Включение трансформаторов на 400 Гц в осветительной сети 220 В 50 Гц
Если разобраться по существу в многообразии промышленных и самостоятельно изготовляемых радиолюбителями источников питания, то напрашивается удивительный вывод. В основном встречаются такие источники, в которых применяются одни и те же (из большого многообразия находящихся в продаже) понижающие трансформаторы.
Все эти трансформаторы, по сути, выполняют одну роль. Благодаря магнитной индукции часть напряжения на первичной обмотке трансформатора передается на вторичную обмотку. Род тока при этом не изменяется, а коэффициент трансформации зависит от сопротивления обмоток электрическому току, мощности нагрузки, подключенной к вторичной обмотке трансформатора, и приложенному напряжению Uc (на первичной обмотке). Для понижающего трансформатора, применяемого в маломощном источнике питания, по-настоящему важны несколько вышеописанных электрических параметров.
На практике, один и тот же трансформатор выдает разное напряжение на вторичной обмотке, в зависимости от напряжения на первичной обмотке. Причем важно, чтобы частота в осветительной сети равнялась 50 Гц (с незначительными отклонениями). В обозначении трансформаторов частота обязательно указывается на их корпусе.
Это замечание актуально для трансформаторов, работающих в понижающем режиме, когда первичная обмотка имеет сопротивление электрическому току много большее, чем вторичная (и последующие, в случае если трансформатор имеет несколько обмоток). На практике, для того чтобы понять — годится ли трансформатор в качестве понижающего в цепи 220 В (когда неизвестны его справочные данные или обозначение на корпусе не читается) рекомендуется проверить обмотки омметром и определить обмотку с максимальным сопротивлением. Ее и подключают в сеть 220 В. Каких-либо жестких критериев сопротивления первичной (сетевой) обмотки нет, и ее сопротивление может достигать и 100 Ом, и например, 1 кОм — все зависит от мощности и предназначения трансформатора. Разумно заметить, что включать непосредственно в сеть 220 В переменного тока трансформатор с обмоткой до 10 Ом опасно. Для этого используются автотрансформаторы (включенные между напряжением 220 В и обмоткой экспериментального трансформатора) или балластные конденсаторы, о которых написано ниже.
Радиолюбителям наверняка будет полезно знать, какие сетевые трансформаторы пользуются популярностью среди электронных конструкций, уверенно зарекомендовали себя с положительной стороны по безопасности и длительности (в режиме 24 часа годами) эффективной работы. Для этого в таблице для примера приводятся названия некоторых популярных трансформаторов, которые автор не раз использовал в своих электронных конструкциях.
Кроме трансформаторов, рассчитанных на частоту 50 Гц, есть и другие, разработанные соответственно для других целей. Например, это накальные трансформаторы на частоту 400 Гц, применяемые в военной промышленности и специализированных электронных устройствах. Радиолюбитель не должен их «сбрасывать со счетов», так как с помощью таких «неподходящих» трансформаторов можно изготовить не один десяток полезных устройств в сфере преобразователей напряжения и источников питания. Эти трансформаторы на практике прекрасно себя зарекомендовали в устройствах преобразования и питания с частотой 380…1000 Гц в режиме нагрузки разной (в том числе максимальной) мощности.
Рассмотрим широко распространенный трансформатор ТА1-220-400.
Его можно применять как понижающий в осветительной сети 220 В 50 Гц в качестве основного элемента источника питания. Максимальная выходная мощность такого источника питания будет невелика, порядка 70 мА, однако из-за относительно высокого выходного напряжения (до 30 В) такой источник питания оказывается незаменим, например, для питания накальных индикаторов (например ИВ-21) и в ряде аналогичных случаев. На рис. 13 представлена электрическая схема источника питания, где в качестве понижающего трансформатора применен ТА1-220-400. Как видно из схемы —она классическая, и ничего необычного в ней нет. Точками на схеме обозначены начала обмоток трансформатора, однако для сборки схемы оказывается достаточно только правильно подключить их выводы. Данная схема может с успехом служить тому радиолюбителю, кто
Таблица
ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛОВЫЕ ДЛЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ С ПИТАНИЕМ ОТ СЕТИ 220 В (НЕКОТОРЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ ТИПЫ ИЗ РАДИОЛЮБИТЕЛЬСКОЙ ПРАКТИКИ)
ТН1-220-50
ТПК2-22
ТПП218-127/220-П
ТП-321-5
ТН-2 (3,5,6)
ТП8-4-220-50
ТПП 259-127/220-50
ТС-26-1 в скобках указаны выводы обмоток и выходное напряжение
ТПП 255-127/220-50
ТС-10
(1-2 — 220 В; 3-4, 4-5 — по 16 В;
Э-255
6-7 — 19 В 0,2 А; 8-9 — 5 В 0,3 А)
ТП60-17
ТВК-110Л (ЛМ)
ТПП 277-127/220-50 обмотки:
сетевая 2-9, перемычка 3,7/ Вторичные
ТВК-110-312
ТР-1-6/15
обмотки независимые:
ТВК-70 UBbK (15…17 В)
11-12 (14 В) 13-14 (10 В) 15-16 (6,3 В)
ТП8-3 ивш (15…17 В)
17-18, 19-20, 21-22 (2…3 В)
ТП20-17 иеых (15…17 В)
ТП-112-5
ТП45-1 УВЫХ(15…17В)
ТПП 217-127/220-50 (225,235,236,261)
ТП234
ТПП 1204/220/12
ТСА-370
ТП121-1
ТС-370
ТС-100В (мощный)
ТПП232, аналог ТПП253
13озаботится самостоятельным изготовлением маломощного источника питания с выходным напряжением 2,5 В (переменный ток) и 27-30 В (постоянный ток).
Оба напряжения будут полезны для испытания необычных конструкций. Так, например, напряжение 30 В (как переменного, так и постоянного тока) уместно использовать в лаборатории радиолюбителя при настройке телефонных аппаратов с функцией АОН (и не только). Этот сигнал будет имитировать сигнал звонка-вызова с телефонной линии и для настройки АОНа (или другого телефона) намного безопаснее, чем сигнал с амплитудой в два раза большей (как в реальной телефонной линии). Кроме того, выходное напряжение 2,5 В удобно использовать для питания домашних часов-будильников (с питанием 1,5…3 В, добавив небольшую выпрямительную схему), тогда не придется постоянно покупать батарейки, а также для питания зарядного устройства дисковых аккумуляторов и элементов с таким же номинальным напряжением.
Главное в схеме — не перепутать подключение обмоток трансформатора Т1.
Эксплуатации трансформатора на 400 Гц в сети 220 В практически безопасна благодаря балластному конденсатору С1 и шунтирующему резистору R1, установленным последовательно с первичной обмоткой Т1. Неполярный конденсатор, включенный в цепь переменного тока, ведет себя как сопротивление, но, в отличие от резистора, не рассеивает поглощаемую мощность в виде тепла. Это позволяет сконструировать компактный (благодаря миниатюрным трансформаторам на 400 Гц) источник питания, легкий и относительно недорогой. Емкостное сопротивление конденсатора при частоте f описывается выражением:
Xc = 1/2-itfC,
где л; — число «пи»; f — частота, Гц; С — емкость, Ф.
В том случае, когда напряжение на нагрузке не превышает 30 В, уместно также пользоваться формулой:
C = 3200-/H/Uc.
Здесь: С — емкость балластного конденсатора, мкФ; Uc — напряжение в сети 220 В; /н — ток нагрузки в цепи, А.
Благодаря включению в данной схеме понижающего трансформатора, безопасность использования рекомендуемого источника питания многократно повышается (относительно бестрансформаторного источника при прочих равных условиях).
Изменением емкости балластного конденсатора С1 в данной схеме удается регулировать выходное напряжение источника питания, что весьма удобно. Таким же способом можно включать в сеть 220 В и другие трансформаторы с первичными обмотками, не рассчитанными для напряжения 220 В (с низковольтными первичными обмотками). Балластный конденсатор в этом случае подбирают так, чтобы при максимальном токе нагрузки выходное напряжение трансформатора соответствовало заданному.
Прокомментировать
Надо бы авторизоваться для того, чтобы оставить своё мнение о статье.