Меню

Разделительный трансформатор стабилизатор напряжения

Разделительный трансформатор в мастерской домашнего электрика

Как работает разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор в мастерской домашнего электрикаРазделительным трансформатором называется трансформатор, который предназначен для электрического (специалисты говорят — гальванического) разделения питающей электрической сети и потребителя электроэнергии. Потребители — это мы с вами, а зачем нас разделять? Для безопасности!

Основной задачей разделительного трансформатора является повышение электробезопасности за счет того, что его вторичные цепи не имеют электрической связи с землей, а значит — и с заземленной нейтралью трансфоматорной подстанции – источником напряжения.

В этом случае возникновение электрического пробоя на корпус не вызывает перегрузок по току, а сам прибор остается в рабочем состоянии. При случайном прикосновении человека к части устройства, аварийно находящегося под напряжением, ток утечки не превысит жизненно опасного порога и трагедии не случится.

Как работает разделительный трансформатор

Как работает разделительный трансформатор

Разделительный трансформатор — в домашнюю мастерскую

Таким образом, разделительный трансформатор далеко не лишний элемент в мастерской домашнего мастера, особенно, если ему приходится сталкиваться с ремонтом домашних бытовых приборов. В продаже не встречаются разделительные трансформаторы непромышленного назначения, но такой несложно изготовить самому на базе подходящего трансформатора от отечественных телевизоров ушедшего поколения.

Подойдет унифицированный трансформатор ТС практически любой мощности, поскольку современные электрические помощники на дому не отличаются большой прожорливостью. Способ переделки — универсальный и не требует особых навыков, а потому — по силам каждому, кто умеет обращаться с паяльником и измерять напряжение.

Для примера приведу готовую конструкцию на основе ТС-250М.

Разделительный трансформатор — в домашнюю мастерскую

Как сделать разделительный трансформатор

Готовый трансформатор размещен в корпусе от компьютерного блока питания и дополнен еще некоторыми функциями, о которых — позже. Полная схема ТС-250 показана ниже.

Как сделать разделительный трансформатор

Рассмотрим фрагмент схемы, который нас интересует и который будет подвергнут модернизации. В штатной схеме две полуобмотки 1- 2 и 1′ -2′ соединены последовательно и подключаются к розетке 220 вольт. ( Полуобмотки — слово, обозначающее, что каждая обмотка трансформатора разделена на две идентичные части, и размещены эти полуобмотки на двух одинаковых каркасах, как на фото выше. На новых трансформаторах обмотки между собой не соединены).

Как сделать разделительный трансформатор

Соответственно, с полуобмоток 5-15 и 5′-15′ снимается (по паспорту трансформатора) напряжение 208 вольт для питания вторичных цепей. Реально на приведенном экземпляре это напряжение составило 216 вольт на холостом ходу. Несложно догадаться, что каждая из первичных полуобмоток рассчитана на 110 вольт, а вторичные — на 104 вольта(108 вольт).

Показанное ниже изменение схемы позволит получить на выходе трансформатора 220 вольт. Теперь в качестве первичных полуобмоток трансформатора используются 1-2 и 5′-15′, а в качестве вторичных — 1′-2′ и 5-15. За счет идентичности намоточных данных пар полуобмоток, входные и выходные напряжения будут всегда равны. Рис. 6

Следует иметь ввиду, что мощность передаваемая в нагрузку трансформатором, теперь ограничивается мощностью обмотки с меньшим допустимым током. В рассматриваемом случае для обмотки 5-15 (5′-15′) максимальный ток — 0,8 ампера, а значит и максимальная мощность по формуле P = I x U ограничивается и равна P = 0,8А х 220В = 176 Вт.

На практике такой мощности будет с избытком в большинстве случаев. Не следует также опасаться неприятностей из-за того, что на полуобмотку 5′-15′ подается 110 вольт вместо расчетных 104-х. Во-первых, трансформатор все равно будет работать в легком, недогруженном режиме (176 ватт вместо 250), во-вторых, буква М в маркировке трансформатора обозначает, что трансформатор устойчив к перегрузкам и перенапряжениям.

Возвращаемся к конкретной конструкции разделительного трансформатора.

Как сделать разделительный трансформатор

На фото видна розетка для подключения нагрузки с предохранителем и индикаторной лампой в корпусе розетки. А для чего же патрон с лампой накаливания на верхней плоскости, спросите вы? Отвечаю — это доработка, которая существенно расширяет возможности прибора.

Читайте также:  Блок питания музыкального центра нет напряжения

Дополнительные функции разделительного трансформатора

Суть доработки ясна из приведенной ниже схемы.

Дополнительные функции разделительного трансформатора

Лампа включена последовательно в первичную обмотку трансформатора, но может быть зашунтирована переключателем, оставшимся здесь от компьютерного блока питания. В этом случае имеем обычный разделительный трансформатор. При разомкнутом переключателе трансформатор превращается в диагностический прибор.

С его помощью теперь несложно провести простейшие операции про диагностике неисправностей устройств с импульсными блоками питания. Рассмотрим это на примере телевизора. Для этого подключим его в розетку включенного в сеть трансформатора, выключатель разомкнут. Включаем телевизор с пульта ДУ или кнопкой и фиксируем поведение лампы:

— ничего не происходит — обрыв в шнуре питания, сгорел входной предохранитель телевизора, выгорели входные цепи блока питания;

— лампа при включении телевизора загорелась ровным полным светом — короткое замыкание в шнуре питания, во входных цепях блока питания;

— лампа ярко вспыхнула и погасла — блок питания исправен, нужно проверить основную плату телевизора.

Необходимо отметить, что проверка устройства (телевизора, в данном случае) происходит в щадящем режиме и не приводит к дальнейшему повреждению тестируемого прибора.

Пониженное переменное напряжение для проверки высоковольтных схем

Случалось ли вам проверять какую-либо электрическую схему под напряжением 220 вольт? Ведь правда — это опасно? С помощью дополнительного выхода трансформатора в

36 вольт это же можно сделать без всякого риска для здоровья.

Для реализации такого режима достаточно соединить последовательно обмотки 8-8′, 6-6′ и 4-4′ и вывести полученное напряжение на внешнюю розетку. На фото она так и подписана — « 36V», а расположена с обратной от выходной, 220-вольтовой розетки стороны . Теперь смело подключайте к ней ваше устройство и прослеживайте протекание тока в цепях, без опаски коснуться рукой элемента схемы под напряжением.

Дополнительные функции разделительного трансформатора

+12 вольт для проверки и настройки автомобильной электроники

В конструкцию включено еще одно дополнение — наличие свободных обмоток позволило встроить в схему двенадцативольтовый интегральный стабилизатор. С его помощью можно проверять и настраивать различные автомобильные и другие устройства рассчитанные на это напряжение.

Стабилизатор 7812 включен по стандартной схеме и особенностей не имеет. На фото ниже его видно внизу, на планке из фольгированного стеклопластика. Выходные клеммы на 12 вольт выведены над розеткой переменного напряжения в 36 вольт, а светодиодный индикатор наличия напряжения +12 вольт — на верхнюю панель конструкции.

Для продвинутых электриков и начинающих электронщиков

Предлагаемая конструкция чрезвычайно проста, но ей по силам решать и более сложные задачи. Это — проверка и ремонт устройств с импульсными блоками питания, в частности — телевизоров и импульсных блоков питания компьютеров.

Проверка работоспособности входных цепей импульсных блоков питания с помощью последовательно включенной лампы накаливания упомянута выше в статье и подробно описана на страницах интернета. Замечу лишь, что с помощью предлагаемой вашему вниманию конструкции это осуществить удобно и просто, не вызывая затруднений даже у начинающего ремонтника.

В тоже время не всем известно, что большинство импульсных блоков питания способны запускаться от пониженных напряжений (без нагрузки, естественно). Поэтому, если подключить исследуемый прибор к 36-вольтовой розетке, то с помощью измерительных приборов можно убедиться в исправности или отказе узла запуска.

Опять же, запитав схему запуска постоянным напряжением +12 вольт от описываемого устройства, легко проверить проверить работу генераторной микросхемы и ее обвязки, других элементов схемы. При этом необходимо отметить, что все работы проводятся при гальванической развязке от питающей сети и при безопасных для жизни напряжениях.

Все работы по пайке, монтажу электрических цепей следует проводить при отключенном от питающей сети устройстве! Это не только сохранит ваше здоровье, но и предотвратит выход элементов электрической схемы из строя при случайном замыкании.

Читайте также:  С каких единицах измеряется сила тока напряжение

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:

Обучение Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;

Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;

Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.

Starter box для первых экспериментов в подарок!

После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.

Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.

Источник



Что такое разделительный трансформатор: конструкция, принцип действия

Напряжение 220 В небезопасно для человека. Случайное прикосновение к фазному проводу или к корпусу прибора, оказавшемуся под напряжением, может привести к летальному исходу, если человек стоит на земле или заземленной поверхности. Особую опасность представляют сетевой ток во влажных помещениях. Безопасную эксплуатацию оборудования обеспечивает разделительный трансформатор. Он применяется для развязки гальванической связи блока питания с сетевым напряжением, что сводит к нулю вероятность поражения током.

Конструкция и принцип действия

Главное отличие разделительного трансформатора – отсутствие гальванической связи между катушками, которые надежно отделены гальванической изоляцией. Обычно обмотки образующие первичную цепь трансформатора по параметрам идентичны обмоткам во вторичных цепях. В таком случае коэффициент трансформации для данного разделительного трансформатора равен 1. То есть, устройство используется исключительно для гальванической развязки. Пример разделительного аппарата смотрите на рис. 1.

Характерной особенностью трансформаторов этого типа является то, что цепи вторичных обмоток в разделительной трансформации не оборудуются защитным заземлением. С целью обеспечения надежности гальванической развязки применяют дополнительную изоляцию между катушками. В отдельных случаях витки первичных обмоток отделяют защитным экраном от вторичных обмоток или разносят их физически на разные части магнитопровода.

В остальном конструкция и принцип работы не отличается от трансформаторов других типов:

  • на первичную обмотку поступает напряжение от сети;
  • возникающая при этом магнитная индукция распространяется по всему магнитопроводу.
  • ЭДС индукции возбуждает электрический ток в витках вторичной катушки.

Между напряжениями в катушках и токами существует зависимость: величины вторичных напряжений прямо пропорциональны первичным напряжениям, с коэффициентом пропорциональности k=W 2/W 1, а выходной ток обратно пропорционален току в первичной обмотке.

Благодаря отсутствию гальванической связи между катушками и отделению от цепи заземления первичной обмотки случайное прикасание к любому выводу вторичной катушки не приводит к поражению током. Остерегаться необходимо только одновременного касания разных выводов трансформатора.

Таким образом, при электрическом контакте с токоведущими частями оборудования запитанного от разделительного трансформатора электрическая цепь с землей не образуется, что исключает возможность поражения электротоком. Разделительные трансформаторы обеспечивают также защиту подключенных электроприборов при однофазных замыканиях. Если КЗ произойдет в первичной цепи, то вторичная цепь просто обесточивается. Однако для полной защиты в первичную цепь подключайте УЗО.

Назначение

Автономные силовые обмотки в основном применяются для отделения цепей электротехнических устройств от напряжений, поставляемых электрической сетью. При этом мощность нагрузки составляет от 100 Вт до 60 кВт. Электрические приборы, отделенные от питающей сети, получают дополнительную защиту, они безопаснее в обслуживании.

Разделительные трансформаторы применяются для подключения нагрузки в помещениях с условиями. повышающими уровень опасности поражения электрическим током. Такими сооружениями являются подвалы, ванные комнаты, и другие помещения с повышенной сыростью.

В целях безопасности делают гальваническую развязку оборудования применяемого в медицинских учреждениях. Подключать разделительный трансформатор целесообразно везде, где существуют повышенные требования к безопасности, там, где нет надежной изоляции с землей.

Читайте также:  Напряжение смещения диода это

Разновидности

В электротехнике довольно часто используют понижающий трансформатор с гальваническим разделением цепей первичной обмотки и вторичной катушки.

Такого типа разделительный понижающий аппарат позволяет решить две задачи:

  • понизить напряжение до требуемого уровня;
  • обеспечить безопасную эксплуатацию оборудования.

Семейство силовых трансформаторов включает в себя серии однофазных трансформаторов, обладающими различными номинальными мощностями. Промышленные силовые агрегаты обычно бывают внушительных размеров и устанавливаются стационарно в специальных боксах (см. рис. 2).

Существуют компактные переносные устройства (см. рис. 3).

Применение переносных трансформаторов удобно в тех случаях, когда электрооборудование не может быть установлено стационарно, а используется периодически. Например, при использовании электроинструмента в кабельных колодцах, в подвалах и т.п. При номинальных первичных напряжениях эти устройства стабильно работают. Они хорошо защищены от воздействия влаги и прочих влияний окружающей среды.

Во входных сигнальных блоках, а также в других цепях электронного оборудования применяются малогабаритные, высокочастотные импульсные трансформаторы.

По конструкции сердечника сетевой трансформатор чаще всего бывает стержневого типа. Встречаются также тороидальные модели.

Технические характеристики

Промышленность поставляет на рынок множество моделей с различными характеристиками. Запомнить их просто невозможно. Да в этом нет необходимости. Большинство характеристик будут интересны только узким специалистам.

Для практических целей достаточно знать основные параметры трансформатора. Обычно эти параметры указаны в паспорте устройства.

При выборе разделительного трансформатора обращайте внимание на следующие основные характеристики:

  • номинальная мощность;
  • частота тока;
  • первичное напряжение;
  • выходное (вторичное) напряжение;
  • условное обозначение схемы соединения обмоток;
  • напряжение в режиме короткого замыкания;
  • тепловые потери при коротком замыкании;
  • ток в режиме холостого хода;
  • тепловые потери при работе в режиме холостого хода;
  • габаритные размеры.

Номинальная мощность должна совпадать или немного превышать мощность нагрузки. Первичное напряжение должно соответствовать параметрам первичной сети, а вторичное – напряжению питания подключаемых электроприборов. При выборе импульсных трансформаторов обращайте внимание на частоту тока.

Характеристики, выделенные курсивом важны, но для их понимания требуются более глубокие познания в сфере электротехники.

Порядок подключения

Однофазное напряжение формируется методом подключения одной из фаз к нулевому проводу через нагрузку. В нашем случае нагрузкой служит первичная обмотка. Поэтому, когда фазный ток попадает на корпус прибора, то при его касании и одновременном контакте с заземленным предметом, через тело оператора проходит электрический ток.

Применение метода гальванической развязки исключает такую возможность, так как вторичная обмотка не заземлена. Поэтому, перед подключением убедитесь, что вы действительно имеете дело с разделительным трансформатором. Для этого тестером проверьте отсутствие соединения вторичной обмотки с корпусом и с витками первичной обмотки.

В том случае, если вторичная обмотка одна, а обе катушки физически разнесены на разные части сердечника, можно обойтись визуальным осмотром. В противном случае проверка обязательна. Заметьте, что между вторичными обмотками (если их несколько) гальваническая связь может существовать, и это нормально.

Пример схемы подключения приведен на рисунке 5. Обратите внимание, что корпус подключенного оборудования в первичную цепь на этой схеме заземлен. Кроме того, того, чтобы усилить защиту применено УЗО. Если вы используете переносной или стационарный разделительный трансформатор то заземлять оборудование во вторичной цепи не нужно.

Разница потенциалов между фазой и землей в первичной цепи составляет 220 В, в то время, как в защищенной цепи напряжение между фазой и землей нулевое.

Подключайте нагрузки, мощность которых не превышает номинала трансформатора. Несоблюдение этого правила может привести к перегреву обмоток, что чревато разрушениями изоляции.

Источник