Ispitivanje ispavnosti transformatora

  

Testiranje transformatora Ohmetrom

Transformatore snage možete jednostavno ispitati Ohmetrom tako da spojite Ohmmetar na primar transformatora. Instrument bi trebao pokazati otpor od 1 do 100 Ohma, zavisno od veličine transformatora. Ako osigurač pregara i očitanje je suviše nisko, transformator može imati u primaru djelomični ili potpuni kratki spoj. Ako je otpor previsok ili beskonačan moguć je prekid u primaru ili je u prekidu termo osigurač ispod vanjskog sloja izolacijskog namotaja.

Otpor primara može biti za male transformatore u ispravljačima oko 100 do 500 Ohma, veći ispravljači 10 do 100 Ohma, transformatori za videorekordere - 15 do 30 Ohma, kazetofoni - 25 do 100 Ohma, pojačala - 0,5 do 10 Ohma.

Tip	Nazivna snaga	Induktivitet	Otpor	Broj namotaja/ Volt	Magnetising	Gubitak jezgre	Reaktancija	Masa (kg)
Toroidal	500VA	34.7 H	2R4	2	22mA	5.28W	10.91k ohms	5.0
Toroidal	200VA	63 H	5R1	3	12mA	2.88W	20k ohms	2.7
E-I	200VA	4.36 H	6R6	2	175mA	42W	1.37k ohms	3.2
Izmjerene karakteristike nekih mrežnih transformatora

 

Sigurnost

Mnogi transformatori snage imaju u sebi termalni osigurač u primaru koji jednom kad se pređe određena temperatura ostanu u prekidu. Ta temperatura je izabrana za maksimalnu sigurnu temperaturu namotaja prije nego se izolacija rastopi ili se raspadne, pa će tako u slučaju kvara, termalni osigurač (95-120°C) pregoriti prije nego se izolacija ošteti.

To pomaže u sprječavanju rizika od požara. Jednom kad termo osigurač ostane u prekidu, transformator se mora odbaciti, jer obično nije moguće doći do osigurača kako bi se zamijenio. Pošto toplinsko oštećenje izolacije nije moguće predvidjeti, transformator može biti nesiguran za uporabu.   

 

Ring test transformatora

Sljedeću tehniku možete primijeniti na visokonaponske transformator u televizorima, choper transformator u mrežnom dijelu, na motore, transformatore za napajanje, otklonske zavojnice na katodnoj cijevi, na video glave ili druge magnetske glave, zavojnice, prigušnice ili induktore.
Ta tehnika se zove ring test i to je metoda koja se često koristi kod komercijalnih testera visokonaponskih transformatora (ili za druge vrste transformatora). Neispravni transformator (koji se ne može ispitati jednostavnim mjerenjem otpora) ima kratko spojene navoje na jednom od više namotaja. U tom slučaju, Q faktor transformatora će biti značajno smanjen. Ako se uzbudi impulsom, neispravni transformator će imati rezonanciju s jako prigušenom oscilacijom, dok će dobar trafo postepeno smanjivati oscilacije.

1. Spojite visokokvalitetni kondenzator preko namotaja transformatora. Pretpostavlja se rezonantna frekvencija od nekoliko kHz. Potrebno je da izaberete kondenzator za najbolji rezultat. Zadovoljavajući rezultat će dati kondenzator od 0,001 µF do 1 µF (nepolarizirani).
2. Nije važno na koje namotaje spojite kondenzator, ali bi trebali izbjegavati one vrlo male namotaje kao na primjer one za grijanje katodne cijevi koji imaju samo 2 ili 3 navoja.
3. Dovedite pulsni valni oblik na paralelni rezonantni krug. Funkcijski generator s čipom 555 će dati zadovoljavajući rezultat.
4. pogledajte valni oblik na rezonantnom sklopu s osciloskopom. Dobar trafo će dati postepeno smanjivanje oscilacija, najmanje nekoliko ciklusa, moguće 10 ciklusa. ako su navoji negdje kratko spojeni u transformatoru, oscilacije će biti naglo prigušene, bit ćete sretni ako vidite bar dva kompletna ciklusa. Eksperiment i usporedba s ispravnim transformatorom će vam pokazati što možete očekivati.

Može se i koristiti kalibracijski impulsi od 100 V iz Tektronix osciloskopa. Najbolje radi kad se spoji u seriju s kondenzatorom od 200 pF. Kod ispravnog transformatora možete dobiti i 100 oscilacija prije nego padnu na nulu. Kad se kratko spoji dva namotaja, oscilacije će naglo biti prigušene.

Simulator horizontalnog otklonskog sklopa

Simulator horizontalnog otklonskog sklopa se koristi za testiranje visokonaponskih transformatora za TV i monitore s frekvencijom od 15 kHz i za novije televizore koji rade na 32 kHz (100Hz).

 

 

Uređaj za ispitivanje ispravnosti VN transformatora

Evo nacrta za izradu jeftinog i jednostavnog uređaja za ispitivanje kratko spojenih namota u visokonaponskim linijskim transformatorima. Također može poslužiti za ispitivanje ispravnosti i u drugim vrstama visokofrekventnih transformatora kao što su otklonske zavojnice na katodnim cijevima i SMPS transformatora u mrežnom dijelu. Može pronaći 80% neispravnosti na transformatorima, pa vas tako može poštedjeti problema i gubljenja vremena. Vrijedan uređaj za sve koji su imali posla s popravkom TV prijemnika i monitora.

Ako ovo čitate postoji šansa da ste RTV serviser kojem nije potrebno govoriti da horizontalni izlazni stupanj zadaje najviše problema. Rad na visokom naponu i frekvencijama i velikim snagama uzrokuje da su mnogi dijelovi u tom sklopu pod velikim stresom i kvarovi nisu samo uobičajeni nego ih je često teško i otkriti.

Uobičajeni simptom kod većine horizontalnih stupnjeva je preopterećenje napajanja koje napaja primar VN transformatora. To obično izaziva kratki spoj emiter- kolektor horizontalnog izlaznog tranzistora - HOT.

Jedan od najčešćih uzroka tog kvara je brza dioda za ispravljanje na sekundaru VN trans formatora, uključujući kaskadni spoj dioda za dobivanje visokog napona 25 kV kojim se napaja anoda katodne cijevi. Također je moguće da tranzistor pregori zbog starenja i pregrijavanja koje nastaje zbog neravnomjerno raspoređene silikonske paste koja je nanesena na hladnjak. Također krivac može biti proboj izolacije u horizontalnoj otklonskoj zavojnici.

Pošto kratki spoj u VN transformatoru nije lako otkriti samo zamjenom dijela, jer postoji puno različitih tipova VN transformatora, serviser mora biti siguran da je VN transformator neispravan prije nego pronađe zamjenu za transformator.

 

Pronalaženje kvarova na transformatorima

Razvijeno je nekoliko tehnika za pronalaženje kvarova na horizontalnom stupnju i testiranje VN transformatora.

Komponente u sklopu kolektora horizontalnog izlaznog tranzistora, uključujući primarni namotaj transformatora, horizontalna otklonska zavojnica i kondenzator za ugađanje formiraju rezonantni krug s malim gubitkom, posebno kod nižih napona.

Većina tehnika uključujući i ovu koju koristi ovaj uređaj se bazira na činjenici da  gotovo svi ozbiljni kvarovi u horizontalnom izlaznom stupnju jako povećavaju gubitke u primarnom krugu transformatora. Tako da smanjuju Q faktor dobrote.

Mi smo izabrali princip testiranja zvonjave «ring test» kao osnovu za ovaj instrument zato jer ga je lako izvesti sa relativno jednostavnim sklopom i običnim dijelovima i daje predvidljive rezultate bez potrebe za kalibracijom.

Ring test je dobio svoje ime od činjenice da kad se brzi impuls primjeni na primarni namotaj VN transformatora, ukupni induktivitet i kapacitet u sklopu proizvode električnu zvonjavu – opadajući izmjenični napon koji ima trajanje tucet ili više perioda prije nego padne na nulu. To je električni ekvivalent kucanja u praznu staklenu čašu, u oba slučaja energetski impuls generira prigušene oscilacije.

Valni oblik na slici pokazuje naponski valni oblik na kolektoru izlaznog tranzistora na ispravnom televizoru. Međutim ako se gubici u horizontalnom izlaznom sklopu povećaju, amplituda valnog oblika zvonjave će opadati puno brže. Valni oblik B pokazuje efekt kratko spojene diode za ispravljanje na sekundaru transformatora, napominjemo da kratko spojeni namotaj ili nekoliko drugih kvarova ima sličan efekt.

Kratki spoj Kolektor-emiter  u HOT tranzistoru ili kratko spojeni kondenzator za ugađanje uopće neće uzrokovati nikakvu zvonjavu.

Prvo što trebate učiniti kod prvotnog testiranja horizontalnog izlaznog stupnja je da prvo isključite TV iz napajanja. Nakon toga jednostavno uključite instrument, spojite priključak za masu na šasiju i na kolektor HOT tranzistora. Jedna LED dioda će svijetliti za svaki pojedini ring period za više od oko 15% od početne vrijednosti impulsa, i uglavnom ako četiri ili više dioda svijetle, horizontalni izlazni stupanj je u redu.

 

Opis sklopa

Na prvi pogled sklop na slici može izgledati kompliciran, ali se u stvari sastoji od tri jednostavne sekcije. To je niskofrekventni generator impulsa, sklop za usporedbu amplitude zvonjave i niz LED dioda.

Niskofrekventi impulsni generator:

IC1 je naponski komparator koji je postavljen kao niskofrekventi oscilator, čiji je izlaz na pin 7 normalno spojen na pozitivan napon preko R6 i R7. Zbog vremenske konstante koju proizvodi C2, R4 i R5/D1, impulsi na pin 7 se spuštaju na nulu oko 2 ms svakih 100 ms, i tokom tih impulsa od 2 ms događa se testiranje zvonjave.

Kad pin 7 padne na nulu, Q1 dođe u zasićenje i njegov kolektorski napon skoči na +6V, što će proizvesti dvije stvari. Prva, C6 u suradnji s R16 šalje pozitivan impuls od oko 5mS trajanja kako bi resetirao četverobitni pomični spremnik IC2a i IC2b, što dovodi sve njegovo izlaze u nisko stanje – isključuje sve LED diode, u pripravnosti za novi ring test.

U isto vrijeme, oko 20mA teče kroz R8, tjera D2 u stanje niske impedancije i napon pada na 650mV na diodi. D2 je povezan preko C3 na ispitne vodove i primarni namotaj transformatora, uzrokujući ovaj sklop zvoni malo ispod svoje prirodne zbog prisutnosti C3 koji služi kao rezonantni kapacitet tokom testiranja samog transformatora.

Komparator amplitude zvonjave:

Valni oblik zvonjave je povezan preko C4 na invertirajući ulaz komparatora IC1b, koji ima istosmjerni prednapon od 490mV preko spoja s R11 i R12. Kroz diodu D3 stalno teče struja od 1mA preko otpornika R10 i cijeli napon pada na oko 600mV i primjenjuje se na ne-invertirajući ulaz ICb1 kao referentni napon, preko R13. R14 proizvodi malu količinu pozitivne povratne veze oko ICb1, osiguravajući da njegov izlaz čisto preklapa između niskog i visokog naponskog nivoa. Rezultat svega ovoga je da se invertirana i kvadratna verzija valnog oblika zvonjave pojavi na izlazu IC1b, sve dok amplituda zvonjave ne opadne do oko 15% svoje početne vrijednosti. Kvadratni valni oblik je direktno spojen clock ulaz shift-registra IC2a i IC2b.

LED display:

IC2 se sastoji od para istovjetna 4-bitna serial-in/parallel-out shift registra, spojenih da tvore jedan 8-bitni registar čiji svaki izlaz pogoni jednu LED diodu preko otpornika R17 do R24. Serijski ulaz podataka prvog stanja (pin 15) je stalno spojen na pozitivan napon napajanja ili logički 1.

 

Upotreba i ograničenja

Kod testiranja monitora instrument je spojen između kolektora tranzistora i uzemljenja. Ako nijedna ili samo nekoliko LED dioda svijetli, potrebno je provjeriti tranzistor, prigušnu diodu i kondenzator za ugađanje jesu li u kratkom spoju. Ako su u redu, provjerite otpornik koji služi kao osigurač a preko kojeg se napaja VN transformator (B+ izvod iz mrežnog dijela). Također provjerite diode na sekundaru transformatora (kratki spoj, propuštanje) također provjerite bypass kondenzator na istosmjernom napajanju VN primara za prekomjerni ESR.

Ako je sve u redu, provjerite horizontalnu otklonsku zavojnicu na katodnoj cijevi kad je konektor odspojen. Ona bi trebala normalno sedam puta zazvoniti. Ako je zavojnica u redu, odlemite primarne izvode i izvod za uzemljenje na VN transformatoru. Ako primar slabo zvoni kad je sve drugo odspojeno tada je VN transformator neispravan.

Većina VN transformatora zvoni 8 i više puta, ali neki  zvone samo 4 ili 5 puta iako su sasvim ispravni. Zato je mudro potvrditi dijagnozu na istom tipu transformatora za kojeg znamo da je dobar.

Ponekad je transformator neispravan, ali i dalje zvoni kao da je ispravan na testeru. Zbog iskrenja ili propuštanja koje se javlja samo kod punog radnog napona. Problem se manifestira kao jako preopterećeni B+ napajanja, lažno zvonjenje i/ili smanjeni napon na kolektoru HOT tranzistora ili pretjerani visoki napon zbog čega se monitor sam isključuje.

Pošto ovaj tester koristi impulse od samo 650mV kako bi minimizirao propusni prednapon poluvodiča, takva neispravnost se neće odraziti na brojenju zvonjave.

Kad se testira VN trafo unutar sklopa, bit će neophodno iskopčati neke njegove priključke, i/ili konektor za otklonsku zavojnicu koja može poremetiti ispitivanje. Tester često neće moći otkriti neispravne diode koje su ugrađene u transformator ni iskrenje i kratke spojeve koje zavisi od napona na transformatoru – ali nijedan drugi pasivni tester to neće otkriti.

Koristan je za ispitivanje otklonskih zavojnica – dobre zavojnice će pokazati najmanje 5 do maksimalno 8 svjetlećih dioda. Mnoge otklonske zavojnice imaju ugrađene paralelno ili serijski prigušne otpornike i oni se moraju privremeno odspojiti. U suprotnom očitavanje može biti nisko iako je zavojnica u redu.

Može se koristiti i za ispitivanje transformatora s visokim Q-faktorom kao što su oni u horizontalnom pogonskom sklopu. Ispravni transformatori će pokazati ne više od dvije ili tri diode.

Potreban je dobar kontakt s ispitnim štipaljkama, jer slab kontakt može uzrokovati slabo očitavanje. Isto se događa kod hladno zalemljenih kontakata VN transformatora. U stvari drmanjem transformatora i savijanje pločice možete otkriti slabo zalemljene spojeve. Obrnuto spojene štipaljke također mogu pokazati slabo očitavanje.

             

Testiranje ispravnosti instrumenta

Dobar način je da spojite ispitne vodove na primar ispravnog visokonaponskog transformatora i to izvan televizora, što bi trebalo pokazati 8 LED dioda koje svijetle. Zatim napravite prsten od žice koja kratko spojena i stavite je oko jezgre transformatora (što predstavlja kratko spojeni namot) i pri tom broj LED dioda bi se trebao smanjiti na tri.