Як дізнатися потужність трансформатора

Мене неодноразово запитували, як визначити потужність трансформатора на 50 Гц без маркування. Спробую розповісти й показати на парі прикладів.

Загалом способів визначення потужності трансформатора на 50 Гц досить багато, я перелічу лише деякі з них.

1. Маркування.
Іноді на трансформаторі можна знайти чітку вказівку потужності, але водночас її може бути не помітно з першого погляду.
Варіант, звісно, ну дуже банальний, але спочатку варто пошукати.


2. Габаритна потужність осердя.
Є таблиці, за якими можна знайти габаритну потужність певних осердь, але оскільки осердя випускалися в дуже різноманітних конфігураціях і розмірах, а крім того, відрізнялися якістю виготовлення, таблиця не завжди може бути точною.
Та й знайти їх не завжди вдається швидко. Утім, опосередковано можна скористатися таблицями з описів уніфікованих трансформаторів.

3. Уніфіковані трансформатори.
Ще за Союзу, та й, зрештою, після нього, було виготовлено величезну кількість уніфікованих трансформаторів. Їх можна розпізнати за маркуванням, що починається на ТПП, ТН, ТА.
Якщо ТА трапляються рідше, то ТПП і ТН — досить часто.


Наприклад, візьмімо трансформатор ТПП270.


Знаходимо опис маркування цієї серії, а в ньому — наш трансформатор. Там будуть і напруги, і струми, і потужність.
У розділ «Документація» я виклав цей опис у вигляді PDF-файлу. До речі, там само можна подивитися розміри осердь трансформаторів і визначити потужність за його габаритами, порівнявши зі своїм. Якщо ваш трансформатор трохи більший, потужність цілком можна перерахувати, адже вона прямо пропорційна його розміру.


На трансформаторі ТН61 маркування майже не видно, але воно є :)


Для нього є окремий опис, я його також виклав у себе в блозі.


Іноді трансформатор має маркування, але знайти за ним щось зрозуміле неможливо. На жаль, таблиці для таких трансформаторів — велика рідкість.


4. Розрахунок потужності за діаметром дроту.
Якщо жодних даних немає, потужність можна визначити за діаметром дротів обмоток.
Можна виміряти первинну обмотку, але іноді вона недоступна.


У такому разі вимірюємо діаметр дроту вторинної обмотки.
У цьому прикладі діаметр становить 1.5мм.
Далі все просто: спочатку дізнаємося площу перерізу дроту.
1.5 ділимо на 2, отримуємо 0.75 — це радіус.
0.75 множимо на 0.75, а отриманий результат множимо на 3.14 (число пі). Отримуємо площу перерізу дроту = 1.76мм.кв

Зазвичай густину струму приймають рівною 2.5 Ампера на 1мм.кв. У нашому випадку 1.76 множимо на 2.5 й отримуємо 4.4 Ампера.
Оскільки трансформатор розрахований на вихідну напругу 12 Вольт — ми це знаємо, а якщо не знаємо, то можемо виміряти тестером, — 4.4 множимо на 12 й отримуємо 52.8 Ватта.
На папірці вказана потужність 60 Ватт, але зараз часто мотають трансформатори з заниженою площею перерізу обмоток, тож загалом усе сходиться.


Іноді на трансформаторі вказують не лише кількість витків обмоток, а й діаметр дроту. Але до цього варто ставитися скептично, адже наклейки можуть помилятися.



У цьому прикладі я спочатку знайшов доступну для вимірювання ділянку дроту й трохи підняв її, щоб можна було підлізти штангенциркулем.


А коли виміряв, з’ясувалося, що діаметр дроту не 0.355, а 0.25мм.
Спробуймо застосувати варіант розрахунку, який я наводив вище.
0.25/2=0.125
0.125х0.125х3.14=0.05мм.кв
0.05=2.5=0.122 Ампера
0.122х220 (напруга обмотки) = 26.84 Ватта.

Крім того, описаний вище спосіб чудово підходить для випадків, коли вторинних обмоток кілька й вимірювати кожну просто незручно.


5. Метод зворотного розрахунку.
У деяких ситуаціях можна скористатися програмою для розрахунку трансформаторів. У таких програмах є досить велика база осердь, а крім того, вони можуть розраховувати довільні конфігурації розмірів, спираючись на те, що ми можемо виміряти.
Я користуюся програмою Trans50Hz.


Спочатку вибираємо тип осердя. переважно це кільцевий, Ш-подібний стрічковий і Ш-подібний пластинчастий варіанти.


Зліва направо — кільцевий, ШЛ, Ш.
У своєму прикладі я вимірюватиму варіант ШЛ, але в такий самий спосіб можна визначити потужність і трансформаторів інших типів.


Крок 1: вимірюємо ширину бічної частини осердя.


Вносимо виміряне значення в програму.


Крок 2: ширина осердя.


Також вносимо значення в програму.


Крок 3: ширина вікна.
Тут є два варіанти. Якщо до вікна є доступ, просто вимірюємо його.


Якщо доступу немає, вимірюємо загальний розмір, потім віднімаємо чотириразове значення, отримане на кроці 1, а залишок ділимо на 2.
Наприклад, загальна ширина — 80 мм, на кроці 1 було 10 мм, отже, від 80 віднімаємо 40. Залишається ще 40, ділимо на 2 й отримуємо 20 — це і є ширина вікна.


Вводимо значення.


Крок 4: довжина вікна.
По суті, це довжина каркаса для дроту, її часто можна без проблем виміряти.


Також вводимо це значення.


Після цього натискаємо кнопку «Розрахунок».


І отримуємо повідомлення про помилку.


Річ у тім, що в програмі спочатку задано значення для розрахунку потужного трансформатора.
Знаходимо виділений пункт і змінюємо його значення так, щоб потужність (напругу, помножену на струм) не перевищувала нашу орієнтовну габаритну потужність.
Можна ввести туди хоч 1 Вольт і 1 Ампер — це неважливо, я встановив 5 Вольт.


Знову натискаємо кнопку «Розрахунок» і отримуємо шукане: у цьому випадку програма підрахувала, що потужність нашого осердя становить 27.88 Ватта..
Отримані дані приблизно збігаються з розрахунком за діаметром дроту: тоді я отримав 26.84 Ватта, отже, метод цілком працює.


5. Вимірювання максимальної температури.
Звичайні (залізні) трансформатори під час роботи не повинні нагріватися вище 60 градусів — це також можна використовувати для розрахунку потужності.
Але тут є винятки: наприклад, трансформатор блока безперебійного живлення може мати велику потужність за скромних габаритів. Це пояснюється тим, що він працює короткочасно й вимкнеться раніше, ніж перегріється. Наприклад, у такому варіанті його потужність може становити 600 Ватт, а за тривалої роботи — лише 400.
Є ще китайські виробники, які іноді використовують у дешевих адаптерах трансформатори «маломірки», що гріються, як пічки. Це ненормально: реальна потужність трансформатора часто може бути в 1.2-1.5 раза меншою за заявлену.

Щоб виміряти потужність описаним вище способом, беремо будь-яке навантаження: лампочки, резистори тощо. Як варіант, можна використати електронне навантаження, але в цьому разі підключаємо його через діодний міст із фільтрувальним конденсатором.
Чекаємо приблизно годину. Якщо температура не перевищила 60, збільшуємо навантаження. Далі, думаю, процедура зрозуміла.
Щоправда, є невелике застереження: температура трансформатора може помітно відрізнятися залежно від того, чи є корпус і наскільки він великий. Зате результат виходить дуже точним. Єдиний мінус — тест дуже довгий.

Останні 10-15 років я використовую такі трансформатори вкрай рідко, тому вони лежать десь на дальніх полицях балкона. Коли шукав, натрапив на дуже цікаві індикатори ІН-13. Купував їх для індикатора рівня в підсилювач, але зрештою так і закинув. Тепер ось знайшов і думаю, що з ними можна зробити. Можливо, у вас є ідеї та пропозиції. Якщо ідея буде цікавою, спробую втілити її й показати процес у вигляді огляду.


На цьому все, а на додачу — відео про визначення габаритної потужності трансформатора.