Паяльник Момент выпуска CCCР 65 Вт и компании Licota 100 W: сравнение вольтамперных характеристик или температуры нагрева жала

Продолжаю рассматривать устройства трансформаторных паяльников, выпущенных в заводских условиях разными производителями: старого советского и современного из Китая.

С этой целью провел серию электрических замеров, позволяющих анализировать степень нагрева жала наконечника в зависимости от напряжения питания и конструкции трансформатора.

Выводы о надежности и качестве каждой модели приведены ниже. На основе сделанных измерений публикую советы домашнему мастеру-электрику по проверке выходных параметров трансформаторных устройств методом снятия вольтамперной характеристики (ВАХ) с пояснением схемы замера фотографиями и видеороликом.

Подобная технология широко используется энергетиками, отличается качеством и точностью.

Принципы работы и проверки трансформатора

Любое техническое устройство, включая импульсный паяльник, как бы надежно ни было изготовлено, способно ломаться при нарушениях транспортировки, монтаже, неправильной эксплуатации. По этой причине все электротехническое оборудование проходит наладку при вводе в работу и периодические освидетельствования через определенные периоды времени.

Как преобразуется электроэнергия

Две разнесенные обмотки из изолированного провода с выводами, смонтированные на общем сердечнике из магнитопроводящего материала — вот и все устройство простейшего трансформатора.

Схема трансформатора

Нормальный режим работы

Подведенное к первичной обмотке напряжение питания U1 преодолевает полное сопротивление и по закону Ома создает внутри нее электрический ток I1. Он протекает по каждому витку, а в расположенном в перпендикулярном направлении магнитопроводе образует магнитный поток Ф, разделяющийся на три части.

Его составляющая Ф2 пронизывает витки вторичной обмотки, вызывая в них ток I2, создающий падение напряжения на подключенной нагрузке R.

Аварийный режим

Если где-то между витками нарушается изоляция, то часть обмотки шунтируется, образуя область, выведенную из работы. Это ведет к изменению числа действующих витков, электрического сопротивления, магнитного потока и тока на выходе.

В результате снижаются заявленные характеристики трансформации электромагнитной энергии, падает КПД, мощность устройства на нагрузке.

Такое упрощенное представление вполне достаточно для понимания работы трансформатора в нормальных условиях и при возникновении межвиткового замыкания.

Как определить повреждение обмоток

Заводскими проверками указываются электрические нормативы входных и выходных характеристик трансформатора в различных режимах эксплуатации. Когда они выходят за установленные пределы, то это — явный признак нарушения конструкции. Поврежденное оборудование требует замены или ремонта.

Для анализа неисправности трансформатора необходимо знать его технические параметры, заложенные конструкторами завода и сравнить их с текущими показателями в реальной схеме.

Домашнему электрику не всегда удается найти заводские характеристики. Для оценки работоспособности трансформатора ему приходится полагаться на свой опыт, знание электротехнических процессов, выходные показатели устройства, используя методы:

  • прямой проверки под нагрузкой;
  • Схема проверки паяльника

  • косвенных способов оценки.
Принципы снятия вольтамперной характеристики

Среди различных методик технических проверок трансформатора этот способ является наиболее достоверным.

Вольт-амперная характеристика обмотки

Для его осуществления на входную обмотку питания подается напряжение разной величины и производится замер тока в ней для каждого случая. Его величина ограничивается значением полного электрического сопротивления, состоящего из активной и реактивной составляющей.

Если все витки остались целыми с исправной изоляцией, то никаких утечек тока не будет, а обмотка станет нормально выдерживать приложенную нагрузку. Первичная мощность станет надежно трансформировать во вторичную цепь через магнитопровод с потерями, обусловленными нормативными значениями КПД.

Электрическая схема проверки вольтамперной характеристики довольно простая.

Схема проверки ВАХ трансформатора

Мы ее будем реализовывать на примере устройства импульсного паяльника Момент: прикладывать к обмотке питания различные величины напряжения U1, характерные для рабочей области. Это позволит замерять амперметром ток I1 при подключенной нагрузке Rн к выходным цепям — медному жалу наконечника. Оно обеспечивает короткозамкнутый режим силовой катушки.

Это позволит сделать вывод об исправности изоляции провода обмоток и степени достижения насыщения железом сердечника магнитного потока.

Образование короткозамкнутого участка внутри обмотки питания снижает величину напряжения на выходе трансформатора, уменьшает крутизну его вольтамперной характеристики. Проверка ВАХ позволяет вычислить этот момент.

Об испытательном стенде

Для снятия вольтамперной характеристики трансформаторного паяльника необходимо использовать нагрузочное устройство, способное надежно передавать создаваемые мощности.

Точность измерения действующих токов и напряжений обеспечивают амперметры и вольтметры электромагнитной либо электродинамической системы. Также удобно пользоваться специальными измерительными комплексами, работающими по цифровым технологиям.

В домашних условиях можно воспользоваться простым автотрансформатором и двумя тестерами или мультиметрами. Я буду демонстрировать результаты замеров на специально предназначенном для таких проверок заводском стенде — Ретом-11М, которым широко пользуются электротехнические лаборатории. Он является одной из простых устройств в своем классе.

Ретом-11М

У него внутри корпуса смонтированы ЛАТРы, цифровые измерительные приборы, переключатели и вывода, позволяющие выполнять различные задачи по нагрузке и измерениям с высокой точностью. Устройство регулярно проходит метрологические проверки и на их основе допускается к эксплуатации.

Поэтому грешить на качество работы профессионального оборудования и достоверность электрических замеров при проверке не придется.

Технология снятия ВАХ

Для анализа технических возможностей импульсных паяльников я буду использовать два трансформаторных устройства:

  1. советскую модель с заявленной мощностью потребления на 65 ватт;
  2. Заводской паяльник Момент

  3. китайское современное изделие на 100 W (паяльник Licota).
  4. Характеристики паяльника

Поскольку конструкция из Китая мне досталась в нерабочем состоянии, то пришлось:

  1. ее разбирать и оценивать техническое состояние магнитопровода;
  2. перематывать обмотку питания;
  3. искать неисправность в выходной схеме;
  4. ремонтировать силовые цепи.

Все это уже опубликовано статьями на сайте. В качестве нагрузки для обоих паяльников было смонтировано одинаковое жало наконечника из медного провода сечением 1,5 мм кв.

Электрические проверки

При подготовке к работе на листках бумаги была сделана таблица для записи результатов замеров. В ходе проверки электрических характеристик трансформаторов она заполнялась карандашом. Результаты представлены на фотографии.

Таблица замеров

Величина напряжения, подаваемого на вход обмотки питания, записана слева для холостого режима нагрузочного устройства Ретом-11М. При включении выключателя каждого паяльника она незначительно проседала, что вполне допустимо для таких мощностей.

Это не повлияло на конечный результат потому, что величины напряжения и тока под нагрузкой дополнительно фиксировал фотографиями и учел при составлении графиков ВАХ.

Для проведения эффективного анализа дополнительно использовал методику прямой проверки под нагрузкой: одновременно измерял клещами ток, протекающий по наконечнику жала силовой обмотки, который вызывает его разогрев.

Снятие характеристик советского паяльника

Показываю фотографией фрагмент измерения электрических величин на одной из точек, когда напряжение на обмотке питания установилось 200,7 вольта, а ток по ней протекал 229 миллиампер.

Проверка советского паяльника

Токовые клещи измерили нагрузку в медном наконечнике силой 70 ампер. Все остальные точки сведены в таблицу, обозначены на графике.

Снятие характеристик паяльника Licota

Для этого случая показываю фотографией максимальные возможности трансформатора на пределе напряжения 231,3 вольта, которые вызвали ток в обмотке питания 0,567 ампера.

Проверка паяльника Licota

Клещи показали ток нагрузки жала наконечника 59,5 ампера.

Остальные фотографии каждой точки замера нагрузки обоих паяльников не вижу смысла публиковать. Все полученные результаты сведены в таблицу.

Сводный график ВАХ двух трансформаторов

Для его построения потребовалось:

  • собрать все сведения в единую таблицу;
  • выразить ее результаты графическим способом.
Таблица

Чтобы обеспечить наглядность характеристик каждого паяльника отобразил все данные следующим видом.

Напряжение питания в вольтах Токи советского паяльника в амперах Токи паяльника Licota в амперах
Холостой ход Под нагрузкой Обмотка питания Силовая цепь Обмотка питания Силовая цепь
100 98,1/91,2 0,072 30 0,101 33
150 146,9/144,9 0,110 41 0,172 48
190 188,8/184,8 0,173 60 0,250 54
200 197,6/194,8 0,207 64 0,320 56
205 200,7/198,3 0,229 69 0,340 56,5
210 206,4/203,1 0,259 70 0,366 57
215 210,6/208,5 0,294 72 0,397 58
220 216,1/212,2 0,353 75 0,425 58,3
225 218,9/217,7 0,396 82 0,485 59,2
230 224,1/222,6 0,458 83 0,491 59,3
235 228,2/225,9 0,524 85 0,527 59,4
240 232,4/231,3 0,594 87 0,566 59,5

В графе «Напряжение под нагрузкой» указал величины через дробь: вначале для советского паяльника, а затем — Licota. Китайская модель больше потребляет энергии, значительнее снижает мощность нагрузочного устройства.

График ВАХ

Воспользовавшись данными таблицы для наглядности построил графическими инструментами программы Visio сводные зависимости:

  • тока в обмотке питания от приложенного к ней напряжения или вольтамперную характеристику;
  • тока в жале наконечника от напряжения питания.

Линии получились несколько ломанными, но они отражают наглядную картину работы обеих конструкций паяльников в одинаковых условиях эксплуатации. Заниматься их апромаксимацией не стал.

Сводные графики

Выводы о надежности конструкций

У меня получился результат: советский паяльник Момент под напряжением 233 вольта разогревает медную проволоку 1,5 мм кв током 87 ампер, а Licota способен выдать на нее только 59,5. Этим объясняю то, что он хуже работает.

Трансформатор старого устройства явно мощнее, чем у китайской модели, а силовая обмотка выполнена толстой медной шинкой, создающей минимальное электрическое сопротивление.

Паяльник Момент со снятой крышкой

Устройство паяльника Licota

В то же время намоточные данные обеих конструкций обмоток питания примерно совпали.

Обмотки паяльника Момент

У Licota больше на 30 витков, что не очень существенно: он создавался под 230 вольт.

Силовая обмотка советского паяльника содержит в три раза меньшее количество витков. Но даже в этой ситуации за счет правильно подобранного магнитопровода последний показывает лучшие результаты в работе.

Недостатком конструкции паяльника Licona считаю выполнение обмотки из алюминия и способ ее соединения с наконечником через переходную втулку пайкой. Припой из нее от перегрева металла просто вытек, нарушив электрическое соединение. Допускаю, что так обеспечивался отличный контакт и создавалась вполне приемлемая работа конструкции. Но повторять это технический прием не вижу смысла.

Для закрепления материала рекомендую посмотреть видеоролик владельца ООО НПП Динамика «Снятие вольтамперной характеристики трансформаторов».









Возникшие вопросы по теме задавайте в комментариях.

Ссылка на основную публикацию