до U1, снижая величину емкости С1. Рабочее напряжение конденсатора С1 должно быть в два раза больше напряжения сети. Итак, трансформатор больше не греется, но конденсатор такой величины и габаритов, что не помещается в корпусе аппарата.

Другой настройке, дающей такую же величину напряжения U1 на сетевой обмотке соответствует точка В на резонансной кривой, при значении емкости конденсатора С2 меньшей, чем С1 по величине, т.е. при частоте, превышающей частоту 50 Гц (рис. 16).

Практически, начиная с емкости 0,05 мкФ, постепенно увеличивая на одну “ступеньку” по номинальному ряду конденсаторов ГОСТа, добиваются напряжения на сетевой обмотке, равного U1.

Добились необходимого, конденсатор С2 размещается в корпусе аппарата. Электронные часы ЛС МОП - структуры, постоянно потребляющие одну мощность, работают нормально, но будильник, плеер, радиоприемник - “захлебываются" (так как имеют переменную мощность потребления).

В этом случае нужна стабилизация напряжения U1 при изменениях напряжения сети и нагрузки. Выходом из положения является подключение параллельно сетевой обмотке (ее собственной емкости) конденсатора С3, т.е. введение дополнительного параллельного резонансного контура С3, L (рис. 1в) с резонансной кривой Unap. (рис. 16).

Сумма напряжений Uпосл. и Uпap. дает U1- практически стабилизированное переменное напряжение. Величину емкости конденсатора С3 тоже надо подобрать при полной нагрузке аппарата (максимальном потреблении) от 0,005 мкФ в сторону увеличения, добиваясь Ur.

Конденсаторы С2 и С3 значительно меньше по габаритам С1, хотя напряжение, на которое они должны быть выбраны, составляет не менее 400 В. Если сетевая обмотка сгорела или имеет короткозамкнутые витки, то остается только ее перематывать.

Для радиолюбителя страшна не сама перемотка, а счет большого количества витков, неуверенность в том, что обмотка будет долго работать.

Принцип намотки

Рис. 2. Принцип намотки.

Из опыта. Плотную надежную обмотку тонким проводом “внавал” удается намотать только на жестком каркасе катушки (рис. 2), скрупулезно выдерживая методику намотки:

  1. Закрепить нитками “удавкой” гибкий вывод из тонкого гибкого изолированного провода (лучше во фторопластовой изоляции) около щечки с отверстием;
  2. Изолировать место соединения гибкого вывода и начало обмотки фторопластовой пленкой толщиной 0,1 мм;
  3. Намотать 300...500 витков 2 (считать в дальнейшем придется как раз столько, но многократно), покрывая провод вывода, максимально прижимая витки 2 к щечке и “подпирая” их витками, постепенно смещаясь к центру катушки;
  4. Переход намоточного провода к другой щечке и намотке 3 того же количества витков, максимально прижимая витки 3 к щечке (уже другой, чем в п.З) и подобно п.З;
  5. Намотка, попеременно выполняя п.п.3,4 до витков “слоев” “N” и “N + 1”;
  6. Выполнить пункты 2 и 1;
  7. Наложить и закрепить клеем покровную изоляцию катушки слоем “N + 2” из лакоткани или фторопластовой пленки;
  8. Собрать каркасы сетевой, вторичной обмоток и пластины трансформатора Т1.

То, что фактически количество витков сетевой обмотки не подсчитано, ничего не значит. Ведь даже приблизительно неизвестно, сколько их должно было быть, и правильно ли они прежде были намотаны.

Ошибиться легко и при подсчете диаметра провода (в разных странах различные провода не только по электропроводимости меди, но и по толщине лаковой изоляции).

Поэтому мотайте имеющимся у вас проводом диаметром 0,07...0,1 мм (например, от старых реле РКМ-1 телефонной станции), но не толще, так как тогда, применяя ранее описанную методику настройки, величины С2 и С3 могут оказаться слишком большими и их будет невозможно (по габаритам) разместить в аппаратах.

Примечание

Величину U1 можно определить не только ориентируясь по началу нагрева остывшей обмотки, но и по фактическому напряжению питания микросхем, доводя его до паспортного значения этих микросхем, изменяя U1 автотрансформатором.

При подборе С2, С3 обязательно изменение порядковыми “ступеньками”. Если при равенстве величин С2 и С3 U1 еще не достигнуто, то дальнейшего изменения необходимо добиваться попеременным “ступенчатым” изменением С2, затем С3 и т.д.

Измерять напряжение лучше прибором электромагнитной системы, так как магнитоэлектрические приборы [4] дают искаженные показания при возможном ограничении синусоиды сетевого напряжения в насыщенном сердечнике трансформатора.

Намотали сетевую обмотку до заполнения и при напряжении 220 В на ней трансформатор не греется. Значит, случайно вам повезло и конденсаторы С2 и С3 не нужны. Намотали больше, чем необходимо, конденсаторы С2 и С3 будут меньше по величине и размерам, и тем проще их дополнительно разместить в корпусе аппарата.

Внимание! Не забывайте выключать аппарат из сети при подборе конденсаторов. У меня в электронных часах - будильнике РП ФМ Elta 4202: БМТ-2 0,068 и 0,022мкФ/400 В. У вас другие, малогабаритные, например, К73-11 (15, 16, 17) на 400, 630 В [5].

Для обеспечения более надежной электробезопасности при настройке устройства лучше запитывать его от сети через маломощный переходной сетевой трансформатор с соотношением витков 1:1.

Н. Ивашин. РМ-02-17.

Литература:

  1. Н.Ивашин. Зарядное устройство аккумуляторов. - Радио, 1960, №2, с. 56.
  2. В. Бензарь. Резонанс напряжений. - Радиолюбитель, 2003, №1, с. 41, 42; Резонанс напряжений. - Радиолюбитель, 2003, №2, с. 39, 40.
  3. В.Кислов. Феррорезонансный стабилизатор с компенсационным конденсатором. - Радио, 1961, №1, с. 54, 55; №7 с. 61; №10, с. 63; 1967, №8, с. 80, №12, с. 42.
  4. Т.В. Корнеева. Толковый словарь по метрологии, измерительной технике и управлению качеством. - М.; Русский язык, 1990, с. 58.
  5. Справочник по электрическим конденсаторам под редакцией И.И. Четверткова и В.Ф. Смирнова. - М.; Радио и связь, 1983, с. 175...190.
1 422 Ремонт и модернизация
трансформатор сетевой трансформатор ремонт
Написать комментарий:

cashback