Как проверить трансформатор мультиметром – диагностика неисправностей

Как работает трансформатор, и для чего он нужен?
Как рассчитать обмотку трансформатора?
Какие бывают трансформаторы?
Как определить обмотки трансформатора?
Напряжение короткого замыкания трансформатора – для чего его нужно знать?

Трансформаторы применяются практически во всех электроприборах, как промышленных, так и бытовых.

Оставим за рамками статьи трансформаторы, используемые энергетическими компаниями, и рассмотрим устройства преобразования напряжения, применяемые в блоках питания домашних электроприборов.

Конструкция преобразователя

Перед тем как приступить непосредственно к проверке импульсного трансформатора (ИТ), желательно знать, как он устроен, понимать принцип действия и различать существующие виды. Такое импульсное устройство используется не только как часть блока питания, его задействуют при построении защиты от короткого замыкания в режиме холостого хода и в качестве стабилизирующего элемента.

Импульсный трансформатор используется для преобразования величины тока и напряжения без изменения их формы. То есть он может изменить амплитуду и полярность различного рода импульса, согласовать между собой различные электронные каскады, создать надёжную и устойчивую обратную связь. Поэтому главным требованием, предъявляемым к нему, является сохранение формы импульса.

Добиваются этого снижением паразитных величин, таких как межвитковая ёмкость и индуктивность, путём использования небольших сердечников, расположением витков, уменьшением числа обмоток. Основными характеристиками трансформатора являются: мощность и рабочее напряжение. Конструктивно устройство может быть выполнено в следующем виде:

стержневом — магнитопровод такого трансформатора выполняется из П-образных пластин, обхваченных обмотками;
броневом — используются Ш-образные пластины, а обмотки располагаются в катушках, образуя своеобразную броню;
тороидальном — его вид напоминает геометрическую фигуру тор, при этом он не имеет катушек, а обмотка наматывается на сердечник;
смешанном (бронестержневом) — собирается из четырёх катушек и магнитопровода совмещённого типа.

Магнитопровод в трансформаторе выполняется из пластин электротехнической стали, кроме тороидальной формы, в которой он сделан из рулонного или ферромагнитного материала. Каркасы катушек размещаются на изоляторах, а провода используются только медные. Толщина пластин подбирается в зависимости от частоты.

Расположение обмоток может быть выполнено спиральным, коническим и цилиндрическим видом. Особенностью первого типа является использование не проволоки, а широкой тонкой фольгированной ленты. Второго — выполняются с различной толщиной изоляции, влияющей на напряжение между первичной и вторичной обмотки. Третьего же типа представляют собой конструкции с намотанной проволокой на стержень по спирали.

Читать еще: Как правильно варить сваркой: инструкция и видео урок

Разновидности

Сегодня на рынке можно найти множество разновидностей трансформатора. В зависимости от выбранной производителем конструкции могут использоваться разнообразные материалы. Что касается формы, она выбирается исключительно из удобства размещения устройства в корпусе электроприбора. На расчетную мощность влияет лишь конфигурация и материал сердечника. При этом направление витков ни на что не влияет – обмотки наматываются как навстречу, так и друг от друга. Единственным исключением является идентичный выбор направления в случае, если используется несколько вторичных обмоток.

Для проверки подобного устройства достаточно обычного мультиметра, который и будет использоваться, как тестер трансформаторов тока. Никаких специальных приборов не потребуется.

Под напряжением

Испытания с поданным питанием проводятся, когда стоит вопрос о том, как проверить трансформатор на межвитковое замыкание. Если мы знаем величину питающего напряжения устройства, для которого предназначен трансформатор, то замеряют вольтметром значение холостого хода. То есть провода выводные находятся в воздухе.

Если значение напряжения отличается от номинального, то делают выводы о межвитковом замыкании в обмотках. Если при работе устройства слышны треск, искрение, то такой трансформатор лучше сразу выключить. Он неисправен. Существуют допустимые отклонения при измерениях:

Для напряжения значения могут отличаться на 20%.
Для сопротивления нормой является разброс значений в 50% от паспортных.

Порядок выявления дефектов трансформатора

Для проверки неисправностей трансформатора прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Это можно сделать по его маркировке, где указываются номера выводов, обозначение типа (тогда можно воспользоваться справочниками), при достаточно большом размере даже есть рисунки. Если трансформатор непосредственно в каком-то электронном приборе, то все это прояснят принципиальная электрическая схема на устройство и спецификация.

Определив все выводы, мультиметром можно проверить два дефекта: обрыв обмотки и замыкание ее на корпус или другую обмотку.

Для определения обрыва надо «прозвонить» в режиме омметра по очереди каждую обмотку, отсутствие показаний («бесконечное» сопротивление) указывает на обрыв. На цифровом мультиметре могут быть недостоверные показания при проверке обмоток с большим числом витков из-за их высокой индуктивности.

Для поиска замыкания на корпус один щуп мультиметра подсоединяется к выводу обмотки, а вторым поочередно касаются выводов других обмоток (достаточно одного любого из двух) и корпуса (место контакта нужно зачистить от краски и лака). Короткого замыкания быть не должно, проверить так необходимо каждый вывод.

Читать еще: Особенности применения активного паяльного жира

Прямой метод (проверка схемы под нагрузкой)

Именно он первым приходит на ум: нужно замерять токи в первичной и вторичной обмотках работающего устройства, а затем путем деления их друг на друга определить фактический коэффициент трансформации. Если он соответствует паспортному — трансформатор исправен, если нет — нужно искать дефект. Этот коэффициент можно вычислить и самостоятельно, если известно напряжение, которое должен выдавать прибор.

К примеру, если на нем написано 220В/12В, то перед нами понижающий трансформатор, следовательно, ток во вторичной обмотке должен быть в 220/12 = 18,3 раза выше, чем в первичной (термин «понижающий» относится к напряжению).

Схема поверки однофазного трансформатора методом непосредственного измерения первичного и вторичного напряжений с использованием образцового трансформатора

Нагрузку к вторичной обмотке нужно подключать такую, чтобы в обмотках протекали токи не ниже 20% от номинальных значений. При включении будьте настороже: если раздастся треск, появится запах гари, либо вы увидите дым или искрение, прибор нужно сразу же отключить.

Если у тестируемого трансформатора несколько вторичных обмоток, то те из них, которые не подключены к нагрузке, должны быть закорочены. В разомкнутой вторичной катушке при подключении первичной к источнику переменного тока может появиться высокое напряжение, способное не только вывести из строя оборудование, но и убить человека.

Последовательное соединение обмоток трансформатора при помощи батарейки и мультиметра

Если речь идет о высоковольтном трансформаторе, то перед включением нужно проверить, не нуждается ли его сердечник в заземлении. Об этом говорит наличие специальной клеммы, помеченной литерой «З» или специальным значком.

Прямой метод проверки трансформатора позволяет со всей полнотой оценить состояние последнего. Однако, далеко не всегда имеется возможность включить трансформатор с нагрузкой и произвести все необходимые замеры.

Как отличить первичную обмотку от вторичной в трансформаторе

Существует три основных признака первичной обмотки трансформатора:

1) В понижающем трансформаторе сопротивление первичной обмотки значительно выше, чем вторичной.

2) Как правило, первичная обмотка наматывается более тонким проводом.

3) Первичная обмотка транса наматывается ближе к магнитопроводу для увеличения КПД трансформатора.

4) Если трансформатор запаян в схему, можно посмотреть по выводам. Во вторичной обмотке, как правило включается диодный мостик и за ним электролитический конденсатор большой емкости (от 1000мкф). В первичной, обычно ставят предохранитель.
Подробно, как определить где первичная обмотка смотрите видео ниже.

Читать еще: Принцип работы полевого транзистора для чайников

Как прозвонить обмотки трансформатора?

Если в вашем распоряжении цешка или мультиметр, выяснить где и какая обмотка не так сложно. Включаем тестер в режим измерения сопротивления (100ом) и прозваниваем выводы трансформатора. Допустим, тестер показал на одной из обмоток 89ом, на другой всего 7ом — соответственно это вторичка.

Определение тока холостого тока

Если в ходе предыдущих проверочных работ неисправность не выявлена, рекомендуется выполнить диагностику на ток ХХ. Зачастую он составляет 0,1-0,15 от номинала. Для выполнения диагностики измерительный прибор используется в режиме амперметра. Мультиметр подсоединяется к диагностируемому устройству замкнутым накоротко. Это условие важно, поскольку при подаче тока на катушку его значение увеличивается в сотни раз по сравнению с номиналом. После размыкания выводов тестера на дисплее отображается значение тока без нагрузки, т.е. тока ХХ. Идентично измеряются его величины на вторичных катушках. Для определения напряжения обычно используется реостат. Альтернативой ему способна стать спираль из вольфрама или набор ламп. Для повышения нагрузки уменьшается число витков спирали или увеличивается число лампочек.

Меры предосторожности

При проведении измерений под напряжением может произойти поражение электрическим током, вплоть до летального исхода. Избежать опасности помогут два правила:

Категорически запрещается дотрагиваться до внутренних деталей СВЧ-печки во время ее работы. Чтобы выполнять измерения, необходимо надеть на зажимы тестера щупы-«крокодилы» — ими и подключаться к участкам цепи.
Если нужно прикоснуться к высоковольтным частям руками, следует не только отключить печку от электросети: предотвратить поражение током можно, замкнув на корпус выводы магнетрона. Благодаря такой предосторожности вы защитите себя от разряда конденсатора. В электрической цепи микроволновки имеется резистор для разряда конденсатора, однако он не исключает опасность на 100%. Резистор может сгореть или его вовсе забыли поставить, а такая ошибка может стоить жизни любителю самостоятельного ремонта.

Ремонт любой электротехники сопряжен с опасностью поражения электротоком. При проверке трансформатора в микроволновке нужно быть особенно осторожным из-за высокого напряжения и конденсатора. Используйте безопасные методы измерений и соблюдайте правила безопасности.