Bilinmeyen Bir Güç Transformatörünün Değerlerini Bulmak

 Mehmet Nuri ŞENOCAK, TA/N4MNS
 28 Nisan 2010

Çoğumuzun evinde bozuk ama bir gün bir işe yarar diye atmaya kıyamadığımız eskileri sakladığımız bir köşe vardır. Ender de olsa bazen  buradan işimize yarar bir şeyler çıkarabiliriz. Yapacağım bir  besleme devresi için hem kutu hem de transformatör ihtiyacı duyunca  doğruca ‘çalışmayan ama unutulmamış’ eskileri sakladığım köşeye  başvurdum. Kısa bir aramadan sonra iki aday çıktı, biri analog  diğeri de sayısal uydu alıcıları, üstelik hem kutu hemde transformatör bir arada.  Ama elimde hiç bir şema olmadığı için bu transformatörlerin çıkış gerilim  ve gücleri hakkında hiç bir bilgim yok. Tek bildiğim ise giriş gerilimlerinin 220V  olduğu.

Yapılacak tek şey ise oturup transformatörlerin ne olduklarını bulmak, ya da bulmaya çalışmak. Bu yazıda basit gereçlerle giriş gerilimi 220V olan bir transformatörün yaklaşık olarak çıkış değerlerini nasıl bulacağımızı anlatacağım. Önce kullanacağımız gereçleri sıralayalım.

AC ve direnç ölçebilen bir ölçü aleti.Ölçü aleti

5W, 20W ve 50W 12V Halojen lambaHalojen Lamba

Ya da 5W ve 12W 12V oto ampulü.      Oto ampulü

Sıra klemens                Klemens

 

Ve bunlara ek olarak kalem, kağıt, tornavida, penset ve kablo sıyırıcı veya yan keski.

Ve şimdi de kutumuzu görelim,

Kutu

Transformatörümüze yakından bakarsak;

Trafo

Kabloların renk kodlaması ve yerlerine bakarak transformatörümüzde biri orta uçlu olmak üzere 4 adet sekonder sargı olduğunu varsayalım ve bunu bir A4 kağıda yanlamasına büyük ölçekli olarak çizelim. Çizdikten sonra her bir ucu bir harfle tanımlayalım.

İlk çizim

Şimdi ölçü aletimizin direnç kademesini kullanarak varsayımımızı doğrulayalım. Bunun için önce sırası ile a-b, b-c, d-e, f-g ve h-ı noktalarının arasını ölçeceğiz. Okuyacağımız direnç değerlerinin çıkış değerlerinin tanımlanmasına bir katkısı olmayacaktır, amacımız sadece sarımların uçlarını tanımlamak. Her ölçümden sonra neticesini çizimimizin üzerine not edelim.

İlk ölçüm

Şimdi de b-d, e-f ve g-h noktalarının arasını ölçelim. Benim elimdeki transformatörde e-f ve g-h noktaları arasında da direnç ölçtüm. Bu a-b-c noktalarının orta uçlu bir sargıya ait olduğu, d-e, f-g ve h-ı noktalarının çok uçlu bir sarıma ait olduğunu gösteriyor. Bu bulguları da çizimimize ekleyelim.

İkinci ölçüm

En son yapacağımız direnç ölçümü ise transformatörümüz demir göbekli ise bütün uçlar ile demir göbeğin arasındaki direnci ölçmek. Normalde bu direncin sonsuz çıkması gerekir. Eğer tek bir bağlantı ucu ile göbek arasında 0 Ohm direnç okunuyorsa bu uç göbeği topraklamak için kullanılan uçtur. Eğer birden fazla uçla göbek arasında direnç okunuyorsa bu transformatörümüzün sargıları ile göbek arasında bir kısa devre olduğunu gösterir. Bu da kullananlar için tehlike yaratabilecek bir olgu olduğundan bu  transformatörün hemen çekiçle ezilip, ki başkalarıda kullanmaya kalkmasın, çöp tenekesine atılması yapılması gereken en doğru şey olacaktır.

Şimdi geldik transformatörümüze gerilim vermeye. Ama önce almamız gereken bazı önlemler var ve bunlar çok önemli. Nedeni ise transformatörümüzün çıkış gerilimlerinin ne olduklarını şu an bilmiyor olmamız. Eğer bu gerilimler 25-30V’un üzerinde ise çıkan gerilimin yüksekliği ile doğru orantılı olarak ufak bir şoktan kötü bir cereyan çarpmasına kadar değişen sürprizlerle karşılaşabiliriz. Bu noktada önlem olarak sıra klemensimiz devreye giriyor. Güvenlik açısından ancak bütün uçlar klemense takıldıktan sonra transformatöre gerilim verip ölçeceğiz.

a noktasından başlamak üzere bütün kablolarımızı harf sırası ile teker teker klemensimize uçlarını açarak takıyoruz. Eğer transformatörümüzün primer sargısı cereyan kablosuna bağlı değilse primerden çıkan kabloları da araya 2A’lık bir sigorta ekleyerek 2’li bir klemense ve klemensin öteki tarafınada ucu fişli cereyan kablomuzu takıyoruz. Bütün uçlar takıldıktan sonra gözle her şeyin doğru yapıldığını tekrar tekrar kontrol ediyoruz. Ve her şey doğru ise transformatörümüzün primer sargısına gerilim veriyoruz.

Eğer transformatörde kısa devre varsa bu sigortayı attıracaktır. Bu durumda yapılacak tek şey transformatörü çöp tenekesine atmak.

Eğer sigorta atmadı ve transformatörden zırıltılı sesler gelmiyor ise durumumuz iyi gidiyor demektir. Şimdi 5-10 dakika bekleyip transformatörün ısınıp ısınmadığına bakacağız. Normal şartlar altında yük bağlı olmayan bir transformatör hiç bir şekilde ısınmaz. Eğer ısınıyorsa bu sargılar arasında kısa devre olduğunu gösterir. Bu durumda da transformatörümüzün sonu çöp tenekesi  olacaktır.

10 dakika geçtikten sonra hala ısınma yoksa artık ölçüm yapmaya başlayabiliriz.

Sırası ile a-b, b-c, d-e, f-g ve h-ı noktalarının arasındaki gerilimleri ölçelim ve ölçümlerimizi çizimimize ekleyelim. Bu ölçümleri yaparken ölçü aletimizi AC ölçecek şekilde ayarlamamız gerektiğini unutmayın. Ölçümlerde bazen küçük farklılıklar doğsa bile yüksek gerilim veren uçlardaki 1-2V’luk okuma farklılıkları o kadar önemli değildir.

İlk AC ölçümü

Daha önce a-b-c uçlarının ayrı bir sargıya ait olduğunu görmüştük. d-e, f-g ve h-ı uçlarının arasındada bir bağlantı olduğu ise daha önceki direnç ölçümünde ortaya çıkmıştı. Şimdi sargılar arasındaki ilişkiyi anlayabilmek için renkler arasındaki gerilimleri ölçelim. Bunun için d-f, d-g, d-h, d-ı, e-f, e-g, e-h, e-ı, f-h ve f-ı noktalarındaki gerilimleri ölçüp çizimimize ekleyeceğiz. Bunu gereksiz ve yorucu bulabilirsiniz ama sağlıklı bir netice alabilmek için her detayı bilmemiz gerekir.

Son AC ölçümü

Şimdi transformatörümüzün yapısı hakkında daha iyi bir yargıya varabilmek için bilinen sarım şekillerine bir göz atalım;

Bilinen sarım şekilleri

Şekil A– Primer ve sekonderi izoleli transformatör. Orta uçsuz tek gerilim çıkışı veren ya da izolasyon transformatörü olarak kullanılır.

Şekil B– Şekil B1 yada B2 deki gibi çizilen, primer ve sekonderinin bir uçlarının birbirine bağlı olduğu transformatör. Gerilim yükseltmek için kullanılır. 110V tan 220V’ ta çevirici transformatörler ve otomobillerdeki ateşleme bobinleri bu sınıfa girerler.

Şekil C– Primer ve sekonderi izoleli ve sekonderi orta uçlu transformatör. Klasik besleme devrelerinde kullanılan bu tip transformatörler köprü yerine iki diyot ile doğrultma yapan ya da aynı gerilimden hem + hem de – çıkış üreten devrelerde kullanılırlar.

Şekil D– Primer ve sekonderi izoleli ve sekonderi orta uçlu çok çıkışlı transformatör. Orta ucu ortak, çok gerilim çıkışlı besleme devrelerinde kullanılan transformatörler. İki diyot ile doğrultma yapan ya da aynı gerilimden hem + hem de – çıkış üreten devrelerde kullanılırlar.

Şekil E– Primer ve sekonderi izoleli ve çok sekonderli transformatör. Ortak uç kullanmayan birbirinden izoleli gerilimler üretmek için kullanılırlar.

Şekil F– Primer ve sekonderi izoleli ve sekonderi çok gerilim veren orta uçu olmayan transformatör. Çoğunlukla piyasada satılmaz ve cihaz üreticileri için özel yapılırlar.

Şekil G– Primer ve sekonderi izoleli ve sekonderi çok gerilim veren ve sarım başlangıç uçlarının ortak olduğu transformatör. Çoğunlukla piyasada satılmaz ve cihaz üreticileri için özel yapılırlar.

İlk bakışta D, F ve G sarımlarının transformatörümüze uyabileceğini görüyoruz. Ama D veya G olabilmesi için uçlar arasında yaptığımız ölçümlerde en az iki uç arasında 0V okumamız gerekirdi. Biz ise her uç arasında değişik gerilimler ölçtük. Bu da transformatörümüzün şekil F’deki gibi sarılmış olduğunu gösteriyor. Şimdi yeni bir kağıda transformatörümüzü F şekilini uyarlayarak çizelim. Orta uçlu en üst sargıya diğer uçlardan bağımsız bir sekonder olduğundan okuduğumuz gerilimi hemen yazabiliriz.

Trasformatörümüzün sargıları

Şimdide okuduğumuz gerilimlerden en yüksek olan üçünü (çünkü 3 sargımız var) en küçük olanı ortadaki sargıya gelecek şeilde sıra ile yazalım uçlar arasına.

Gerilimler 1

Ve şimdide diğer okuduğumuz gerilimlere bakarak hangi harfin ucun uca karşılık geldiğini bulalım. En üst uca D yazacağız çünkü en yüksek gerilimimiz bu. D nin yanına 48V okuduğumuz uçlarından birini yazmamız lazım. Bunun için en yüksek gerilimimizden (58V) 48V u çıkaracağız. İki gerilim arasındaki fark 10V ve bunun o yöndeki sarımına karşılık gelen gerilimde yarısı olan  5V. Buna göre ucumuz F olacak. Aynı kuralı bir sonraki gerilime uygulayalım. 48V-36V=12V/2=6V, demekki F ucu ile arasında 6V civarında bir fark olan uç bir sonraki ucumuz. Bu da H ucuna karşılık geliyor.

Bundan sonrası ise kolay H ucunun aynı sargıdaki diğer tarafı I, F ucunun aynı sargıdaki diğer tarafı G, ve son olarakta D ucunun aynı sargıdaki diğer tarafı E. Artık transformatörümüzün bütün uçlarını sargı yönleri ile tanımladık demektir.

Uçlarımız

Gelelim transformatörümüzün gücünü hesaplamaya. Transformatörün ölçülerine bakarak yaklaşık gücünü tahmin edebiliriz. Elimdeki transformatör görünüşüne bakılırsa yaklaşık 20-25W lık. Bu sayıyı güç(W)=(nüve cm2)2/1,21 formülü ile elde ettim. Burada nüve transformatör bobininin üzerine sarıldığı demirin kesiti anlamına gelmektedir. (Bu formül kabaca bir güç hesabı yapmak için kullanılmalıdır. Transformatör sarmak için kullanılacak formüllerde daha fazla etken kullanılır.)

Nüve

Yukarıdaki resimde sarı ile işaretlenen bölge transformatörün nüve kesitinin izdüşümünü gösteriyor. Bu mantığı kutudaki transformatörümüze uygularsak aşağıdaki resimde kırmızı ile belirtilmiş nüve alanımız olduğunu buluruz.

Trafo nüvesi

Bu da yaklaşık 5,5cm2 tutar ki yukarıdaki formüle göre hesapladığımızda 25W civarı bir güç alabileceğimizi gösterir.

Transformatörümüzün verebileceği en fazla gücü deneme yolu ile bulacakken bu hesabı neden yaptığımıza gelince; denerken bağlayabileceğimiz yükün en üst sınırını bilmek, bilinçsizce aşırı yük bağlayarak transformatörümüzü bozmamızın önüne geçecektir.

Yük bağlayarak transformatör gücü hesaplamada yabancı kaynaklar bağlanan yükün gerilimi %20 azalttığı noktadaki değerini kullanıyorlar. Ama benim yaptığım denemelerde değerini bildiğim değişik güçteki bir seri  transformatörde bu fark yanlızca %10 oldu. Onun için benim size tavsiyemde güvenli olması için sizinde %10 sayısını kullanmanız.

İlk defa 10V çıkış veren sargının a ve b uçlarına yük bağlayarak başlıyoruz.

Boşta iken9,75V 50W yükle5,30V %45 20W yükle 7,55V %23 10W yükle 8,50V %13

Bu verilere bakarak bu sargının 10W verebildiğini varsayabiliriz. Aynı zamanda her yük değişiminde sargının öteki tarafındaki gerilimi de b ve c uçlarından ölçmeliyiz. 10W’tan yüksek yüklerde  b ve c uçlarında gerilim düşmesi olsa da 10W yükte  b ve c uçların tam olarak 9,75V gerilim verdi. Diğer sargılarda okunan gerilimde yüksüzken okuduğumuz değerlere çok yakın oldu. Bu da transformatörümüzün bu sargısının 2x9V 1A verebileceğni gösteriyor.

Gelelim diğer sargıya. Bu sargıdaki çıkış geriliminin yüksek olması ve transformatörün boyutu göz önüne alındığında fazlaca bir akım veremeyeceği belli oluyor. Ölçümlerin sağlıklı olabilmesi için ilk sargıda kullandığımız yükü devrede bırakacağız.

Gelelim burada kullanacağımız yüke, 36V, 48V ve 58V luk halojen ya da normal lamba bulma imkanımız olmadığına göre tek seçeneğimiz telli direnç kullanmak olarak görülüyor. İlk sargıdan elde edilen güç 20W olduğuna göre bu sargıdan elde edeceğimiz güç en fazla 5W olacaktır, bu da akım olarak 36V ta yaklaşık 150mA, 48V ta 100mA ve 58V ta 85mA olacaktır. En kolay ölçüm 58V kademesinde olacağından buraya takacağımız direnci hesaplayalım. R=V/I formülünden yola çıkarsak, R=58V/0.085A yani 682 Ohm’dur. 680 Ohm 5W lık bir direnç deneme sırasında kısa bir süre için yeterli olsa da daha uzun süreli bir test için 7-10W’lık bir direnç daha güvenli olur.

Evdeki dirençler arasında 680 Ohm bulamadığım için iki 1KOhm 3W direnci paralel kullandım. Gerilim düşmesi yaklaşık %12 oldu ve bu düşme 10V luk sargıda etkili olmadı. Bu da transformatörümün aslında göründüğünden daha verimli çalıştığını ve bu sargıda 100mA verebildiğini gösterdi.

Son olarak yapacağımız şey ince uçlu bir CD kalemi ile transformatörün üstüne hangi uçların hangi gerilimleri hangi güçle sağladığını yazmak. Yoksa başka bir zaman aynı transformatörü elimize aldığımızda ‘bu neydi’ deyip bütün bu yaptıklarımızı tekrarlamak zorunda kalabiliriz.

Böylece değerlerini bilmediğimiz bir transformatörü nasıl test edip tanımlayabileceğimiz konusunu tamamlamış olduk. Ama son olarak size iki hatırlatmada bulunacağım;

  1. Yüksek gerilimlerle uğraşırken hiç bir şeyi şansa bırakmayıp bütün korunma önlemlerini alın
  2. Her hangi bir konu ile uğraşırken her adımınızı not edin ki her hangi bir problem çıktığında  ya da daha sonraki bir zamanda tekrarlamanız gerektiğinde boşuna neler yapmış olduğunuzu hatırlamak için vakit kaybetmeyin….
 

Yazı hakkında görüşlerinizi belirtmek istermisiniz?