Изолирующий трансформатор мощностью 2000 ВА

Предлагаю вниманию читателей сайта небольшой обзор достаточно нишевого продукта — изолирующего (или разделительного) трансформатора.
В общих чертах устройство представляет собой обычный (только довольно мощный) трансформатор с двумя полностью идентичными обмотками, так что напряжение на выходе должно в точности повторять входное. Применяется с целью гальванической развязки исследуемых или ремонтируемых устройств от питающей сети, что снижает риск пострадать от удара электрическим током или сжечь измерительный прибор. Других обзоров на подобные изделия на этом сайте не нашел, что лишь подтверждает — вещь нужна далеко не каждому. Если несмотря на это вам всё же интересно — за подробностями прошу под спойлер.

Сразу же должен пояснить некоторую нестыковку, касающуюся мощности изделия. Я покупал именно по той ссылке, что приведена в заголовке обзора. В описании лота указана мощность 1500 Вт, хотя на фотографиях в описании товара — 2000 Вт. У этого продавца в магазине есть и лот на два киловатта, он дороже на 30 USD ссылка. При заказе я рассчитывал, что получу прибор с мощностью полтора киловатта, но, распаковав посылку, обнаружил, что содержимое соответствует фотографиям. Более того, разглядывая инструкцию (другого слова употребить не могу, так как она полностью на китайском), обнаружил, что трансформатор с напряжением 220/220 и мощностью 1500 Вт просто отсутствует в линейке у производителя. То есть налицо явная ошибка продавца, почему он её до сих пор не исправляет — не знаю, это его дело. Покупал примерно год назад, цена по какой-то акции была примерно 220 USD, она включает бесплатную доставку до дверей. Пруф покупки:

Внешне устройство полностью соответствует фотографиям из описания, никакого обмана.



Дизайн напоминает китайпром начала 90-х вроде «говорящих часов»: вырвиглазные цвета, кричащие название и логотип, не отличающиеся особым изяществом шрифты. Но если оставить эстетику в стороне, то придраться совершенно не к чему. Корпус выполнен очень качественно — никаких острых углов, заусенцев, непрокрасов, щелей или кривых углов нет. Кожух выгнут из стали толщиной аж полтора миллиметра (!), концы вытягивающейся ручки прикрыты сверкающими хромированными накладками, и даже болтики, которыми крепится кожух, имеют большие блестящие шляпки и сделаны из нержавейки.

Устройство достаточно компактно, габариты (ВхШхГ) составляют 15х16,5х23,5 см, но весьма увесисто — 12,4 кг.

На передней панели расположились пара универсальных розеток, автоматический выключатель на 16 ампер, выполняющий по совместительству роль кнопки питания, и зеленый светодиод рабочего режима.

Отвернув 8 винтов на боковых стенках, можно увидеть «внутренний мир» девайса.


Практически всё пространство занимает большой тороидальный трансформатор диаметром 14 см и высотой 11 см.

На странице продавца указано, что для намотки использован медный провод. Так это или нет — проверить я не могу, так как снаружи транс обмотан блестящей лентой, а выводы обмоток выполнены толстым многожильным проводом. К тому же, центральное отверстие залито каким-то чёрным компаундом. Небольшой неодимовый магнит (кубик со стороной 1 см) притягивается к трансу очень слабо, совсем не так, как если бы непосредственно под защитной изоляцией была намотка стальным проводом, а как и должен к сердечнику под слоем обмотки. Так что либо медь, либо алюминий :). Все соединения сделаны при помощи защищенных кожухами клемм, никакой пайки или скруток не увидел.

Изнутри передней панели в пластиковом коробе прикреплена небольшая плата с несколькими деталями — то ли защита, то ли просто плавный старт. Короб крепится к передней панели кабельной стяжкой :(.

Понятно, что на работу устройства это никак не влияет, никаких нагрузок там нет и такого крепления достаточно. Но выглядит это как-то неряшливо. И, пожалуй, это единственная претензия к сборке устройства и его конструкции. Всё остальное как-то уж слишком… добротно, что ли :). Скорее, по-немецки, а не по-китайски. Даже провода внутри непривычно большого диаметра (все с маркировкой 14AWG), редко такое увидишь в изделиях из Поднебесной.

Я не уверен, что правильно понял логику работы платы защиты, но похоже, что первоначально трансформатор подключается в сеть через резистор (или самовосстанавливающийся предохранитель). Через пару секунд срабатывает реле и замыкает контакты резистора накоротко, исключая его из цепи, обеспечивая таким образом плавный старт.

При включении устройства слышно небольшое гудение. С расстояния в полметра в тихом помещении оно вполне различимо. Когда устройство находится под столом, его почти не слышно. Через 2-3 секунды с момента включения внутри щелкает реле и загорается зеленая дампочка на передней панели. Трансформатор готов к работе.

От визуального осмотра пора переходить к объективным тестам, но поскольку я совсем не силен в теоретических основах работы трансформаторов, ограничусь минимумом. (Как обычно, буду рад вопросам и пожеланиям в комментариях к обзору. Если что-то возможно добавить — пишите, предлагайте, постараюсь сделать.)

Потребляемый устройством на холостом ходу ток зависит от напряжения на входе и составляет:

220 вольт — 80 мА
230 вольт — 95 мА
240 вольт — 135 мА

Не знаю, правильно ли так делать, но при помощи старенького стрелочного тестера попытался измерить ток «утечки» — между выходной клеммой и металлическим корпусом прибора (он заземлен). Минимальный предел у моего прибора на переменном токе — 3 мА, а цена деления — 0,1 мА. Стрелка едва заметно отклоняется, то есть меньше 50 мкА. Этот же тестер в режиме вольтметра переменного тока на любом пределе (пробовал 30, 100, 300 вольт) дает отклонение стрелки меньше, чем на половину шкалы. Ток полного отклонения головки — 100 мкА.

Для проверки, насколько хорошо трансформатор справляется со своей основной функцией, проверил осциллографом форму напряжения на выходе устройства под различной нагрузкой.

Для начала на оба канала подается напряжение сети, чтобы убедиться в исправности используемых пробников.

Измеренные осциллографом среднеквадратичные значения напряжения отличаются менее, чем на вольт, а осциллограммы практически повторяют одна другую. Даже не ожидал такого хорошего результата от китайских же пробников.

Далее подключаем первый канал на вход прибора, второй — на выход. Нагрузка отсутствует.

Форма выходного напряжения в точности соответствует входному, напряжение на вторичной обмотке на 2 вольта выше сетевого (учтено 0,7 В ошибки пробников/прибора). Выглядит многообещающе :).

Подключаем первую нагрузку, в качестве которой использовал конвектор NOBO с заявленной мощностью 1000 Вт. Осциллограмма:

Напряжение на выходе стало меньше входного на 2,5 вольта, форма же в точности сохранилась. Отлично!

Ободренный таким хорошим результатом, меняю конвектор на электрический чайник, на шильдике которого значится 1850-2200 Вт. Поскольку разброс весьма не шуточный, предварительно измерил потребляемый чайником ток — 8,3 ампера, что соответствует мощности примерно 1900 ватт. Именно то, что мне и нужно. Осциллограмма:

Напряжение на выходе просело по отношению ко входу на 6 вольт, но никаких искажений формы. Опять же, у меня нет возможности сравнить с другими подобными устройствами, но мне кажется, что это отличный результат.

В качестве «полевых» испытаний подключил к трансформатору все тот же конвектор NOBO мощностью 1 кВт и снял термограммы. (К сожалению, ничего более мощного и способного работать несколько часов подряд не нашел).
В начале эксперимента

Через 1 час после начала

Через два часа после начала

Через два часа трансформатор едва теплый. За первый час температура поднялась на 10°С, за второй — на 6°С, то есть постепенно выходит в установившийся режим. С нагрузкой 1 кВт устройство справляется очень легко даже без заметного нагрева.

Обзор, как я и обещал в начале, получился коротким. Да и само устройство незамысловато. Поэтому подытоживать, вроде бы, нечего. Конструкция прибора производит впечатление надежности и, я бы сказал, прочности :). С заявленными 2 кВт мощности справляется на ура, по крайней мере, в кратковременном режиме точно. Сомневаться в том, что работать будет долго, причин нет. В силу нишевости продукта и высокой цены рекомендовать (или не рекомендовать) к покупке не считаю возможным.