Рукам

Намотка трансформатора своими руками: Трансформатор своими руками. Намотка трансформатора

Содержание

Трансформатор своими руками. Намотка трансформатора

Изготовить самодельный трансформатор – это стоящее дело, чтобы не тратить деньги на покупку трансформаторов.

Подбор материалов

Провод возьмем российский, у него прочнее изоляция. От старых катушек провод используется, если нет повреждения изоляции. Для изоляции подойдет бумага, пленка ФУМ. Для изоляции между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев изоляции. Для поверхностной наружной изоляции подходит кабельная бумага, лаковая ткань. А также можно мотать трансформатор, применяя изоленту ПВХ.

Пропитка нужна для повышения времени работы, но, она повышает паразитную емкость катушки. Для этой цели применяют лак. Для простого трансформатора можно использовать масляный лак. Покрывается каждый слой. Сразу все слои пропитать невозможно. Лак не должен быстро засохнуть до окончания намотки.

Каркас делают из стеклотекстолита или ему подобного материала.

Расчеты параметров самодельного трансформатора

На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков для 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула для подсчета витков по напряжению:

N = 40-60 / S, где S – площадь сечения сердечника в см2.

Константа 40-60 зависит от качества металла сердечника.

Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае у трансформатора окно 53 мм по высоте и 19 мм по ширине. Каркас будет текстолитовый. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, каркас 19 – 1,5 = 17,5 мм, окно размером 50 х 17,5 мм.

Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Мощность сердечника трансформатора своими руками по габаритам 170 ватт. На обмотке сети ток 170 / 220 = 0,78 ампера. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, завод сэкономил на этом.

  • Обмотка простого трансформатора высокого напряжения 2,18 х 450 = 981 виток.
  • Низковольтная для накала 2,18 х 5 = 11 витков.
  • Низкого напряжения накальная 2,18 х 6,3 = 14 витков.

Количество витков первичной обмотки:

берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на один слой. Количество слоев 981 / 115 = 8,5. Из середины слоя не рекомендуется делать вывод для обеспечения надежности.

Рассчитаем высоту каркаса с обмотками. Первичная из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляцией 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Высоковольтную обмотку лучше экранировать от других обмоток для предотвращения помех высоких частот. Для того, чтобы мотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.

Первичная обмотка будет занимать места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.

Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0,1 мм.

Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе:  7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для накальных обмоток.

Можно сделать расчет внутренних сопротивлений обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.

При расчете сопротивления секции первичной обмотки получается разница около 6-ти Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при токе номинала 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, добавим два витка. Теперь во время нагрузки секции равны по напряжению.

Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками

Важны углы на деталях, и точность в размерах, что повлияет на сборку простого трансформатора.

На щечках отводим места для крепления выводных контактов обмоток, сверлим отверстия по расчетам. Когда каркас собран, то теперь скругляем острые грани, к которым будет прикасаться провод обмотки. Используем для этой цели надфиль. Провода не должны резко перегибаться, так как эмаль изоляции потрескается. Теперь проверим, вставляется ли в окно каркаса пластина. Она не должна болтаться, или туго входить. Каркас ставим на специальный станок или готовимся мотать трансформатор вручную. Толстые провода всегда мотаются руками.

Намотка трансформатора своими руками

Укладываем изоляцию первого слоя. Вставляем конец провода в отверстие выводной клеммы. Начинаем мотать провод, не забывая о его натяжении. Проверить можно так: намотанная катушка не будет проминаться от пальца. Провод растягивать нельзя, так как нарушится изоляция. Готовую катушку рекомендуется пропитать парафином, чтобы не испортить провод. Если обмотка гудит во время работы трансформатора, то изоляция провода стирается, провод изгибается и разрушается. По этой причине натяжение провода во время намотки имеет большое значение.

Витки во время намотки придвигаем друг к другу, уплотняем. Первый слой самый важный.

На слое не нужно оставлять пустое место. Наибольшее напряжение на последних витках составляет для первичной 60 + 60 / 2, 18 + 55 В. Изоляция из лака выдержит напряжение, если провод будет проваливаться в пустоту слоя, то может нарушиться изоляция. Пропитываем первый слой, затем второй и так далее. К изоляции между обмотками необходимо отнестись добросовестно. Она должна выдерживать до 1000 вольт. Вверху на изоляции рекомендуется подписать количество витков и размер провода, это пригодится при ремонте.

Слои самодельного трансформатора должны иметь правильную форму. По мере намотки катушка будет изгибаться у краев. Для этого слои нужно равнять во время намотки, не повредив изоляцию.

Вынужденные стыки провода лучше на ребре каркаса за сердечником. Соединять провод скруткой с пайкой, внакладку с пайкой. Длина контакта при соединении делается более 12 диаметров провода. Стык нужно изолировать бумагой или лаковой тканью. Пайка должна быть без острых углов.

Выводные концы обмоток делаются по-разному. Главное, чтобы была надежность и качество.

Окончание изготовления трансформатора своими руками

Припаиваем выводные концы обмоток, изолируем поверхность простого трансформатора, подписываем на нем данные характеристики и производим сборку сердечника. После этого надо проверить этот простой трансформатор своими руками.

Замеряем ток самодельного трансформатора вхолостую, он должен быть минимальным. Смотрим на нагрев. Если греется сердечник, то неправильно подобрано железо. Если нагрелись обмотки, значит, есть короткое замыкание. Если нормально, то замыкаем ненадолго вторичную обмотку, треска и сильного гудения не должно быть.

Пример как сделать самодельный трансформатор

Перейдем к изготовлению самого трансформатора. По готовому сердечнику рассчитаем мощность трансформатора, витки и провод, намотаем первичную и вторичную обмотки, соберем трансформатор полностью.

Чтобы мотать трансформатор напряжением 220 на 12 вольт нам необходимо подобрать магнитный сердечник. Подбираем магнитный сердечник Ш-образный, и каркас от старого трансформатора. Чтобы определить мощность, выдаваемую простым трансформатором, необходимо произвести предварительный расчет.

Расчет трансформатора

Рассчитываем диаметр провода первичной обмотки. Мощность трансформатора Р1 = 108 Вт:

Р1 = U1 x I1

где: I1 – ток в первичной обмотке;

тогда ток в первичной обмотке:

I1 = Р1 / U1 = 108 Вт / 220 В = 0,49 А.

Возьмем I1 = 0,5 ампера.

Из таблицы диаметр провода в зависимости от тока выбираем допустимый ток 0,56 А, диаметр 0,6 мм.

Самодельный трансформатор своими руками можно намотать без станка. На это уйдет два-три часа, не больше. Приготовим полоски бумаги для прокладки ее между слоями провода. Полоску вырезаем шириной равной расстоянию между щечками катушки трансформатора плюс еще пару миллиметров, чтобы бумага легла плотно, по краям витки не залезали друг на друга.

Длину полоски делаем с запасом два сантиметра для склеивания. По краям полоску слегка надрезаем ножницами, чтобы при изгибе бумага не рвалась.

Затем приклеиваем полоску бумаги на каркас, плотно пригладив ее.

Намотка первичной обмотки

Теперь берем провод от старой катушки, у которой провод с хорошей не потрескавшейся изоляцией. Конец провода вставляем в гибкую трубочку изоляции от старого использованного провода соответствующего подходящего диаметра. Просовываем конец обмотки в отверстие каркаса катушки (они уже имеются в старом каркасе).

Катушка мотается плотно, виток к витку. Намотав 3-4 витка, нужно прижать витки, друг к другу, чтобы намотка витков была плотной. Чтобы мотать трансформатор после намотки первого слоя, необходимо посчитать количество витков в ряду. У нас получилось 73 витка. Делаем прокладку полоской бумаги. Наматываем второй слой. Во время намотки нужно все время держать провод в натянутом состоянии, чтобы намотка получалась плотной. После второго слоя также делаем прокладку из бумаги. Если не хватает длины провода, то соединяем с ним другой провод путем спайки. Лудим лакированный провод, нагрев конец паяльником на таблетке аспирина. При этом лак хорошо снимается.

Когда намотка первичной обмотки закончена, то конец провода изолируем в трубочку и выводим наружу катушки. Между первичной и вторичной обмотками делаем обмоточную изоляцию. Можно мотать трансформатор дальше.

Вторичная обмотка

Рассчитаем диаметр провода вторичной обмотки самодельного трансформатора. Мощность вторичной обмотки примем:

Р2 = 100 ватт

Р2 = U2  x I2

где:

U2 = 18 вольт;

I2 – ток;

Допустимый ток во вторичной обмотке будет равен:

I2 = Р2 / U2 = 100 Вт / 18 В = 5,55 А.

Из таблицы диаметр в зависимости от тока: диаметр для тока 5,55 А – ближайшее значение в таблице 6,28 ампера. Для такого тока необходим диаметр провода 2 мм.

Берем провод, который мы получили при сматывании старого трансформатора. Наматываем провод вторичной обмотки по такому же принципу, как и первичную обмотку. Провод вторичной обмотки намного жестче, поэтому, чтобы он ровно ложился при намотке, периодически его необходимо осаживать ударами молотка через деревянный брусок, чтобы не повредить изоляцию. У нас получилось 3 слоя вторичной обмотки. Получился готовый намотанный каркас простого трансформатора.

Сборка трансформатора своими руками

Для ускорения сборки берем по две Ш-образные пластины. Вставляем их внутрь каркаса поочередно с двух сторон по две штуки.

Перекрывающие пластины пока не ставим. Они будут установлены позже. Если вставлять все пластины сразу всем пакетом, то между пластинами появляются зазоры и индуктивность всего сердечника падает. После сборки Ш-образных пластин самодельного трансформатора вставляем перекрывающие пластины, также по две штуки.

После сборки сердечника аккуратно обстукиваем его плоскости молотком для выравнивания пластин. При помощи стоек и шпилек будем стягивать сердечник. По правилам на шпильки надеваются бумажные гильзы для снижения потерь в сердечнике.

Концы обмоток зачищаем и лудим. Затем припаиваем к выводным планкам, которые можно прикрепить к каркасу трансформатора. Получился готовый трансформатор своими руками.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Похожее

Трансформатор своими руками: пошаговая инструкция

Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить  трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.

Что понадобится для сборки?

Все преобразователи подразделяются на две основные категории – повышающие и понижающие трансформаторы.

В зависимости от предназначения, конструктивных особенностей и места установки их можно разделить на такие категории:

Практически каждое из вышеперечисленных устройств вы можете воссоздать в домашних условиях. Наиболее простым вариантом является перемотка трансформатора из заводского изделия, так как он уже содержит необходимые элементы. Главное, чтобы первичная обмотка подходила по номиналу питающего напряжения и мощности. Куда хуже, если перематывать нужно обе обмотки, к примеру, если и первичная, и вторичная обмотка пробиты или получили механическое повреждение.

Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:

  • Магнитопровод – служит в качестве проводника магнитного потока, лучше взять из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые параметры работы, характеризуется малыми потерями в железе.
  • Провода нужного вам сечения в лаковой, полимерной или стеклотканевой изоляции. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилягут витки к каркасу и друг к другу.
  • Каркас – служит в качестве основания для обмоток трансформатора, устанавливает габариты по ширине. Можно взять из старого трансформатора, а можно изготовить своими руками. Материалом для каркаса может послужить электротехнический картон, гетинакс или текстолит, важно чтобы он не занимал много места в зазоре между сердечником и проводом.
  • Изоляция – предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лакотканевая лента, фторопласт, парафиновая пропитка, но при самостоятельном изготовлении подойдет любой имеющийся у вас материал, главное, чтобы его диэлектрической прочности хватало для напряжения сети.
  • Намоточный станок – позволяет упростить процесс и обеспечить постоянное натяжение. Можно изготовить своими руками из ручной дрели или по принципу вертела на двух шарнирах. Важно, чтобы изготовленный станок имел как можно меньший люфт.

Помимо этого вам могут пригодиться: молоток с деревянной пресс-планкой, паяльник для соединения проводов, ножницы, пассатижи. Но перед изготовлением, обязательно рассчитайте параметры трансформатора.

Расчеты

Рис. 1: принципиальная схема трансформатора

Наиболее сложный вариант, если вы будете изготавливать трансформатор своими руками с нуля. В таком случае расчет электрической машины производится в зависимости от выходной мощности. Исходя из этого параметра, рассчитывается мощность первичной обмотки. Если вы используете заводской сердечник, то можно считать эти величины одинаковыми, если вы соберете его самостоятельно, то P2 = 0,9 * P1

Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества шихтовки своими руками, разница мощностей может находиться в пределах от 5 до 20%.

В зависимости от мощности первички определяется сечение магнитопровода, которое вычисляется по формуле: S = √P1

Следует отметить, что мощность для вычислений берется в Ваттах, а размеры сердечника получаем в квадратных сантиметрах.

Далее определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f/S, 

Где k – коэффициент передачи, f – частота сетевого напряжения переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода.

Исходя из полученного коэффициента, определяется число витков в обмотках по величине входных и выходных напряжений: N1 = k*U1, N2 = k*U2

Это приблизительные вычисления, предназначенные для бытового применения радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложную процедуру расчета, которая производится по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальные устройства и т.д.)

Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I1 = P/ U1

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по  формуле: : I2 = P/ U2

Исходя из величины тока в каждой обмотке, выбирается сечение жилы. Но заметьте, что проводник в обмотке значительно хуже охлаждается, поэтому запас сечения делается на 20 – 30%. Проще выполнять данную работу медными проводами, но это требование не критично.

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник Алюминиевый проводник
Сечение жил, мм2 Ток, А Сечение  жил. мм2 Ток, А
0,5 11
0,75 15
1 17
1.5 19 2,5 22
2.5 27 4 28
4 38 6 36
6 46 10 50
10 70 16 60
16 80 25 85
25 115 35 100
35 135 50 135
50 175 70 165
70 215 95 200
95 265 120 230
120 300    

Сборка повышающего трансформатора

Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.

Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.

Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:

  • Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея. Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора

Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.

  • Сделайте отверстия в щеке катушки под выводы в электрическую сеть и к потребителю. Проденьте в них выводы. Рис. 3: проденьте вывод первичной обмотки
  • Уложите первый слой изоляции под первичку. Рис. 4: нанесите слой изоляции на катушку
  • Намотайте первичную обмотку трансформатора – если позволяет толщина, используйте станок, в противном случае, сделайте это руками. При намотке каждые 4 -5 витков проверяйте жесткость фиксации и плотность прилегания. Рис. 5: намотайте первичку

В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.

  • Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
  • После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке. Рис. 6: намотайте вторичную обмотку

Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.

  • Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек. Рис. 7: заизолируйте первый слой
  • Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
  • Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации. Рис. 8: поместите катушки на сердечник

Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.

Сборка понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор будет отличаться большим количеством витков на первичке. В быту их можно часто встретить в блоках питания, сварочных аппаратах и прочем оборудовании. Правда, в импульсных блоках используется другая технология, поэтому ремонт таких устройств производится без трансформаторов.

Так как изготовление сварочного трансформатора своими руками довольно актуально для домашних самоделок, рассмотрим на примере этот вариант. Требования к процессу сборки соответствует предыдущему. Отличительной особенностью такого агрегата является большое сечение провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать сотен ампер.

Процесс изготовления заключается в следующем:

  1. Возьмите старое или изготовьте основание для катушки.
  2. Зафиксируйте на трансформаторном каркасе слой изоляции.
  3. Намотайте первичную обмотку с попеременной изоляцией слоев.
  4. Заизолируйте первичку и намотайте вторичную обмотку, так как большой диаметр проводов не позволит сделать это вручную, используйте слесарный инструмент.
  5. Зафиксируйте выводы обеих катушек.
  6. Установите пластины сердечника.

Испытание

Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем  проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.

Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.

Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.

Список использованной литературы

  • Подъяпольский А.Н. «Как намотать трансформатор» 1953
  • Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
  • Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
  • Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019

Намотка трансформатора своими руками: пошаговая инструкция


Намотать трансформатор своими руками – процесс не столько сложный, сколько длительный, требующий постоянной концентрации внимания.

Тем, кто приступает к такой работе в первый раз, бывает трудно разобраться, какой материал использовать и как проверить готовый прибор. Пошаговая инструкция, представленная ниже, даст новичкам ответы на все вопросы.

Подбор необходимых инструментов

Прежде чем приступить непосредственно к намотке, необходимо запастись всеми необходимыми для выполнения работы приспособлениями и инструментами:

  • Из двух стоек, скрепленных деревянной доской, и металлического прута между ними, имеющего форму рукояти, изготовить своеобразный вертел. Прут следует выбирать не толще 1 см и вставлять между стойками таким образом, чтобы его ось пронизывала каркас будущего устройства насквозь.

    Чаще всего для таких целей используют колодку из дерева, в которой проделывают отверстие для оси и «подгоняют» под размеры каркаса. Если под рукой окажется дрель – сделать это будет гораздо проще.

    Дрель нужно укрепить так, чтобы она находилась параллельно столу, а ее рукоять можно было свободно вращать. В патрон дрели следует вставить прут, предварительно надев на него колодку с закрепленным на ней каркасом трансформатора.

    Предпочтение лучше отдать пруту с резьбой, в этом случае колодку можно будет зафиксировать зажатием гайками с обеих сторон. В случаях, когда зажать каркас удается гайками, пластинами из текстолита или деревянными дощечками, в использовании колодки нет необходимости.

  • Механизм для намотки может заменить индуктор от телефона, станок для ниточных шпулей, прибор для перемотки пленки или какое-либо подобное устройство. Главное, чтобы процесс шел плавно, без срывов.
  • Еще одним приспособлением, без которого намотать трансформатор самостоятельно будет невозможно, является устройство для размотки. Обычно приборы такого рода работают по тому же принципу, что и приборы для намотки, разница лишь в том, что в данном случае можно обойтись без вращающей ручки.
  • Для подсчета числа витков понадобится отдельное устройство, например, счетчик воды, спидометр от велосипеда, электрический счетчик. Чтобы устройство заработало, его необходимо соединить с наматывающим станком гибким валиком. Если найти подобный прибор не удастся, то витки можно сосчитать устно.

Виды и способы, направления намотки обмоток трансформатора представлены на фото:

Изоляция слоев обмотки

В некоторых случаях между проводами требуется вставить прокладки для изоляции. Чаще всего для этого используют конденсаторную или кабельную бумагу.
Середину соседних трансформаторных обмоток следует изолировать сильнее. Для изоляции и выравнивания поверхности под следующий слой обмотки потребуется специальная лакоткань, которую нужно обернуть с обеих сторон бумагой. Если лакоткани не найдется, то решить проблему можно с помощью все той же бумаги, сложенной в несколько слоев.

Бумажные полосы для изоляции должны быть шире обмотки на 2-4 мм.

Для проверки неисправности трансформатора, прежде всего надо определить выводы всех его обмоток. Полезные советы о том, как проверить трансформатор мультиметром на работоспособность, читайте в следующей статье.

В этой публикации мы отвечаем на вопросы: для чего нужен блок питания 12в для светодиодной ленты.

Напряжение в наших электросетях оставляет желать лучшего. Как выбрать стабилизатор для дома 220в, узнайте из этого материала.

Алгоритм действий

  1. Провод с катушкой закрепить в устройстве намотке, а каркас трансформатора – в устройстве намотки. Вращения делать мягкие, умеренные, без срывов.
  2. Провод с катушки опустить на каркас.
  3. Между столом и проводом оставить минимум 20 см, чтобы можно было расположить на столе руку и фиксировать провод. Также на столе должны находиться все сопутствующие материалы: наждачная бумага, ножницы, бумага для изоляции, включенный паяльный инструмент, карандаш или ручка.
  4. Одной рукой плавно вращать намоточное устройство, а второй – фиксировать провод. Необходимо, чтобы провод ложился ровно, виток к витку.
  5. Трансформаторный каркас заизолировать, а выведенный конец провода продеть сквозь каркасное отверстие и ненадолго зафиксировать на оси намоточного устройства.
  6. Намотку следует начинать без спешки: необходимо «набить руку», чтобы получалось укладывать обороты друг рядом с другом.
  7. Нужно следить, чтобы угол провода и натяжение были постоянными. Мотать каждый последующий слой «до упора» не следует, т. к. провода могу соскользнуть и провалиться в каркасные «щечки».
  8. Счетное устройство (если есть) установить на ноль либо внимательно считать витки устно.
  9. Изолирующий материал склеить или прижать мягким кольцом из резины.
  10. Каждый последующий оборот на 1-2 витка делать тоньше предыдущего.

О намотке катушек трансформатора своими руками смотрите в видео-ролике:

Соединение проводов

Если в ходе наматывания произойдет разрыв, то:

  • тонкие провода (тоньше 0,1 мм) скрутить и заварить;
  • концы проводов средней толщины (менее 0,3 мм) следует освободить от изоляционного материала на 1-1.5 см, скрутить и спаять;
  • концы толстых проводов (толще 0,3 мм) нужно немного зачистить и спаять без скрутки;
  • место спайки (сварки) заизолировать.

Важные моменты

Если для намотки используется тонкий провод, то количество витков должно превышать несколько тысяч. Сверху обмотку необходимо защитить бумагой для изоляции или дерматином.

Если трансформатор обмотан толстым проводом, то наружная защита не требуется.

Испытание

После того, как с намоткой будет закончено, необходимо испытать трансформатор в действии, для этого следует подключить к сети его первичную обмотку.

Чтобы проверить прибор на возникновение коротких замыканий, следует последовательно подключить к источнику питания первичную обмотку и лампу.

Степень надежности изоляции проверяется посредством поочередного касания выведенным концом провода каждого выведенного конца сетевой обмотки.

Проводить испытание трансформатора следует очень внимательно и осторожно, дабы не попасть под напряжение повышающей обмотки.

Если неукоснительно следовать предложенной инструкции и не пренебрегать ни одним из пунктов, то намотка трансформатора вручную не будет представлять никаких сложностей, и справиться с ней сможет даже новичок.

Намотка импульсного трансформатора своими руками

Часть 1

Пролог

И все таки меня пригласили! Теперь дело со статьями пойдет более оперативно.

Темой следующей части изначально я хотел сделать схемотехнику какого нибудь блока, а чего ждать? Но тут вспомнил свою школьную молодость и саму великую проблему с которой сталкивался — как изготовить неведомое для меня на тот момент зверя устройство — импульсный трансформатор.

Прошло десять лет и я понимаю, что у многих (и не только начинающих) радиолюбителей, электронщиков и студентов возникают такие трудности — они попросту их боятся, а как следствие стараются избегать мощных импульсных источников питания (далее ИИП).

После этих размышлений я пришел к выводу, что первая тема должна быть именно про трансформатор и ни о чем другом! Хотелось бы еще оговориться: что я подразумеваю под понятием «мощный ИИП» — это мощности от 1 кВт и выше или в случае любителей хотя бы 500 Вт. Рисунок 1 — Вот такой трансформатор на 2 кВт для Н-моста у нас получится в итоге

Великая битва или какой материал выбрать?

Когда-то внедрив в свой арсенал импульсную технику думал, что трансформаторы можно делать только на доступном всем феррите. Собрав первые конструкции первым делом решил выставить их на суд более опытных товарище и очень часто слышал такую фразу: «Ваш феррит гавно не самый лучший материал для импульсника».

Сразу я решил узнать у них какую же альтернативу можно ему противоспоставить и мне сказали — альсифер или как его еще называют синдаст.

Для начала надо определиться что должен уметь почти идеальный материал для трансформатора:

1) должен быть магнитомягким, то есть легко намагничиваться и размагничиваться:

Рисунок 2 — Гистерезисные циклы ферромагнетиков: 1) жесткий цикл, 2) мягкий цикл 2) материал должен обладать как можно большей индукцией насыщения, что позволит либо уменьшить габариты сердечника, либо при их сохранение повысить мощность. НасыщениеЯвление насыщения трансформатора состоит в том, что, несмотря на увеличение тока в обмотке, магнитный поток в сердечнике, достигнув некоторой максимальной величины, далее практически не изменяется. В трансформаторе режим насыщения приводит к тому, что передача энергии из первичной обмотки во вторичную частично прекращается. Нормальная работа трансформатора возможна лишь тогда, когда магнитный поток в его сердечнике изменяется пропорционально изменению тока в первичной обмотке. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы сердечник не был в состоянии насыщения, а это возможно лишь тогда, когда его объём и сечение не меньше вполне определённой величины. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник. 3) материал должен иметь как можно меньшие потери на перемагничивание и токи Фуко 4) свойства материала не должны сильно изменяться при внешнем воздействии: механические усилия (сжатие или растяжение), изменение температуры и влажности. Феррит — является полупроводником, а значит обладает собственным высоким электрическим сопротивлением. Это означает, что на высоких частотах потери на вихревые токи (токи Фуко) будут достаточно низкими. Получается как минимум одно условия из списка выше у нас уже выполнено. Идем дальше… Ферриты бывают термостабильными и не стабильными, но этот параметр не является определяющим для ИИП. Важно то, что ферриты работают стабильно в температурном диапазоне от -60 и до +100 оС и это у самый простых и дешевых марок. Рисунок 3 — Кривая намагничивания на частоте 20 кГц при разных температурах

И наконец-то самый главный пункт — на графике выше мы увидели параметр, который будет определять практически все — индукция насыщения. Для феррита она обычно принимается 0,39 Тл. Стоит запомнить, что при разных условиях — этот параметр будет меняться. Он зависит как от частоты, так и от температуры работы и от других параметров, но особый акцент стоит сделать на первых двух.

Вывод: феррит ништяк! отлично подходит для наших задач.

1) альсифер работает в чуть большем широком спектре температур: от -60 и до +120 оС — подходит? Еще лучше чем феррит! 2) коэффициент потерь на гистерезис у альсиферов постоянный лишь в слабых полях (при малой мощности), в мощном поле они растут и очень сильно — это очень серьезный минус, особенно на мощностях более 2 кВт, так что тут проигрывает.

3) индукция насыщения до 1,2 Тл!, в 4 раза больше чем у феррита! — главный параметр и так обгоняет, но не все так просто… Конечно это достоинство никуда не уйдет, но пункт 2 ослабляет его и очень сильно — определенно плюс.

Вывод: альсифер лучше чем феррит, в этом дядьке мне не соврали.

Результат битвы: любой прочитав описание выше скажет альсифер нам подавай! И правильно… но попробуйте найти сердечник из альсифера и чтобы с габаритной мощностью 10 кВт? Тут обычно человек приходит в тупик, оказывается их и нету особо в продаже, а если и есть, то на заказ напрямую у производителя и цена вас испугает.

Получается используем феррит, тем более если оценивать в целом, то он проигрывает очень незначительно… феррит оценивается относительно альсифера в «8 из 10 попугаев». Хотел я обратиться к своему любимому матану, но решил этого не делать, т.к. +10 000 знаков к статье считаю избыточным. Могу лишь посоветовать книгу с очень хорошими расчетами авторства Б. Семенова «Силовая электроника: от простому к сложному». Смысла пересказывать его выкладки с некими добавлениями смысла не вижу

Итак, приступаем к выполнению расчета и изготовлению трансформатора

Первым делом хочется сразу вспомнить очень серьезный момент — зазор в сердечнике. Он может «убить» всю мощность или добавить еще так на 30-40%. Хочу напомнить, что делаем мы трансформатор для Н-моста, а он относится к — прямоходовым преобразователям (forward по-буржуйский). Это значит, что зазор в идеале должен быть 0 мм.

Как-то раз, обучаясь курсе на 2-3 решил собрать сварочный инвертор, обратился к топологии инверторов Kemppi. Там я увидел в трансформаторах зазор 0,15 мм. Стало интересно для чего же он.

Подходить к преподавателям не стал, а взял и позвонил в российское представительство Kemppi! А что терять? На моей удивление меня соединили с инженером-схемотехником и он рассказал мне несколько теоретических моментов, которые позволили мне «выползти» за потолок в 1 кВт.

Если в кратцезазор в 0,1-0,2 мм просто необходим! Это увеличивает скорость размагничивания сердечника, что позволяет прокачать через трансформатор большую мощность. Максимальный эффект от такого финта ушами зазора достиг в топологии «косой мост», там введение зазор 0,15 мм дает прирост 100%! В нашем Н-мосту эта прибавка скромнее, но 40-60% думаю тоже не дурно.

Для изготовления трансформатора нам понадобится вот такой набор: Рисунок 4 — Ферритовый сердечник Е70/33/32 из материала 3С90 (чуть лучший аналог N87) Рисукок 5 — Каркас для сердечника Е70/33/32 (тот что больше) и дроссель D46 из распыленного железа Габаритная мощность такого трансформатора составляет 7,2 кВт. Такой запас нам нужен для обеспечения пусковых токов в 6-7 раз больше номинальных (600% по ТЗ). Такие пусковые токи правда бывают лишь у асинхронных двигателей, но учесть необходимо все! Неожиданно «всплыл» некий дроссель, он понадобится в нашей дальнейшей схеме (аж 5 штук) и поэтому решил показать как и его наматывать.

Далее необходимо посчитать параметры намотки. Я использую программу от известного в определенных кругах товарища Starichok51. Человек с огромными знаниями и всегда готовый учить и помогать, за что ему спасибо — в своей время помог встать на путь истинный. Называется программа — ExcellentIT 8.1.

Привожу пример расчета на 2 кВт:Рисунок 6 — Расчет импульсного трансформатора по мостовой схеме на 2 кВт повышающий

Как производить расчет:

1) Выделено красным. Это вводные параметры, которые обычно выставляются по умолчанию: а) максимальная индукция. Помните для феррита она 0,39 Тл, но у нас трансформатор работает на достаточно высокой частоте, поэтому программа выставляет 0,186 сама.

Это индукция насыщения в саааамых плохих условиях, включая нагрев до 125 градусов

б) частота преобразования, она задается нами и чем она определяется на схеме будет в следующих статьях. Частота эта должна быть от 20 до 120 кГц.

Если меньше — мы будет слышать работу транса и свист, если выше, то наши ключи (транзисторы) будут иметь большие динамические потери. А IGBT ключи даже дорогие работают до 150 кГц

в) коэф. заполнения окна — важный параметр, ибо место на каркасе и сердечнике ограничено, не стоит его делать больше 0,35 иначе обмотки не влезут

г) плотность тока — этот параметр может быть до 10 А/мм2. Это максимальный ток, который может протекать через проводник. Оптимальное значение 5-6 А/мм2 — в условиях жесткой эксплуатации: плохое охлаждение, постоянная работа на предельной нагрузке и прочее. 8-10 А/мм2 — можно ставить если у вас устройство идеально вентилируется и стоит over 9000 несколько куллеров.

д) питание на входе. Т.к. мы рассчитываем трансформатор для DC->DC 48В в 400В, то ставим входное напряжение как в расчете. Откуда цифра взялась. В разряженном состоянии аккумулятор отдает 10.5В, дальше разряжать — снижать срок службы, умножаем на количество батарей (4 шт) и получаем 42В. Возьмем с запасом 40В. 48В берется из произведения 12В * 4 шт. 58В берется из соображения, что в заряженном состоянии батарея имеет напряжение 14,2-14,4В и по аналогии умножаем на 4. 2) Выделено синим. а) ставим 400В, т.к. это запас для обратной связи по напряжению и для нарезки синуса необходимо минимум 342В б) номинальный ток. Выбираем из соображения 2400 Вт / 220(230) В = 12А. Как видите везде я беру запас не менее 20%. Так поступает любой уважающий себя производитель качественной техники. В СССР такой запас был эталонный 25% даже для самых сложных условий. Почему 220(230)В — это напряжение на выходе уже чистого синуса. в) минимальный ток. Выбирается из реальных условий, этот параметр влияет на размер выходного дросселя, поэтому чем больше минимальный ток, тем меньше дроссель, а значит и дешевле устройство. Я опять же выбрал худший вариант 1А, это ток на 2-3 лампочки или 3-4 роутеров. г) падение на диодах. Т.к. у нас на выходе будут диоды быстродействующие (ultra-fast), то падение на них 0.6В в худших условиях (превышена температура). д) диаметр провода. У меня некогда купленная катушка меди 20 кг на такой случай и как раз с диаметром 1 мм. Тут ставим тот, который у вас есть. Только более 1,18 мм ставить не советую, т.к. начнет сказываться скин-эффект Скин-эффектСкин-эффект — эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое. Если говорить не как гугл, а моим колхозным языком, то если взять проводник большого сечения, то он не будет использоваться полностью, т.к. токи на большей частоте протекают по поверхности, а центр проводника будет «пустой» 3) Выделено зеленым. Тут все просто — топология у нас планируется «полный мост» и выбираем ее. 4) Выделено оранжевым. Происходит процесс выбора сердечника, все интуитивно понятно. Большое количество стандартных сердечников уже есть в библиотеки, как и наш, но если что можно и добавить путем ввода габаритов. 5) Выделено фиолетовым. Выходные параметры с расчетами. Отдельным окном выделил коэф. заполнения окна, помните — не более 0,35, а лучше не более 0,3. Так же даны все необходимые значения: количество витков для первичной и вторичной обмотки, количество проводов ранее заданного диаметра в «косе» для намотки. Так же даны параметры для дальнейшего расчета выходного дросселя: индуктивность и пульсации напряжения.

Теперь необходимо рассчитать выходной дроссель. Нужен он чтобы сгладить пульсации, а так же чтобы создать «равномерный» ток. Расчет проводится в программе того же автора и называется она DrosselRing 5.0. Расчет для нашего трансформатора приведу:

Рисунок 7 — Расчет выходного дросселя для повышающего DC-DC преобразователя В данном расчете все проще и понятнее, работает по тому же принципу, выходные данные: количество витков и количество проводов в косе.

Стадии изготовления

Теперь у нас есть все данные для изготовления трансформатора и дросселя.

Главное правило намотки импульсного трансформатора — все без исключения обмотки должны быть намотаны в одну сторону!

Стадия 1: Рисунок 8 — Процесс намотки вторичной (высоковольтной) обмотки

Мотаем на каркас необходимое число витков в 2 провода диаметром 1 мм. Запоминаем направление намотки, а лучше отмечаем маркером на каркасе.

Стадия 2:

Рисунок 9 — Изолируем вторичную обмотку Изолируем вторичную обмотку фторопластовой лентой толщиной 1 мм, такая изоляция выдерживает не менее 1000 В. Так же дополнительно пропитываем лаком, это еще +600В к изоляции. Если нету фторопластовой ленты, то изолируем обычным сантехническим фумом в 4-6 слоев. Это тот же фторопласт, только 150-200 мкм толщиной.

Стадия 3:

Рисунок 10 — Начинаем мотать первичную обмотку, распаиваем провода на каркас Намотку проводим в одну сторону со вторичной обмоткой!

Стадия 4:

Рисунок 11 — Выводим хвост первичной обмотки Доматывает обмотку, изолируем ее так же фторопластовой лентой. Желательно еще и пропитать лаком.

Стадия 5:

Рисунок 12 — Пропитываем лаком и распаиваем «хвост». Намотка обмоток окончена Стадия 6: Рисунок 13 — Завершаем намотку и изоляцию трансформатора киперной лентой с окончательной пропиткой в лаке Киперная лентаКиперная лента — хлопчатобумажная (реже шёлковая или полушелковая) тесьма из киперной ткани шириной от 8 до 50 мм, саржевого или диагонального переплетения; суровая, отбельная или гладкокрашеная. Материал ленты отличается высокой плотностью за счет переплетения, он толще, чем у своего ближайшего аналога — миткалевой ленты — из-за использования более толстых нитей. Спасибо википедии.

Стадия 7:

Рисунок 14 — Так выглядит законченный вариант трансформатора

Зазор 0,15 мм устанавливается в процессе склеивания, путем вкладывания между половинками сердечника подходящей пленки. Лучший вариант — пленка для печати. Сердечник склеивается клеем моментом (хорошим) или эпоксидной смолой. 1-й вариант на века, 2-й позволяет в случае чего разобрать трансформатор без повреждений, например, если понадобится домотать еще обмотку или добавить витков.

Намотка дросселя

Теперь по аналогии необходимо намотать дроссель, конечно мотать на тороидальном сердечнике сложнее, но такой вариант будет компактнее. Все данные у нас имеются из программы, материал сердечника распыленное железо или пермаллой. Индукция насыщения у данного материала 0,55 Тл.

Стадия 1:

Рисунок 15 — Обматываем кольцо фторопластовой лентой Эта операция позволяет избежать случая с пробоем обмотки на сердечник, это бывает редко, но мы же за качество и делаем для себя!

Стадия 2:

Рисунок 16 — Наматываем нужное количество витков и изолируем В данном случае количество витков не уместится в один слой намотки, поэтому необходимо после намотки первого слоя произолировать и намотать второй слой с последующей изоляцией.

Стадия 3:

Рисунок 17 — Изолируем после второго слоя и пропитываем лаком

Эпилог

Надеюсь моя статья научит вас процессу расчету и изготовлению импульсного трансформатора, а так же даст вам некоторые теоретические понятия о его работе и материалах из которого он изготавливается.

Постарался не нагружать данную часть излишней теорией, все на минимуму и сосредоточиться исключительно на практических моментах.

И самое главное на ключевых особенностях, которые влияют на работоспособность, таких как зазор, направления намотки и прочее.

Продолжение следует…

Часть 3

Источник: https://habr.com/post/358318/

Небольшой ликбез по намотке импульсных трансформаторов. — Лада 2109, 1.6 л., 1988 года на DRIVE2

Как видно из пред идущего блога я собираю слабенький усилитель на 100ват, и многие просили поподробнее рассказать как мотать эти трансформаторы)Обьект намотки кольца 45х28х8 проницаемость Н1500М в моем случае 4ре штуки.

Обьясняю почему… Забиваем в программу кольцо 45х28х8 и видим что габаритная мощность его одного всего 500 жалких ничтожных ватт… а выход прост берем 2 кольца притираем их друг к другу чтоб небыло зазоров и без клея скремляем их вкруговую изолентой.ВСЕ!Далее в проге вбиваем уже кольцо 45х28х16 и видим габаритную мощность 1000ватт.

Далее пишем проге че хотим то собственно от него в моем случае хочу 85 вольт и 1кВт.Выбираем как будет выпрямляться под свои нужды и тыкаем рассчитать.

  • Получаем резззззз и собственно берем проволку медную и вперед к намотке смотрим ниже=)

Затарился кольцами и деталями на пн

Вот так они будут располагаться

Притираем 2 кольца и скрепляем изолентой без клея!

Обматываем кольца (кто чем хочет хоть скотчем) в моем случае стекловолокно

По программе нам нужно 4 витка первичной обмотки. Берем кусок проволоки наматываем 4ре витка отмеряем длинну выводов отрезаем сматываем и по этой длинне наматываем на каком либо каркасе нужное нам число жил

отрезал померял

для каждоко кольца наматывал на оправку по две косы по 26 жил в каждой. Далее снимаем 26 жил с оправки немножко их скручиваем и матаем 4ре витка одной и рядышком 4ре витка другой

Сново обматываем туалетной бумагой

в итоге получаем такую картину намотана первичка епли 2 часа

Далее по верх мотаем вторичку снача делаем один виток замеряем его длинну 8,5см умножаем на число витков в моем случае 33 делаем оправку на 2,8 метра длинной в моем случае это 2 самореза между столами.

наматываем сразу 6 жил потом мультиком сфазируем. Делим 33 на 4 и примерно чюхаем на четверть кольца запихиваем 8 витков. наматываем 33 витка скрепляем в конце кто соплями кто приморозит я стекловолокном.

Источник: https://www.drive2.ru/l/6421531/

Расчет и намотка импульсного трансформатора

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir2153.

Моя задача стоит в следующем, нужен трансформатор c двумя вторичными обмотками, каждая из которых должна иметь отвод от середины. Значение напряжения на вторичных обмотках должно составить +-50В. Ток протекать будет 3А, что составит 300Вт.

Расчет импульсного трансформатора.

Для начала загружаем себе программу расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT и запускаем её.

Выбираем схему преобразования – полумостовая. Зависит от вашей схемы импульсного источника питания. В статье “Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт” схема преобразования –полумостовая.

Напряжение питания указываем постоянное.  Минимальное = 266 Вольт, номинальное = 295 Вольт, максимальное = 325 Вольт.

  • Тип контроллера указываем ir2153, частоту генерации 50кГц.

Стабилизации выходов – нет.Принудительное охлаждение – нет.

Диаметр провода, указываем тот, который есть в наличии. У меня 0,85мм. Заметьте, указываем не сечение, а диаметр провода.

Указываем мощность каждой из вторичных обмоток, а также напряжение на них.Я указал 50В и мощность 150Вт в двух обмотках.

  1. Схема выпрямления – двухполярная со средней точкой.

Указанные мною напряжения (50 Вольт) означают, что две вторичных обмотки, каждая из которых имеет отвод от середины, и  после выпрямления, будет иметь +-50В относительно средней точки. Многие подумали бы, что указали 50В, значит, относительно ноля будет 25В в каждом плече, нет! Мы получим 50В вкаждом плече относительно среднего провода.

  • Далее выбираем параметры сердечника, в моем случае это “R” – тороидальный сердечник, с размерами 40-24-20 мм.

Нажимаем кнопочку “Рассчитать!”. В результате получаем количество витков и количество жил первичной и вторичной обмоток.

  1. Намотка импульсного трансформатора.
  2. Итак, вот мое колечко с размерами 40-24-20 мм.

Теперь его нужно изолировать каким-либо диэлектриком.

Каждый выбирает свой диэлектрик, это может быть лакоткань, тряпочная изолента, стеклоткань и даже скотч, что лучше не использовать для намотки трансформаторов.

Говорят скотч, разъедает эмаль провода, не могу подтвердить данный факт, но я нашел другой минус скотча. В случае перемотки, трансформатор тяжело разбирать, и весь провод становится в клею от скотча.

Я использую лавсановую ленту, которая не плавится как полиэтилен при высоких температурах. А где взять эту лавсановую ленту? Все просто, если есть обрубки экранированной витой пары, то разобрав её вы получите лавсановую пленочку шириной примерно 1,5см. Это самый идеальный вариант, диэлектрик получается красивым и качественным.

  • Скотчем подклеиваем лавсаночку к сердечнику и начинаем обматывать колечко, в пару слоев.

Далее мотаем первичку, в моем случае 33 витка проводом диаметра 0,85мм двумя жилами (это я перестраховался). Мотайте по часовой стрелке, как показано на картинке ниже.

  1. Выводы первичной обмотки скручиваем и залуживаем.
  2. Далее надеваем сверху несколько сантиметров термоусадки и подогреваем.
  3. Следующим шагом вновь изолируем диэлектриком еще пару слоев.

Теперь начинаются самые «непонятки» и множество вопросов. Как мотать? Одним проводом или двумя? В один слой или в два слоя класть обмотку?

В ходе моего расчета я получил две вторичных обмотки с отводом от середины. Каждая обмотка содержит 13+13 витков.

Мотаем двумя жилами, в ту же сторону, как и первичную обмотку. В итоге получилось 4 вывода, два уходящих и два приходящих.

Теперь один из уходящих выводов соединяем с одним из приходящих выводов. Главное не запутаться, иначе получится, что вы соедините один и тот же провод, то есть замкнете одну из обмоток. И при запуске ваш импульсный источник питания сгорит.

Соединили начало одного провода с концом другого. Залудили. Надели термоусадку. Далее вновь обмотаем лавсановой пленкой.

Напомню, что мне нужно было две вторичных обмотки, если вам нужен трансформатор с одной вторичной обмоткой, то на этом этапе финиш. Вторую вторичную обмотку мотаем аналогично.

  • После чего сверху опять обматываем лавсановой пленкой, чтобы крайняя обмотка плотно прилегала и не разматывалась.
  • В результате получили вот такой аккуратный бублик.
  • Таким образом, можно рассчитать и намотать любой трансформатор, с двумя или одной вторичной обмоткой, с отводом или без отвода от середины.
  •  Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT СКАЧАТЬ
  • Статья по перемотке импульсного трансформатора из БП ПК ПЕРЕЙТИ.

Источник: http://audio-cxem.ru/stati/raschet-i-namotka-impulsnogo-transformatora.html

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор?

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

В этой статье рассказано о том, как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для самодельного полумостового блока питания, который можно изготовить из электронного балласта сгоревшей компактной люминесцентной лампочки.

Речь пойдёт о «ленивой намотке». Это когда лень считать витки. https://oldoctober.com/

Близкие темы.

  • Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?
  • Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
  • Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра.

Оглавление статьи.

Выбор типа магнитопровода

Наиболее универсальными магнитопроводами являются Ш-образные и чашкообразные броневые сердечники. Их можно применить в любом импульсном блоке питания, благодаря возможности установки зазора между частями сердечника. Но, мы собираемся мотать импульсный трансформатор для двухтактного полумостового преобразователя, сердечнику которого зазор не нужен и поэтому вполне сгодится кольцевой магнитопровод. https://oldoctober.com/

Для кольцевого сердечника не нужно изготавливать каркас и мастерить приспособление для намотки. Единственное, что придётся сделать, так это изготовить простенький челнок.

  1. На картинке изображён ферритовый магнитопровод М2000НМ.
  2. Идентифицировать типоразмер кольцевого магнитопровода можно по следующим параметрам.
  3. D – внешний диаметр кольца.
  4. d – внутренний диаметр кольца.
  5. H – высота кольца.
  6. В справочниках по ферритовым магнитопроводам эти размеры обычно указываются в таком формате: КDxdxH.
  7. Пример: К28х16х9
  8. Вернуться наверх к меню.

Получение исходных данных для простого расчёта импульсного трансформатора

Напряжение питания.

Помню, когда наши электросети ещё не приватизировали иностранцы, я строил импульсный блок питания. Работы затянулись до ночи. Во время проведения последних испытаний, вдруг обнаружилось, что ключевые транзисторы начали сильно греться. Оказалось, что напряжение сети ночью подскочило аж до 256 Вольт!

  • Конечно, 256 Вольт, это перебор, но ориентироваться на ГОСТ-овские 220 +5% –10% тоже не стоит. Если выбрать за максимальное напряжение сети 220 Вольт +10%, то:
  • 242 * 1,41 = 341,22V (считаем амплитудное значение).
  • 341,22 – 0,8 * 2 ≈ 340V (вычитаем падение на выпрямителе).
  • Индукция.
  • Определяем примерную величину индукции по таблице.
  • Пример: М2000НМ – 0,39Тл.
  • Частота.

Частота генерации преобразователя с самовозбуждением зависит от многих факторов, в том числе и от величины нагрузки. Если выберите 20-30 кГц, то вряд ли сильно ошибётесь.

Граничные частоты и величины индукции широко распространённых ферритов.

Марганец-цинковые ферриты

Параметр Марка феррита
6000НМ 4000НМ 3000НМ 2000НМ 1500НМ 1000НМ
Граничная частота при tg δ ≤ 0,1, МГц 0,005 0,1 0,2 0,45 0,6 1,0
Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл 0,35 0,36 0,38 0,39 0,35 0,35

Никель-цинкове ферриты

Параметр Марка феррита
200НН 1000НН 600НН 400НН 200НН 100НН
Граничная частота при tg δ ≤ 0,1, МГц 0,02 0,4 1,2 2,0 3,0 30
Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл 0,25 0,32 0,31 0,23 0,17 0,44

Вернуться наверх к меню.

Как выбрать ферритовый кольцевой сердечник?

Выбрать примерный размер ферритового кольца можно при помощи калькулятора для расчета импульсных трансформаторов и справочника по ферритовым магнитопроводам. И то и другое Вы можете найти в «Дополнительных материалах».

Вводим в форму калькулятора данные предполагаемого магнитопровода и данные, полученные в предыдущем параграфе, чтобы определить габаритную мощность срдечника.

Не стоит выбирать габариты кольца впритык к максимальной мощности нагрузки. Маленькие кольца мотать не так удобно, да и витков придётся мотать намного больше.

Если свободного места в корпусе будущей конструкции достаточно, то можно выбрать кольцо с заведомо бо’льшей габаритной мощностью.

В моём распоряжении оказалось кольцо М2000НМ типоразмера К28х16х9мм. Я внёс входные данные в форму калькулятора и получил габаритную мощность 87 Ватт. Этого с лихвой хватит для моего 50-ти Ваттного источника питания.

Запустите программу. Выберете «Pacчёт тpaнcфopмaтopa пoлумocтoвoго пpeoбpaзoвaтeля c зaдaющим гeнepaтopoм».

Чтобы калькулятор не «ругался», заполните нолями окошки, неиспользуемые для расчёта вторичных обмоток.

Вернуться наверх к меню.

Как рассчитать число витков первичной обмотки?

Вводим исходные данные, полученные в предыдущих параграфах, в форму калькулятора и получаем количество витков первичной обмотки. Меняя типоразмер кольца, марку феррита и частоту генерации преобразователя, можно изменить число витков первичной обмотки.

Нужно отметить, что это очень-очень упрощённый расчёт импульсного трансформатора.

Но, свойства нашего замечательного блока питания с самовозбуждением таковы, что преобразователь сам адаптируется к параметрам трансформатора и величине нагрузки, путём изменения частоты генерации.

Так что, с ростом нагрузки и попытке трансформатора войти в насыщение, частота генерации возрастает и работа нормализуется. Точно также компенсируются и мелкие ошибки в наших вычислениях.

Я пробовал менять количество витков одного и того же трансформатора более чем в полтора раза, что и отразил в ниже приведённых примерах, но так и не смог обнаружить никаких существенных изменений в работе БП, кроме изменения частоты генерации.

Вернуться наверх к меню.

Как рассчитать диаметр провода для первичных и вторичных обмоток?

Диаметр провода первичных и вторичных обмоток зависит от параметров БП, введённых в форму. Чем больше ток обмотки, тем больший потребуется диаметр провода. Ток первичной обмотки пропорцонален «Используемой мощности трансформатора».

Вернуться наверх к меню.

Особенности намотки импульсных трансформаторов

Намотка импульсных трансформаторов, а особенно трансформаторов на кольцевых и тороидальных магнитопроводах имеет некоторые особенности.

Дело в том, что если какая-либо обмотка трансформатора будет недостаточно равномерно распределена по периметру магнитопровода, то отдельные участки магнитопровода могут войти в насыщение, что может привести к существенному снижению мощности БП и даже привести к выходу его из строя.

Казалось бы, можно просто рассчитать расстояние между отдельными витками катушки так, чтобы витки обмотки уложились ровно в один или несколько слоёв. Но, на практике, мотать такую обмотку сложно и утомительно.

Мы же пытаемся мотать «ленивую обмотку». А в этом случае, проще всего намотать однослойную обмотку «виток к витку».

  1. Что для этого нужно?
  2. Нужно подобрать провод такого диаметра, чтобы он уложился «виток к витку», в один слой, в окно имеющегося кольцевого сердечника, да ещё и так, чтобы при этом число витков первичной обмотки не сильно отличалось от расчётного.
  3. Если количество витков, полученное в калькуляторе, не будет отличаться более чем на 10-20% от количества, полученного в формуле для расчёта укладки, то можно смело мотать обмотку, не считая витков.
  4. Правда, для такой намотки, скорее всего, понадобится выбрать магнитопровод с несколько завышенной габаритной мощностью, что я уже советовал выше.
  5. 1 – кольцевой сердечник.
  6. 2 — прокладка.
  7. 3 – витки обмотки.
  8. D – диаметр по которому можно рассчитать периметр, занимаемый витками обмотки.

На картинке видно, что при намотке «виток к витку», расчетный периметр будет намного меньше, чем внутренний диаметр ферритового кольца. Это обусловлено и диаметром самого провода и толщиной прокладки.

На самом же деле, реальный периметр, который будет заполняться проводом, будет ещё меньше. Это связано с тем, что обмоточный провод не прилегает к внутренней поверхности кольца, образуя некоторый зазор. Причём, между диаметром провода и величиной этого зазора существует прямая зависимость.

  • Не стоит увеличивать натяжение провода при намотке с целью сократить этот зазор, так как при этом можно повредить изоляцию, да и сам провод.
  • По нижеприведённой эмпирической формуле можно рассчитать количество витков, исходя из диаметра имеющегося провода и диаметра окна сердечника.
  • Максимальная ошибка вычислений составляет примерно –5%+10% и зависит от плотности укладки провода.
  • w = π(D – 10S – 4d) / d, где:
  • w – число витков первичной обмотки,
  • π – 3,1416,
  • D – внутренний диаметр кольцевого магнитопровода,
  • S – толщина изолирующей прокладки,
  • d – диаметр провода с изоляцией,
  • / – дробная черта.
  • Как измерить диаметр провода и определить толщину изоляции – рассказано здесь.
  • Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке: Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
  • Несколько примеров расчёта реальных трансформаторов.
  • ● Мощность – 50 Ватт.
  • Магнитопровод – К28 х 16 х 9.
  • Провод – Ø0,35мм.
  • D = 16мм.
  • S = 0,1мм.
  • d = 0,39мм.
  • w= π (16 – 10*0,1 – 4*0,39) / 0,39 ≈ 108 (витков).
  • Реально поместилось – 114 витков.
  • ● Мощность – 20 Ватт.
  • Магнитопровод – К28 х 16 х 9.
  • Провод – Ø0,23мм.
  • D = 16мм.
  • S = 0,1мм.
  • d = 0,25мм.
  • w = π (16 – 10*0,1 – 4*0,25) / 0,25 ≈ 176 (витков).
  • Реально поместилось – 176 витков.
  • ● Мощность – 200 Ватт.
  • Магнитопровод – два кольца К38 х 24 х 7.
  • Провод – Ø1,0мм.
  • D = 24.
  • S = 0,1мм.
  • d = 1,07мм.
  • w = π (24 – 10*0,1 – 4*1,07) / 1,07 ≈ 55 (витков).
  • Реально поместилось 58 витков.
  • В практике радиолюбителя нечасто выпадает возможность выбрать диаметр обмоточного провода с необходимой точностью.

Если провод оказался слишком тонким для намотки «виток к витку», а так часто бывает при намотке вторичных обмоток, то всегда можно слегка растянуть обмотку, путём раздвигания витков. А если не хватает сечения провода, то обмотку можно намотать сразу в несколько проводов.

Вернуться наверх к меню.

Как намотать импульсный трансформатор?

Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.

Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку, да и не повредился сам, желательно притупить острые кромки ферритового сердечника. Но, делать это не обязательно, особенно если провод тонкий или используется надёжная прокладка. Правда, я почему-то всегда это делаю.

  1. При помощи наждачной бумаги скругляем наружные острые грани.
  2. То же самое проделываем и с внутренними гранями кольца.
  3. Чтобы предотвратить пробой между первичной обмоткой и сердечником, на кольцо следует намотать изоляционную прокладку.
  4. В качестве изоляционного материала можно выбрать лакоткань, стеклолакоткань, киперную ленту, лавсановую плёнку или даже бумагу.
  5. При намотке крупных колец с использованием провода толще 1-2мм удобно использовать киперную ленту.
  6. Иногда, при изготовлении самодельных импульсных трансформаторов, радиолюбители используют фторопластовую ленту – ФУМ, которая применяется в сантехнике.
  7. Работать этой лентой удобно, но фторопласты обладают холодной текучестью, а давление провода в области острых краёв кольца может быть значительным.
  8. Во всяком случае, если Вы собираетесь использовать ленту ФУМ, то проложите по краю кольца полоску электрокартона или обычной бумаги.
  9. При намотке прокладки на кольца небольших размеров очень удобно использовать монтажный крючок.
  10. Монтажный крючок можно изготовить из куска стальной проволоки или велосипедной спицы.

Аккуратно наматываем изолирующую ленту на кольцо так, чтобы каждый очередной виток перехлёстывал предыдущий с наружной стороны кольца. Таким образом, изоляция снаружи кольца становится двухслойной, а внутри – четырёх-пятислойной.

Для намотки первичной обмотки нам понадобится челнок. Его можно легко изготовить из двух отрезков толстой медной проволоки.

Необходимую длину провода обмотки определить совсем просто. Достаточно измерить длину одного витка и перемножить это значение на необходимое количество витков. Небольшой припуск на выводы и погрешность вычисления тоже не помешает.

Пример

34(мм) * 120(витков) * 1,1(раз) = 4488(мм)

Если для обмотки используется провод тоньше, чем 0,1мм, то зачистка изоляции при помощи скальпеля может снизить надёжность трансформатора. Изоляцию такого провода лучше удалить при помощи паяльника и таблетки аспирина (ацетилсалициловой кислоты).

Будьте осторожны! При плавлении ацетилсалициловой кислоты выделяются ядовитые пары!

Если для какой-либо обмотки используется провод диаметром менее 0,5мм, то выводы лучше изготовить из многожильного провода. Припаиваем к началу первичной обмотки отрезок многожильного изолированного провода.

Изолируем место пайки небольшим отрезком электрокартона или обыкновенной бумаги толщиной 0,05… 0,1мм.

Наматываем начало обмотки так, чтобы надёжно закрепить место соединения.

Те же самые операции проделываем и с выводом конца обмотки, только на этот раз закрепляем место соединения х/б нитками. Чтобы натяжение нити не ослабло во время завязывания узла, крепим концы нити каплей расплавленной канифоли.

Если для обмотки используется провод толще 0,5мм, то выводы можно сделать этим же проводом. На концы нужно надеть отрезки полихлорвиниловой или другой трубки (кембрика).

Затем выводы вместе с трубкой нужно закрепить х/б нитью.

Поверх первичной обмотки наматываем два слоя лакоткани или другой изолирующей ленты. Это межобмоточная прокладка необходима для надёжной изоляции вторичных цепей блока питания от осветительной сети. Если используется провод диаметром более 1-го миллиметра, то неплохо в качестве прокладки использовать киперную ленту.

Если предполагается использовать выпрямитель с нулевой точкой, то можно намотать вторичную обмотку в два провода. Это обеспечит полную симметрию обмоток.

Витки вторичных обмоток также должны быть равномерно распределены по периметру сердечника. Особенно это касается наиболее мощных в плане отбора мощности обмоток.

Вторичные обмотки, отбирающие небольшую, по сравнению с общей, мощность, можно мотать как попало.

  • Если под рукой не оказалось провода достаточного сечения, то можно намотать обмотку несколькими проводами, соединёнными параллельно.
  • На картинке вторичная обмотка, намотанная в четыре провода.
  • Вернуться наверх к меню.

Дополнительные материалы

Вернуться наверх к меню.

21 Март, 2011 (11:33) в Измерения, Источники питания, Сделай сам

Источник: https://oldoctober.com/ru/pulse_transformer/

Сборка и наладка импульсного блока питания на ir2153 ir2155 своими руками

СБОРКА И НАЛАДКА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ НА IR2153 IR2155

    Практическую часть статьи рассмотрим на примере схемы №2 первой части сатьи и чтобы не перепрыгивать туда-сюда расположим здесь принципиальную схему данного блока питания:

Принципиальная схема импульсного блока питания на микросхеме IR2153 (IR2155)

    Начинать сборку все равно с чего — либо с монтажа элементов на плату, либо с изготовления моточных деталей. Мы начнем с монтажа, поэтому лучше изучить чертеж расположения деталей повнимательней, к тому же некоторые элементы отличаются от предложенных на принципиальной схеме.     Например номиналы резисторов R16 и R18 отличаются чуть ли не в полтора раза.

В данном случае номиналя этих резисторов не принципиальны и могут располоагаться в пределах от 33 кОм до 100 кОм, поскольку служать прежде всего для разрядки конденсатора С4 при снятии напряжения питания. Второстепенную роль, которую они выполняют, это формировании виртуального нуля, т.е.

создания половины первичного напряжения, что немного предпочтительней простого соеднинения С13 и С14 с шинами питания.

    Резисторы R14 и R17 — формируют небольшую задержку немного увеличивая время реакции системы защиты. Номиналы этих резисторов могут располагаться от 33 Ом до 180 Ом.

Расположение деталей импульсного блока питания

        С13 и С14 — предназначены для развязки по постоянному напряжению обмотки трансформатора, на схеме 1 мкФ, на плате 2,2 мкФ.

При частоте преобразования 60 кГц реактивное сопротивление конденсатора на 1 мкФ будет составлять Хс = 1 / 2пFC = 5,3 Ома, учитывая то, что по «схемному» вариант по переменному напряжению получается паралельное соединение, т.е. получается 2 мкФ, то реактивное сопротивление составит 2,7 Ома.

При протекании через это сопротивление тока в 2 А на конднесаторе будет условное «падение» напряжения всего в 2,7 Ома х 2 А = 5,4 В, что составляет 1,8 %. Другими словами выходное напряжение блока питания будет изменяться менее чем на 2 % под нагрузкой и без нее за счет реактивного сопротивление конденсаторов.

При использовании конденсаторов на 2,2 мкФ в качестве С13 и С14 реактивное сопротивление составляет 1,2 Ома и под нагрузкой оно изменится на 0,8 %.

Учитывая то, что напряжениесети может колебаться до 7% и это считается нормой изменения в 0,8 — 2 % врядли кто заметит, поэтому можно использовать конденсаторы от 1 мкФ до 4,7 мкФ, правда в эту плату габариты емкостей на 4,7 мкФ уже не будут слишком велики.     Сопротивление R20 может колебаться в гораздо бОльших пределах, поскольку его номинал зависит от потребляемого вентилятором принудительного охлажедения и полученным в конечном итоге выходного напряжения.

    Сомнения в итоговом напряжении не напрасны, поскольку силовой трансформатор высокочастотный и имеет небольшое количество витков, а мотать дробные части витка довольно проблематично. Для примера рассмотрим случай, когда первичная обмотка составляет 17 витков.

Прилагаемое к ней напряжение равно 155 В (после выпрямителя на VD1 получается 310 В, следовательно половина напряжение питания и есть 155 В).

Воспользуемся пропорцией Uперв / Qперв = Uвтор / Qвтор, где Uперв — напряжение на первичной обмотке, Qперв — количество витков первичной обмотки, Uвтор — напряжение вторичной обмотки, Qвтор — количество витков вторичной обмотки и выясним, какие вторичные напряжения мы можем получить:

    155 / 17 = ? / 5, где «?» — выходное напряжение. Если во вторичной обмотке у нас будет 5 витков, то выходное напряжение будет составлять 45 В, если вторичка будет 4 витка, то выходное напряжение трансформатора составит 36 В.     Как видите получить напряжение ровно 40 вольт уже проблематично — нужно мотать 4,4 витка, а реальность показывает, что использовать обмотки не кратные половине витка довольно рискованно — можно намагнитить трансформатор и потерять силовые транзисторы.

    В конечном итоге после монтажа компонентов печатная плата блока питания приобретет следующий вид:

    На плате пока нет диодных мостов, силовых транзисторов, радиатров и моточных деталей, о которых сейчас и поговорим. При изготовлении импульсных блоков питания не стоит забывать о скин эффекте, который проявляется при протекании через проводник высокочастотного сигнала.

Смысл этого эффекта заключается в том, что чем выше частота переменного напряжениея, тем меньше протекает ток через середину проводника, т.е. ток как будто стремится выйти на поверхность. Отсюда и название SKIN -кожа, шкура.

По этому для высокочастотных трансформаторов необходимое от протекающего тока сечение получают методом сложения в жгут нескольких проводников меньшего диаметра, тем самым существенно снижая скин эффект и увеличивая КПД преобразователя.     Самым популярным способом сложения проводников является витой жгут.

Определившись с длиной провода, необходимого для обмотки (одинарным проводм мотают необходимое количество витков и добавляют к полученной длине еще 15-20%) необходмое количество проводов растягиваю на эту длину а затем при помощи дрели и воротка свивают в один жгут:

    Изготовление ленточного жгута более трудоемко — провода растягивают в непосредственной близости другу к другу и склеивают полиуритановым клеем, типа «МОМЕНТ КРИСТАЛЛ». В результате получается гибкая лента, намоитка которой позоволяет добится наибольшей плотности намотки:

    Перед намоткой ферритовое кольцо следует подготовить. Прежде всего необходимо закруглить углы, поскольку они с легкостью повреждают лак на обмоточном проводе:

    Затем необходимо кольцо изолировать, поскольку феррит имеет достаточно низкое сопротивление и в случае повреждения лака на обмоточном проводе может произойти межвиитковое замыкание. В середине, на азднем плане кольцо обмотано обычной бумагой для принтера, справа — бумага пропитана эпоксидным клеем, в середине спереди — наиболее предпочтительный материал — фторопластовая пленка:

    Так же кольца можно обматывать матерчатой изолентой, но она довольно толстая и существенно сокращает размер окна, а это не очень хорошо.

    Используя в качестве сердечника ферритовое кольцо обмотку необходимо равномерно распределить по всему сердечнику, что довольно существенно увеличивает магнитную связь обмоток и уменьшает создаваемые импульсным трансформатором электро-магнитные помехи:

    Осталось выяснить каким именно проводом нужно мотать, точнее какое должно быть сечение. В обычном трансформаторе напряженность в проводнике не должна превышать 2-2,5 Ампера на 1 квадратный милиметр сечения. Если середечник тороидальный, то это значение можно увеличить до трех ампер.

Импульные трансформаторы гораздо меньше своих пятидесяти Герцовых собратьев, у них лучше охлаждение, поэтому напряженность можно увеличить до 4-5 Ампер на квадратный милиметр сечения.

Однако данный совет актуален, и то весьма условно, для стабилизированных импульсных блоков питания, поскольку в не стабилизированном варианте уже начнет сказываться падение напряжения на обмотке под нагрузкой.

    Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что оптимальным вариантом напряженности получается 3-4 Ампера на 1 мм кв — и греется не сильно и падение на нем не слишком большое.     Для тех, кто запамятовал напоминалка:

    Площадь круга равна произведению числа Пи на квардрат радиуса, т.е. S = п • R • R. Для примера расчитаем какое нужно сечение при протекании тока через проводник величиной 7 А.

    В наличии имеется обмоточный провод диаметром 0,8 мм, 0,5 мм и 0,35 мм. Частота преобразования равна 70 кГц.

    В таблице смотрим, какой провод лучше использовать для данной частоты:

ЧАСТОТА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МАКСИМАЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ОДНОГО ПРОВОДА ДЛЯ СБОРКИ ЖГУТА
40 кГц 0,65 мм
50 кГц 0,6 мм
60 кГц 0,55 мм
70 кГц 0,5 мм
80 кГц 0,45 мм
90 кГц 0,4 мм

    Согласно таблицы провод диаметром 0,8 мм отпадает, а вот 0,5 мм и 0,35 мм можно использовать. Сечение для первого провода получаем 0,2 мм кв, для второго 0,01 мм кв, следовательно через первый провод можно пропускать 0,6…0,8 А, а через второй 0,3…

0,4 А (умножаем площадь на выбранную напряженость).     Для выяснения количества проводов делим предполагаемый ток нагрузки в 7 А на максимальный ток одного провода и получаем 7 / 0,6…0,8 = 9…12 проводов диаметром 0,5 мм и 7 / 0,3…

0,4

Источник: http://soundbarrel.ru/pitanie/IR2153_03.html

Как рассчитать и намотать трансформатор своими руками? FAQ


Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ Часть 1

Эта тема возникла в связи с написанием статьи о самодельном усилителе низкой частоты. Хотел продолжить повествование, рассказав о блоке питания и добавив ссылку на какую-нибудь популярную статью о перемотке трансформаторов, но не нашёл простого понятного описания. Что ж поделаешь, всё нужно делать самому. https://oldoctober.com/

В этом опусе я расскажу, на примере своей конструкции, как рассчитать и намотать силовой трансформатор для УНЧ. Все расчёты сделаны по упрощённой методике, так как в подавляющем большинстве случаев, радиолюбители используют уже готовые трансформаторы. Статья рассчитана на начинающих радиолюбителей.


Самые интересные ролики на Youtube

Те же, кто хочет углубиться в расчёты, может скачать очень хорошую книжку с примерами полного расчёта трансформатора, ссылка на которую есть в конце статьи. Также в конце статьи есть ссылка на несколько программ для расчёта трансформаторов.


Близкие темы.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?

Оглавление статьи.

  1. Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
  2. Какую схему питания УНЧ выбрать?
  3. Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
  4. Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
  5. Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
  6. Как определить габаритную мощность трансформатора?
  7. Где взять исходный трансформатор?
  8. Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
  9. Как сфазировать обмотки трансформатора?
  10. Как определить количество витков вторичной обмотки?
  11. Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
  12. Как измерить диаметр провода?
  13. Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
  14. Как разобрать и собрать трансформатор?
  15. Как намотать трансформатор?
  16. Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
  17. Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
  18. Программы для расчёта силовых трансформаторов.
  19. Дополнительные материалы к статье.

Страницы 1 2 3 4


Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?

Для колонок описанных здесь, я решил собрать простой усилитель мощностью 8-10 Ватт в канале, на самых дешёвых микросхемах, которые только удалось найти на местном радиорынке. Ими оказались – TDA2030 ценой всего по 0,38$.

Предполагаемая мощность в нагрузке должна составить 8-10 Ватт в канале:

10 * 2 = 20W

КПД микросхемы TDA2030 по даташиту (datasheet) – 65%.

20 / 0,65 = 31W

Я подобрал трансформатор с витым броневым магнитопроводом, так что, КПД можно принять равным – 90%.https://oldoctober.com/

31 / 0,9 = 34W


Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.
Мощность трансформатора (Вт) КПД трансформатора (%)
Броневой штампованный Броневой витой Стержневой витой Кольцевой
5-10 60 65 65 70
10-50 80 90 90 90
50-150 85 93 93 95
150-300 90 95 95 96
300-1000 95 96 96 96

Значит, понадобится сетевой трансформатор мощностью около 30-40 Ватт. Такой трансформатор должен весить около килограмма или чуть больше, что, на мой взгляд, прибавит моему мини усилителю устойчивости и он не будет «бегать» за шнурами.

Если мощность трансформатора больше требуемой, то это всегда хорошо. У более мощных трансформаторов выше КПД. Например, трансформатор мощностью 3-5 Ватт может иметь КПД всего 50%, в то время как у трансформаторов мощностью 50–100 Ватт КПД обычно около 90%.

Итак, с мощностью трансформатора вроде всё более или менее ясно.

Теперь нужно определиться с выходным напряжением трансформатора.

Вернуться наверх к меню


Какую схему питания УНЧ выбрать?

Для питания микросхемы, я решил использовать двухполярное питание.

При двухполярном питании не требуется бороться с фоном и щелчками при включении. Кроме того, отпадает необходимость в разделительных конденсаторах на выходе усилителя.

Ну, и самое главное, микросхемы, рассчитанные на однополярное питание и имеющие соизмеримый уровень искажений, в несколько раз дороже.

Это схема блока питания. В нём применён двухполярный двухполупериодный выпрямитель, которому требуются трансформатор с двумя совершенно одинаковыми обмотками «III» и «IV» соединёнными последовательно. Далее все основные расчёты будут вестись только для одной из этих обмоток.

Обмотка «II» предназначена для питания электронных регуляторов громкости, тембра и стереобазы, собранных на микросхеме TDA1524. Думаю описать темброблок в одной из будущих статей.

Ток, протекающий через обмотку «II» будет крайне мал, так как микросхема TDA1524 при напряжении питания 8,5 Вольта потребляет ток всего 35мА. Так что потребление здесь ожидается менее одного Ватта и на общей картине сильно не отразится.

Вернуться наверх к меню


Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы обезопасить микросхему от пробоя.

Максимальное допустимое напряжение питания TDA2030 – ±18 Вольт постоянного тока.

Для переменного тока, это будет:

18 / 1,41 ≈ 12,8 V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя при незначительной нагрузке – 0,6 V.

12,8 + 0,6 = 13,4 V

*Схема применённого выпрямителя построена так, что протекающий в любом направлении ток создаёт падение напряжения только на одном из диодов. При использовании одной вторичной обмотки и мостового выпрямителя, таких диодов будет два.

При повышении напряжения сети, напряжение на выходе выпрямителя увеличится. По нормативам, напряжение сети должно быть в пределах – -10… +5% от 220-ти Вольт.

Уменьшаем напряжение на вторичной обмотке трансформатора для компенсации повышения напряжения сети на 5%.

13,4 * 0.95 ≈ 12,7 V

Мы получили значение максимального допустимого напряжения переменного тока на вторичной обмотке трансформатора при питании микросхемы TDA2030 от двухполярного источника без стабилизации напряжения.

Проще говоря, это чтобы напряжение не вылезло за пределы ±18V и не спалило микруху.


Те же значения для этой линейки микросхем.
Тип микросхемы На выходе трансформатора (~В) Напряжение питания max (±В)
TDA2030 12,7 18
TDA2040 14 20
TDA2050 17,4 25

Вернуться наверх к меню


Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы оценить максимальную мощность на нагрузке и ограничить её путём снижения напряжения, если она выйдет за допустимые пределы для данного типа микросхемы или нагрузки.

Под нагрузкой напряжение переменного тока на вторичной обмотке понижающего трансформатора может уменьшиться.

12,7 * 0.9 ≈ 11,4V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя резко возрастёт под нагрузкой и может достигнуть, в зависимости от типа диода, – 0.8… 1,5V.

11,4 – 1,5 = 9,9V

*Схема применённого выпрямителя построена так, что протекающий в любом направлении ток создаёт падение напряжения только на одном из диодов. При использовании одной вторичной обмотки и мостового выпрямителя, таких диодов будет два.

После выпрямителя получаем на конденсаторе фильтра напряжение постоянного тока:

9,9 * 1,41 ≈ 14V

Но, под нагрузкой, конденсатор не будет успевать заряжаться до максимально возможного напряжения. Поэтому, и в этом случае, исходное напряжение увеличивают на 10%.

14 * 0.9 = 12,6V


В реальности, действующее напряжение может быть и выше, а 12,6 Вольта, это тот уровень, на котором предположительно возникнет ограничение аудио сигнала. На картинке изображён эпюр напряжения на нагрузке, снятый при воспроизведении частоты синусоидального сигнала. Сигнал ограничен напряжением питания УНЧ.

При ограничении сигнала возникают сильные искажения, которые фактически и ограничивают выходную мощность УНЧ.


По даташиту, при напряжении питания ±12,6 Вольта и нагрузке 4 Ω, микросхема TDA2030 развивает синусоидальную мощность 9 Ватт. Этой мощности вполне хватит для моих скромных колонок и она не выйдет за пределы допуска для TDA2030.

Выходная мощность микросхем этой серии на нагрузке 4 Ω при использовании нестабилизированного блока питания с максимальным допустимым напряжением.
Тип микросхемы Мощность на нагрузке (Вт) Напряжение питания на выходе БП под нагр. (±В)
TDA2030 9 12,6
TDA2040 22 14
TDA2050 35 18

Получив необходимые исходные данные, можно приступать к перемотке трансформатора.

Вернуться наверх к меню


Страницы 1 2 3 4


КАК НАМОТАТЬ ТРАНСФОРМАТОР — ИЗГОТОВЛЕНИЕ ТРАНСФОРМАТОРА СВОИМИ РУКАМИ

КАК НАМОТАТЬ ТРАНСФОРМАТОР СВОИМИ РУКАМИ

    При постройке приемника, усилителя или другой радиоаппаратуры радиолюбителю приходится сталкиваться с работой по переделке старого или по изготовлению нового трансформатора. Радиолюбители, впервые приступающие к такой работе, часто не представляют себе достаточно ясно, как произвести намотку, какой подобрать материал и как испытать изготовленный трансформатор. Сведения по этим вопросам, почерпнутые из журнальных статей и книг, обычно бывают недостаточны, и радиолюбителю приходится большую часть работы делать, полагаясь на свою смекалку или прибегать к помощи и советам более опытного товарища. На этой странице будут даны рекомендации по самостоятельному изготовлению сетевыого трансформатора.

ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ НАМОТКИ ТРАНСФОРМАТОРА

    На заводах при массовом серийном или поточном производстве трансформаторы обычно наматываются на специальных, часто автоматизированных станках. Радиолюбителям трудно, конечно, рассчитывать на специальный намоточный станок, и поэтому намотку трансформаторов оии производят обычно или непосредственно от руки, или с помощью простых намоточных приспособлений.
    Рассмотрим, как можно из подручных материалов и при помощи обычных инструментов изготовить простые приспособления для намотки.
    Простейшее такое приспособление показано на фиг. 1. Оно состоят из двух стоек / (или металлической скобы), укрепленных на доске 2, и оси 3 из толстого (диаметром 8—10 мм) металлического прутка, продетого сквозь отверстия в стойках и изогнутого на одном конце в виде рукоятки.
    Для намотки провода на готовый каркас 4 изготовляют деревянную колодку 5, по размерам немного меньшую, чем окно каркаса. В колодке просверливают отверстие для насадки ее на ось. Каркас надевают на колодку, которая затем помещается на оси и закрепляется там шпилькой 5. Для того чтобы каркас не болтался и не съезжал с колодки, между ними надо вставить уплотняющий клин 7 из твердого картона или тонкой фанеры. Чтобы избежать при намотке осевого люфта, что очень важно для ровной укладки витков, на свободные участки оси между колодкой и стойками необходимо надеть отрезки трубок 8, которые можно изготовить из металлических листочков, обернув их вокруг оси 3.
Для снятия намотанного каркаса нужно вынуть шпильку 5 и вытащить ось 3.
    Более удобное и надежное намоточное приспособление выполняется из ручной дрели / (фиг. 2), которую надо зажать в тиски 2 или прикрепить к столу так, чтобы ничто не мешало свободному вращению рукоятки дрели. В патрон дрели зажимается металлический прут 3, на который насаживают колодку с каркасом. Прут диаметром 4—6 мм лучше всего нарезать, и тогда колодку с каркасом можно зажимать между двумя гайками 4. В этом случае можно обойтись без колодки, зажимая каркас двумя щечками из фанеры или текстолита с отверстиями в центре.
    В качестве намоточного приспособления удобно также использовать готовый станочек для текстильных шпулей, моталку для перемотки кинопленки, телефонный индуктор и пр. Особенно удобна моталка для кинопленки (после небольшой переделки), так как она сделана прочно и имеет мягкий безлюфтозый ход. Переделка ее заключается в замене короткого валика с замком для бобин с кинопленкой на длинную ось с резьбой и барашками для закрепления различных каркасов.

    Не меньшее значение для намоточных работ, чем сам намоточный станок, имеет размоточное приспособление, на которое надевается катушка с проводом или каркас старого трансформатора, провод которого используется для новой намотки. Чтобы у разматываемого провода не портилась изоляция, а также чтобы не было толчков (что важно при рядовой укладке витков), провод должен итти совершенно равномерно.
    Простейшее приспособление для размотки провода изображено на фиг. 3. Это обычный металлический пруток /, продетый в отверстия деревянных стоек 2, укрепленных на доске 3. Изготовление деревянной колодки для каркаса разматываемой катушки 4 в этом случае необязательно. Для того чтобы она не била и не прыгала при размотке, можно из толстого картона или бумаги свернутьнужного диаметра трубку 5, пропустить сквозь нее прут и достаточно плотно вставить ее в окно каркаса.
    Лучше, однако, изготовить специальное размоточное приспособление, изображенное на фиг. 4. Из полосы мягкой стали или другого подходящего материала сгибается скоба /, которая крепится к доске 2 (или столу). В вертикальных стойках скобы делают отверстия (диаметром 5—6 мм) с нарезкой (резьба М-5 или М-6), в которые ввинчивают заточенные с концов на конус болтики 3. Из металлического прута диаметром 5—6 мм изготовляется нарезанная по всей длине шпилька 4, с торцов которой высверлены неглубокие отверстия (3—4 мм). Конусы и шпилька комплектуются соответствующими гайками (лучше барашками) 5 и щечками 6 для зажима катушки или каркаса с проводом.   

    Весьма важным в процессе намотки является возможность точного счета числа витков. Простой, но требующий особого внимания способ — это устный отсчет каждого оборота (пли через один оборот) ручки станка. Если обмотка должна содержать большое число витков, то удобнее, отсчитав сотню витков, делать отметку на бумаге (в виде палочки), суммируя затем все отметки. В станочке с шестеренчатой передачей учитывается при этом коэффициент передачи, который следует всегда помнить.
    Гораздо лучше применение механического счетчика, в качестве которого можно приспособить велосипедный спидометр или счетный механизм от электросчетчика, водометра и т. д.
    Сочленение счетчика со станком можно выполнить при помощи гибкого валика (куска толстостенной резиновой трубки), соединяющего ось счетчика с осью станка (фиг. 5,а). В этом случае каждый раз при установке нового каркаса приходится разъединять сочленение осей, снимая гибкий валик, и после установки нового каркаса надевать его вновь. Более удобный, но и более сложный способ сочленения заключается в том, что счетчик связывается со станком посредством пары одинаковых шестерен (фиг. 5,б). При этом способе счетчик сцеплен со станком все время.   

КАРКАС

    Каркас трансформатора (или дросселя) нужен для изоляции обмоток от сердечника и для удержания в порядке обмоток, изоляционных прокладок и выводов. Поэтому он должен быть изготовлен из достаточно прочного изоляционного материала. Вместе с тем он должен выполняться из достаточно тонкого материала, для того чтобы не занимать много места в окне сердечника. Обычно материалом для каркаса служат плотный картон (прессшпан), фибра, текстолит, гетинакс и т. п. В зависимости от размеров трансформатора или дросселя толщина листового материала для каркаса берется от 0,5 до 2,0 мм.
    Для клейки картонного каркаса можно употреблять конторский универсальный клей или обычный столярный клей. Лучшим клеем, обладающим хорошей влагоустойчивостью, следует считать нитроклей (эмалит, геркулес). Гетинаксо-вые или текстолитовые каркасы обычно не склеиваются, а собираются «в замок».

    По размерам сердечника трансформатора определяются форма и размеры каркаса, после чего вычерчиваются, а затем нарезаются его детали. Если применяются трансформаторные пластины с просечкой среднего керна,то высоту каркаса делают на несколько миллиметров меньше высоты окна, чтобы без затруднений можно было вставлять пластины сердечника. Во избежание ошибок размеры пластин сердечника нужно тщательно измерить (если они неизвестны) и начертить на бумаге эскиз с размерами отдельных частей каркаса. Особенно важно согласование отдельных частей каркаса при сборке его «в замок». Соотношения размеров каркаса и пластин сердечника для разного типа пластин даны на фиг. 6.
    Обычный каркас для трансформатора можно изготовить так. Сначала вырезают щечки каркаса и выкраивают гильзу с отворотами на торцевых сторонах согласно фиг. 7. Сделав надрезы в местах сгиба, выкройку свертывают в коробочку, причем сторона / склеивается со стороной 5. После этого обе щечки надеваются на гильзу. Затем нужно отогнуть отвороты гильзы и, раздвинув щечки на края гильзы, приклеить отвороты к наружным плоскостям щечек. В углы на наружной стороне щечек можно вклеить кусочки того же картона, из которого изготовлялась гильза каркаса. Если клей достаточно прочен и надежен, то гильзу можно делать без отворотов, приклеивая щечки непосредственно на краях гильзы.

    Более сложным в изготовлении является сборный каркас, но зато он обладает большой прочностью и не требует склеивания. Детали сборного каркаса изображены на фиг. 8. Они изготовляются следующим образом. Размеры с эскиза путем разметки переносятся на лист материала (текстолита, гетинакса, фибры). Если материал не слишком толст, то детали вырезают ножницами. Затем напильником пропиливают в них пазы. В щечках /, после высверливания в них нескольких отверстий, выпиливают окна. После этого, разложив детали на столе, производят подгонку сторон 2 и 3 гильзы так, чтобы при сборке каркаса сошлись все пропилы и выступы «замка». При разметке и изготовлении деталей 2 у одной из них можно «замочную» часть сделать значительно больших размеров (контуры показаны пунктирам на фиг. 8) для размещения на ней контактов или лепестков для подпайки выводов обмоток. Чтобы не спутать детали, их следует перед сборкой пронумеровать. Порядок сборки каркаса ясен из фиг. 9.

    Сразу же после изготовления щечек лучше заранее насверлить в них «в запас» отверстия для выводов. При сборке каркаса или приклейке щечек необходимо учесть, с какой из сторон трансформатора (или с обеих) и на какой из сторон щечек будут сделаны выводы, чтобы правильно расположить стороны щечек, имеющие отверстия для выводов. Надо обратить внимание на то, чтобы стороны щечек с отверстиями в случае квадратного сечения сердечника не оказались закрытыми пластинами сердечника.
    Готовый склеенный или собранный каркас для трансформатора нужно подготовить к намотке, для чего следует напильником скруглить углы гильзы и щечек, а также снять заусеницы. Полезно (но необязательно) промазать или пропитать каркас шеллаком, бакелитом и пр.

ИЗОЛЯЦИОННЫЕ ПРОКЛАДКИ

    В ряде случаев между соседними рядами обмоток трансформатора образуется большое напряжение, и тогда прочность изоляции самого провода оказывается недостаточной. В таких случаях между рядами витков необходимо класть изоляционные прокладки из тонкой плотной бумаги, кальки, кабельной, конденсаторной или папиросной бумаги. Бумага должна быть ровной и при рассматривании на просвет в ней не должно быть видимых пор и проколов.
    Изоляция между обмотками в трансформаторе должна быть еще лучше, чем* между рядами витков, и тем лучше, чем выше напряжение. Лучшая изоляция — лакоткань, но кроме нее, нужна еще и плотная кабельная или оберточная бумага, которые прокладываются также и с целью выравнивания поверхности для удобства намотки сверху следующей обмотки. Один слой лакоткани всегда желателен, однако ее можно заменить двумя-тремя слоями кальки или кабельной бумаги.
    Измерив расстояние между щечками готового каркаса, можно приступить к заготовке изоляционных полос бумаги. Для того чтобы крайние витки обмотки не заваливались между краями полос и щечками, бумагу нарезают несколько более широкими полосами, чем расстояние между щёчками каркаса, а края на 1,5—2 мм надрезаются ножницами или просто загибаются. При намотке надрезанные или загнутые полосы закрывают крайние витки обмотки. Длина полос должна обеспечить перекрытие периметра намотки с нахлестом концов на 2—4 см.

    Для изоляции выводов, мест паек и отводов обмоток применяются отрезки кембриковых или хлорвиниловых трубок и кусочков лакоткани.
Для затяжки и закрепления начала и конца толстых обмоток (накальных и выходных), заготавливают куски (10—15 см) киперной ленты или полоски, вырезанные из лакоткани и сложенные для прочности втрое, вчетверо.
Если наружный ряд обмотки близко подходит к сердечнику, то из тонкого листового текстолита или картона вырезают прямоугольные пластинки, которые вставляются между обмоткой и сердечником после сборки трансформатора.

НАМОТОЧНЫЕ И ВЫВОДНЫЕ ПРОВОДА

    Обмотки трансформаторов, с которыми приходится иметь дело радиолюбителю, чаще всего выполняются проводом с эмалевой изоляцией марки ПЭ или ПЭЛ.
    В силовых трансформаторах для сетевых и повышающих обмоток применяется исключительно провод ПЭ, а для обмоток накала ламп — тот же провод или, при большом диаметре (1,5—2,5 мм), провод с двойной бумажной изоляцией марки ПБД.
    Выводы концов и отводы от обмоток, выполненных тонким проводом, делаются проводом несколько большего сечения, чем провод обмотки. Для них лучше брать гибкий многожильный провод с эластичной изоляцией (например, хлорвиниловой или резиновой). По возможности желательно брать провода с различной расцветкой, чтобы по ним можно было потом легко узнать любой вывод. Выводы от обметок, выполняемые толстым проводом, можно делать тем же проводом. На концы или отводы этих обмоток надо надеть кусочки тонкостенных изоляционных трубок. Выводные проводники должны быть такой длины, чтобы их можно было свободно присоединить к элементам схемы или к рас-шивочной планке (гребенке).

НАМОТКА

    Катушка с проводом, предназначенным для очередной намотки, зажимается между съемными щечками нарезной шпильки размоточного устройства. Шпилька с катушкой устанавливается в конусах этого устройства (фиг. 4). В зависимости от диаметра провода регулируются нажим конусов и степень притормаживания разматываемой катушки.
    Катушку необходимо зажимать так, чтобы она при размотке не била, так как от этого зависят успешность и легкость укладки провода виток к витку. Размоточное приспособление располагается впереди намоточного станка не ближе 1 м (дальше —лучше).
    Подготовленный каркас трансформатора зажимается между двумя свободно насаженными на шпильке щечками. Шпилька затем вставляется в патрон дрели или зажимается на валу намоточного станка. Каркас, так же как и катушку с проводом, надо хорошо отцентровать, чтобы он при намотке равномерно вращался и не бил. Зажимные щетки нужно располагать таким образом, чтобы не закрыть ими отверстий для выводов в каркасе.
    Устанавливать катушку с проводом на размоточном приспособлении и намоточный станок на столе надо так, как изображено на фиг. 10. Провод должен итти сверху катушки на верх каркаса трансформатора. Станок или дрель располагается над столом на такой высоте, чтобы между осью станка и плоскостью стола было расстояние 15—20 см\ тогда при намотке левую руку можно свободно положить на стол, не мешая вращению станка с каркасом.
    Перед тем как приступить к намотке, надо приготовить изоляционные прокладки, выводные проводники, изоляционную трубку для .выводов, лист бумаги и карандаш для отметок при счете витков, если нет счетчика, ножницы для подрезки прокладок, кусочек мелкой наждачной бумаги для зачистки изоляции и разогретый паяльник для припайки выводов. Самому надо свободно сесть против стола (верстака) и поупражняться во взаимодействиях рук. Правой рукой надо вращать намоточный станок с таким расчетом, чтобы провод ложился на каркас сверху, а левой — придерживать и натягивать провод, направляя его движение так, чтобы он ложился равномерно виток к витку (для этого левую руку надо положить на стол под ось станка или приспособления, вытянув ее как можно дальше вперед). Чем дальше от каркаса направлять провод, тем точнее и легче укладывается провод.

    Выверенный и закрепленный на станке или дрели каркас обертывают тонкой бумажной полоской. Чтобы полоска держалась, ее можно слегка приклеить.
    Выводной проводник или конец самого наматываемого провода обмотки можно закрепить двумя способами. Если провод тонкий, то вывод делают другим, гибким проводом. Такой вывод должен быть достаточно длинным, чтобы, пропустив его сквозь отверстие в каркасе, можно было обернуть им (одним оборотом) гильзу каркаса. К заранее зачищенному и залуженному на 2—3 мм кончику выводного проводника припаивают зачищенный конец наматываемого провода и, изолировав место спайки сложенным вдвое кусочком бумаги или лакоткани, начинают намотку (фиг. 11,а). Изолирующая накладка прижимается при намотке последующими витками (фиг. 11,6). Продетый в отверстие каркаса вывод надо несколько раз обернуть вокруг оси (шпильки) намоточного станка или привязать его к ней, чтобы при дальнейшей намотке он не выдернулся из каркаса. Для большей надежности выводы можно привязывать к гильзе несколькими витками крепкой нитки. Другой способ заключается в том, что выводной провод после пропуска его сквозь отверстия в щечке каркаса захватывается полоской прокладочной бумаги, край которой загибается под провод (фиг. 11,в). Затем полоска, которая должна иметь ширину каркаса, обертывается вокруг гильзы и прижимает выводной провод. Под полоску при этом (у конца выводного провода) нужно подложить изолирующую накладку, которая потом прикроет место спайки выводного и наматываемого проводов.
    К выступающему из-под прокладки залуженному концу выводного провода, находящемуся у другой щечки каркаса, припаивают зачищенный кончик наматываемого провода и производят намотку. Изолирующая накладка при этом будет прижата первыми витками обмотки, а выводной конец— витками ее первого ряда (фиг. 11,г).

    Намотку нужно производить сначала не спеша, приспосабливая руку так, чтобы провод шел и ложился виток к витку с некоторым натяжением. В процессе намотки данного ряда левую руку следует равномерно передвигать за укладкой витков, стараясь сохранять угол натяжения. Таким образом, последующие витки первого ряда прижимают предыдущие. К&ждый ряд надо на 2—3 мм не доматывать до щечки каркаса, чтобы предотвратить этим проваливание витков вдоль щечки. Особенно это важно при намотке высоковольтных обмоток (например, повышающей в силовом или анодной в выходном трансформаторах).
    Перед началом намотки (когда заправлен и припаян первый вывод) счетчик оборотов нужно поставить на нуль или записать его показания. При отсутствии счетчика обороты считают про себя или вслух, причем каждая сотня оборотов отмечается на бумаге палочкой.
    После намотки каждого ряда провод надо оставлять натянутым, чтобы во время наложения бумажной прокладки намотанная часть обмотки не распускалась. Для этого можно прижать провод к щечке каркаса бельевым зажимом. Прокладка должна закрывать весь ряд обмотки. Она склеивается или же временно (до удержания ее витками следующего ряда) прижимается к обмотке резиновым кольцом, которое можно изготовить из тонкой шнуровой резинки.
    Последний вывод обмотки можно делать так же, как и первый. Перед намоткой последнего полного или неполного ряда этот выводной проводник вместе с бумажной прокладкой (фиг. 11,0) нужно уложить на каркасе и, обернув каркас полосой прокладки, прижать проводник резиновым кольцом. После намотки последнего ряда наматываемый провод обрезается и после зачистки припаивается к залуженному кончику выводного проводника (фиг. 11,д). Если выводной конец должен выходить из щечки, около которой кончается последний ряд обмотки, то заготовка выводного конца делается в виде петли (фиг. 11,е), которая укладывается на каркасе точно так же, как и обычный выводной проводник.
    Отводы от части витков обмотки, наматываемой не слишком тонким проводом (от 0,3 мм и более), можно делать в виде петли тем же проводом (не обрезая его), как это показано на фиг. 12,а. Петля в этом случае пропускается через отверстие сложенной вдвое бумажной полоски, которая затягивается после прижатия ее к обмотке последующими витками (фиг. 12,6). Можно обойтись и без-бумажной полоски, если на петлеобразный отвод надеть изоляционную трубку. Отводы от обмотки, выполняемой тонким проводом (менее 0,3 мм), делаются обычно гибким выводным проводником, который припаивается к проводу, как показано на фиг. 12,в.   

    Начало и конец обмоток из толстого провода выводятся непосредственно (без отдельных выводных проводов) через отверстия в щечках каркаса. На выходящие из каркаса концы нужно только надеть гибкие изоляционные трубки. Крепление концов обмотки производится с помощью узкой хлопчатобумажной ленты. Ленту складывают вдвое, образуя петлю, в которую пропускается первый выводной конец провода. Придерживая затем ленту рукой и намотав на нее туго 6—8 витков, петлю затягивают (фиг. 13,а). Так же закрепляется и второй выводной конец обмотки. Не домотав в этом случае 6—8 последних витков, на каркас кладут сложенную петлей ленту, наматывают последние витки, ко торые прижимают эту ленту к каркасу, и, пропустив в петлю конец обмотки, затягивают петлю (фиг. 13,6). Если обмотка из толстого провода содержит небольшое число витков (не более 10), то выводные концы можно закреплять лентой путем двусторонней затяжки, как показано на фиг. 13,в.
    В многослойных обмотках из толстого провода после каждого ряда рекомендуется делать бумажные прокладки. Если каркас не особенно прочный, то каждый последующий ряд надо делать на один-два витка меньше, а пустоты между обмоткой и щечками каркаса заполнить потом шпагатом или нитками. Это важно в том случае, когда сверху еще будут другие обмотки.
    При обрывах провода во время намотки или когда обмотка выполняется из отдельных кусков провода, концы проводов соединяют следующим образом. У проводов небольшого диаметра (до 0,3 мм) концы на 10—15 мм зачищают наждачной бумагой, аккуратно скручивают их и спаивают. Место соединения проводов затем изолируется кусочком прокладочной бумаги или лакоткани. Концы более толстых проводов обычно спаиваются без скрутки. Тонкие провода (0,1 мм и меньше) можно сваривать, скрутив концы на 10—15 мм (без зачистки изоляции) и помещая их затем в пламя спиртовки, газа или нескольких спичек. Соединение проводов в этом случае считается надежным, если на конце скрутки образуется небольшой шарик.
    Обмотки из тонкого провода с числом витков в несколько тысяч можно наматывать не виток к витку, а «в навал». Однако укладывать витки следует равномерно, чтобы обмотка не имела бугров и провалов. Примерно через каждый миллиметр толщины такой намотки надо делать бумажные прокладки.
    Для симметрирования двух обмоток или половин обмоток часто применяют каркасы, перегороженные посредине щечкой. Сначала наматывается одна половина обмотки, а затем каркас перевертывают на 180° и наматывается другая половина. Так как витки каждой половины обмотки будут при этом намотаны в разные стороны, то при последовательном включении половин нужно соединить их начала или концы. Выводы от обмоток в этом случае удобнее делать с противоположных сторон каркаса.
    Обмотки трансформатора или дросселя можно выполнять и без каркаса. Намотка производится в основном так же, как и с каркасом, но прокладки между обмотками (или рядами) делают очень широкими (в три раза шире обмотки) .
По окончании намотки каждой секции выступающие края прокладки разрезают на углах ножницами или лезвием безопасной бритвы и, загибая их, закрывают намотанную секцию (фиг. 14). Торцевые стороны намотанных обмоток
нужно залить потом смолкой (от сухих элементов и бата!рей).

    Снаружи, если верхний ряд витков последней обмотки намотан толстым проводом и выполнен достаточно аккуратно, катушку можно ничем не обертывать. Если же верхняя обмотка сделана из тонкого провода, да еще намотана не виток к витку, то катушку следует обернуть бумагой или дерматином.
    Для того чтобы при монтаже трансформатора можно было легко разобраться в выводах и отводах, желательно применять разноцветные выводные проводники. Например, выводы сетевой обмотки трансформатора делать желтыми, начало и конец повышающей обмотки — красными, отвод от середины повышающей обмотки и провод от экрана — черными и т. д. Можно, конечно, применять и одноцветные выводные проводники, но тогда необходимо на каждый вывод надевать картонную бирку с соответствующим обозначением.

СБОРКА СЕРДЕЧНИКА И МОНТАЖ ВЫВОДОВ ТРАНСФОРМАТОРА

    Закончив намотку трансформатора, приступают к сборке его сердечника. Если выводы обмоток сделаны с одной стороны щечки каркаса, то он кладется на стол выводами вниз. Если же выводы сделаны с обеих сторон щечек, то каркас надо расположить так, чтобы внизу оказалось наибольшее число выводов и наиболее толстые из них; верхние же выводы надо сложить в несколько раз и привязать их временно к обмотке, чтобы они не мешали при сборке сердечника (фиг. 15,я). Это особенно важно при форме пластин сердечника с просечкой на среднем керне.
    Пластины сердечника силового трансформатора собираются без зазора, в перекрышку (поочередно то слева, то справа), как показано на фиг. 15,6. Сердечники же выходных трансформаторов или дросселей фильтра часто собирают с воздушным зазором, вставляя пластины только с одной стороны (фиг. 15,е). Чтобы этот зазор оставался неизменным, в стык между пластинами и накладками сердечника вставляют полоску бумаги или картона. В пластинах с просечкой на среднем керне толщина зазора определяется толщиной просечки.
    Если каркас не очень прочен, то заполнять его пластинами (особенно в конце сборки) надо очень осторожно, так как иначе можно острым краем среднего керна разрезать гильзу и повредить обмотку. Для предотвращения этого желательно в окно каркаса вставить и загнуть защитную полоску из мягкой стали (фиг. 15,6).

    При сборке сердечника из пластин с просечкой среднего керна нужно применять вспомогательную направляющую пластинку (фиг. 15,г), вырезав ее, например, из одной пластины сердечника.
    Окно каркаса заполняется возможно большим числом пластин. Если трансформатор был разобран и перематывался, то при его новой сборке надо использовать все вынутые раньше пластины. В процессе сборки сердечник следует несколько раз поджимать, просунув для этого в окно каркаса линейку или пруток. Последние пластины, если они входят туго, можно забить молотком, легко ударяя им через деревянную подкладку. После этого, поворачивая трансформатор разными сторонами и ставя его на ровную поверхность, надо легкими ударами молотка через деревянную подкладку подравнять сердечник.
    Сердечник, после его сборки, должен быть хорошо стянут. Если в пластинах имеются отверстия, то он стягивается болтиками через накладные планки или угольники (фиг. 16,а и б). Вместе с этим> можно установить и щнток с лепестками для подпайки выводных концов обмоток.
    Сердечник небольшого размера, собранный из пластин без отверстий, можно стянуть одной общей скобой, вырезанной из нетолстой мягкой стали (фиг. 16,в).

    Очень удобно для крепления трансформатора и стягивания его сердечника использовать шасси, на котором трансформатор должен быть установлен. В шасси вырезают окно для прохода нижней части катушки с выводами, устанавливают трансформатор и стягивают сердечник болтиками через общую накладную рамку (фиг. 16,г). Выводные концы при этом соединяются с соответствующими участками схемы либо непосредственно, либо через установленный на шасси щиток с контактными лепестками.

ПРОСТЕЙШИЕ ИСПЫТАНИЯ

    Трансформатор, после его намотки и сборки необходимо испытать.
    Силовые трансформаторы испытываются путем включения первичной (сетевой) обмотки в электросеть.
Для проверки отсутствия коротких замыканий в обмотках трансформатора можно рекомендовать следующий простой способ. В сеть последовательно с первичной обмоткой / проверяемого трансформатора включается электрическая лампа Л (фиг. 17), рассчитанная на соответствующее напряжение сети. Для трансформаторов мощностью 50—100 вт берут лампу 15— 25 вт, а для трансформаторов 200—300 вт — лампу 50— 75 вт. При исправном трансформаторе лампа должна гореть примерно «в четверть накала». Если при этом замкнуть накоротко какую-либо из обмоток трансформатора, то лампа будет гореть почти полным накалом. Таким путем проверяются целость обмоток, правильность выводов и отсутствие короткозамкнутых витков в трансформаторе.   

    После этого, проследив за тем, чтобы выводы обмоток не были замкнуты, первичную обмотку трансформатора надо включить на один-два часа непосредственно в сеть (замкнув выключателем Вк лампу Л). В это время можно вольтметром измерить напряжение на всех обмотках трансформатора и убедиться в соответствии их величин с расчетными.
    Кроме того, нужно испытать надежность изоляции между отдельными обмотками трансформатора. Для этого одним из выводных концов повышающей обмотки // надо поочередно коснуться каждого из выводов сетевой обмотки /. В этом случае напряжение повышающей обмотки совместно с напряжением сетевой обмотки будет действовать на изоляцию между этими обмотками. Таким же образом, прикасаясь выводным концом повышающей обмотки // к выводным концам других обмоток, испытывается изоляция и этих обмоток. Отсутствие искры или слабое искрение (за счет емкости между обмотками) при этом показывает достаточность изоляции между обмотками трансформатора.
    Испытание трансформатора нужно производить внимательно, соблюдая осторожность, чтобы не попасть под высокое напряжение повышающей обмотки.
    Другие виды трансформаторов (выходные и т. п.) с обмотками из достаточно большого числа витков испытываются таким же образом. Измеряя при этом напряжения на обмотках трансформатора, можно определить коэффициент трансформации.
    Убедившись в результате испытания в исправности изготовленного трансформатора, последний можно считать готовым к установке и монтажу.
   
    Программу для расчета трансформатора можно скачать здесь

 

А. Н. ПОДЪЯПОЛЬСКИЙ


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Как намотать трансформатор? Первичная обмотка (Расчёт и перемотка трансформатора #4.1) |



Серия видеороликов состоит из следующих частей:
0. Как спаять обмоточный провод в трансформаторе.
1. Проверка трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #1)
2. Как разобрать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #2)
3. Как рассчитать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #3)
4-1. Как намотать трансформатор? Первичная обмотка (Расчёт и перемотка трансформатора #4.1)
4-2. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 12В, 0,5А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.2)
4-3. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 75В, 12А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.3)
5. Сборка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #5)
6. Проверка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #6)

В прошлый раз мы разобрали и рассчитали трансформатор. В этом выпуске поговорим о намотке катушки.
Само важное и ценное при намотке – окно, в котором размещается катушка. Его размеры не безграничны, и необходимо стараться по максимуму экономить место, и не тратить его впустую.

К примеру вы мотаете, и у вас закончился провод именно в этом месте, да, такое бывает.

Вы берёте другую катушку с обмоточным проводом, подпаиваете провода, обязательно изолируете их и продолжаете мотать. Всё замечательно, так и нужно делать, но вы уже допустили одну грубую ошибку, разместив место спайки в окне, тем самым отобрав драгоценное место у полезного витка, который мог находиться на месте спайки. Все спайки, отводы, и другие конструктивные элементы отбирающие полезное место, должны располагаться вне окна. В данном случае нужно было отмотать четверть витка, отрезать лишний кусочек провода, и сделать спайку до окна.

Теперь можно приступать к намотке. Намотка у нас начинается с проверки, влезут ли все витки обмоток в предназначенное для них окно. Проще всего это проверить — намотать весь трансформатор, но может случиться так, что обмотки действительно не влезают, и вся проделанная работа насмарку… После нескольких промахов, до любого дойдёт осознание того, что лучше предварительно прикинуть, осуществив простой расчёт, влезут обмотки или нет. Если всё ОК, мотаем, если нет, пересчитываем всё для использования более тонкого провода. У меня уже есть первичная обмотка, от неё я никуда не уйду, поэтому я пока пропущу шаг проверки, и вернусь к нему когда буду мотать вторичную обмотку.
Вот мои расчёты на трансформатор, который мне необходимо намотать.

У мня две обмотки на 12В намотаны проводом 0,5мм, а обмотка со множеством отводов намотана вот такой шиной.

Шина это провод прямоугольного сечения, имеющий огромное преимущество перед проводом круглого сечения. При намотке проводом прямоугольного сечения остаются меньше неиспользованных пустот, то есть более рационально используется площадь окна магнитопровода. Тонкие провода нет смысла делать прямоугольного сечения, так как они легко перекручиваются, и их было бы очень сложно мотать.

Итак, мне нужно отмотать 115 витков. Как я это делаю? Я себе выбираю сторону с которой я начинаю считать витки, в данном случае я буду считать со стороны начала намотки. Запоминаю я её по вот этому второму отводу. Я сматываю по 10 витков, смотав которые я ставлю метку чтобы не сбиться. Бывает, что кто-то тебя отвлечёт, и можно легко сбиться.

Я всегда использую смотанный с других трансформаторов провод для своих нужд, поэтому нужно очень аккуратно снимать изоляционную бумагу, чтобы не повредить изоляцию провода. В трансформаторе много лака, и бумага очень плохо снимается, приходится её отрывать маленькими кусочками, чтобы упростить жизнь, можно просто начать сматывать провод не снимая бумаги, она тоненькая, и когда мы будем отматывать, сам провод будет её рвать. Снимаем первые 10 витков.
После 10 витков ставим какую-то метку на бумаге. Снимаем следующие 10 витков. Продолжаем до тех пор, пока не смотаем нужное кол-во витков. Теперь необходимо отрезать провод такой длины, чтобы запустить его в предназначенное для него отверстие и при этом он выступал на 3-4см из катушки. Теперь мне нужно выпустить провод в одно из предназначенных для этого отверстий. Так как я отмотал часть обмотки, то я уже не смогу пропустить провод в предыдущее отверстие, так как получится не очень красиво, ведь последующая намотка будет перелавливать этот провод, поэтому я просверлю в щёчках катушки новое отверстие.

Обмоточный провод я буду дополнительно изолировать кембриком, поэтому сверлю отверстие диаметром сверла немного большим, чем внешний диаметр кембрика. Для того, чтобы не повредить обмотки при сверлении, их нужно защитить, для этого я использую кусочек стеклотекстолита.

В итоге у меня получился достаточно аккуратный паз, при этом обмотки все целые, я ничего не зацепил и ничего не повредил. Дальше продеваем провод, одеваем кембрик. Теперь зафиксируем скотчем отвод для того чтобы он не болтался и не мешал нам в дальнейшей работе.

С первичной обмоткой я разобрался, и теперь мне нужно изолировать первичную обмотку от вторичной. Так как между первичной обмоткой и вторичной будет большая разность потенциалов, то просто проложить один слой изоляционного материала будет недостаточно. Здесь нужна более серьёзная изоляция. Когда я разматывал этот трансформатор, я смотал изоляцию между первичной обмоткой и вторичной. Её же я и намотаю. При закреплении изоляционного материала и обмоток удобно пользоваться скотчем. Он достаточно хорошо держит, тоненький, вот его и используем.
Изоляционный материал нужно хорошо натягивать, чтобы он плотно облегал обмотки и не воровал место в окне магнитопровода. Плотно намотать изоляционную плёнку у меня не получилось,мне это не нравится и я её сейчас немного прижму. Дело в том, что она в любом случае сожмётся когда на неё будет намотан провод, тем более я буду мотать одну из обмоток толстой шиной. Но есть проблема? Дело в том, что сначала я буду мотать 12 вольтную обмотку тонким проводом, и я не смогу этот провод натягивать на столько сильно чтобы он очень хорошо стянул плёнку. А сверху этого провода я уже буду мотать обмотку толстой шиной, и её в любом случае придётся затягивать с довольно сильным усилием, так как она толстая. Получится, что если я поверх свободно натянутой изоляционной плёнки намотаю обмотку тонким проводом, то потом, когда я буду сверху тонкого провода мотать толстую шину, шинка сомнёт тонкую обмотку её диаметр намотки уменьшится и провод перекрутится, витки налезут один на другой. Поэтому здесь нужно сделать так, чтобы все обмотки были очень плотно намотаны и когда я буду мотать вторичную обмотку толстой шиной, 12 вольтной вторичной обмотке не куда будет уйти, так как она будет стоять на плотном каркасе. Для того чтобы уплотнить часть намотанного изоляционного материала, я затяну скотчем наиболее свободные участки. Как видите, даже при затягивании скотчем, уже наблюдаются перегибы. Тоже самое будет происходить и с обмоткой. Она будет перегибаться, витки будут насаживаться один на другой что не есть хорошо.

Теперь мотаем обмотки.
Всё это я покажу уже в следующих роликах. Уже скоро. Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить.

Рубрики: Перемотка рабочего трансформатора, Радиолюбительская технология | Тэги: Как намотать трансформатор?, Радиолюбительская технология, Трансформатор | Ссылка

Основы электроники: трансформатор

Строительство трансформатора

Теория предыстории: что делает трансформатор?

Как электричество генерируется в огромных количествах на огромных атомных электростанциях (или ветряных электростанциях, солнечных полях и т. Д.), А затем подается в розетку вашей гостиной с правильным напряжением для питания вашего телевизора, чтобы вы могли посмотреть последний эпизод Колесо фортуны? Первый трансформатор (создан в 1885 г.) на выставке в Германии
Трансформатор — это устройство, которое регулирует уровни переменного напряжения, что делает экономически возможным более эффективную и экономичную передачу и распределение электроэнергии на большие расстояния.

Трансформатор рассматривается многими как один из важнейших электрических компонентов, играющих ключевую роль в современном обществе. Без этого мы, вероятно, не смогли бы обеспечить электричеством столько домов и офисов, сколько мы делаем сегодня, а также не смогли бы обеспечить им более сельские районы мира.

Можно подумать, что технология, столь важная для нашей повседневной жизни, будет иметь сложную структуру, но если вы ее разложите, трансформатор — это всего лишь несколько основных частей с широким диапазоном теоретических возможностей.

Структура трансформатора


Сердечник

Сердечник трансформатора представляет собой металлическую конструкцию, которая обернута витками изолированного провода и пропускает магнитный поток. Сердечник обычно изготавливается из железа или стали и может быть выполнен в нескольких конфигурациях: квадратной, тороидальной, Е-образной, с цельным, воздушным и даже с многослойным стальным сердечником. Также можно использовать зазор в сердечнике для ограничения тока короткого замыкания. Каждая комбинация имеет свои собственные свойства минимизировать потери или быть наиболее эффективной при использовании на высокой частоте, в зависимости от области применения.

Обмотки

Входные и выходные напряжения / токи трансформатора зависят от количества витков провода, известного как «коэффициент трансформации». Есть первичная сторона и вторичная сторона, и количество обмоток на каждой стороне представляет собой соотношение, прямо пропорциональное соотношению напряжений. На две стороны влияют друг друга через свойство индукции и магнитный поток, который течет через сердечник трансформатора.

Квадратный магнитный сердечник трансформатора
Для расчета коэффициента оборотов используйте следующую формулу:


Где

В P = Напряжение на первичной стороне
В S = Напряжение на вторичной стороне
I P = Ток на первичной стороне
I S = Ток на вторичной стороне
N P = Количество обмоток первичной обмотки
N S = Количество витков вторичной обмотки
a = Передаточное число

Как видите, первичные и вторичные напряжения прямо пропорциональны количеству витков на первичной и вторичной стороне соответственно, но обратно пропорциональны первичному и вторичному токам.

The Project


Этот набор для самостоятельного изготовления трансформатора обеспечивает отличный практический опыт по намотке собственного трансформатора и вычислению различных соотношений витков.

Предупреждение: Если вы не уверены в опасностях, связанных с вашим конкретным проектом, проконсультируйтесь с кем-нибудь, кто имеет опыт, прежде чем начинать свой проект.


Роб Урбанович демонстрирует, как наматывать собственный трансформатор в своем видео на YouTube.

Необходимые инструменты и компоненты:

(2) Магнитный провод 26 AWG
(1) Магнитный провод 20 AWG
(1) Горизонтальное крепление на катушке трансформатора
(2) Ферритовый сердечник E (без зазоров)
Паяльник
Припой
Калькулятор
Изолента
Питание от переменного тока до переменного тока источник

Направление:

1.Начнем с расчета коэффициента поворотов по формуле:

2. Намотка трансформатора несколько сотен раз займет некоторое время, поэтому убедитесь, что у вас есть время сделать это за один присест и вы можете одновременно сосредоточиться на счете. В этом уроке мы будем использовать пример создания повышающего трансформатора и увеличения выходной мощности трансформатора, чтобы удвоить входную.

3. Возьмите один конец более тонкого провода (26 AWG) и припаяйте его к контакту соединителя в углу шпульки.

4. Обмотайте вторичную обмотку с рассчитанным числом оборотов. В нашем примере мы намотаем 800 витков. Постарайтесь намотать его относительно туго и равномерно по этой стороне сердечника.

5. По завершении 800 витков припаяйте конец к другому штырю углового соединителя на бобине трансформатора. Рекомендуется использовать булавку рядом с предыдущей, чтобы вам было легче отслеживать.

6. Используя более толстую проволоку (20 AWG), припаяйте один конец к третьему углу шпульки.

7. Обмотайте первичную сторону с половиной витков вторичной стороны. В нашем примере это будет 400 витков. Опять же, попробуйте намотать его относительно плотно и равномерно по всей стороне сердечника.

8. Припаяв конец провода к последнему углу бобины, оберните все изолентой, чтобы защитить его от окружающей среды и исключить возможность случайного короткого замыкания.

9. Защелкните каждую деталь E-образного сердечника на шпульке так, чтобы центр буквы E проходил через сердцевину шпульки.

Примечание: У вас есть возможность добавить дополнительный центральный отвод, припаяв провод к самому железному сердечнику, чтобы создать более совершенный трансформатор.

10. Вы заметите, что были использованы только четыре контакта. Это сделано в основном для безопасности и простоты. Следуя нашему примеру, вы можете добавить переменное напряжение к первичной стороне, чтобы удвоить его напряжение на вторичной стороне. Не забудьте измерить его мультиметром, прежде чем использовать его в каких-либо приложениях.

Ваш проект завершен — поздравляем!

Вопросы для обсуждения

1.Когда происходит передача максимальной мощности от источника к нагрузке?
2. Что приведет к увеличению числа витков провода на вторичной обмотке трансформатора?
3. Что даст трансформатор с обмоткой 100: 200 по сравнению с трансформатором с обмоткой 400: 800?
4. Для чего нужен трансформатор с центральным отводом?

ссылку

http://edisontechcenter.org/Transformers.html

Обмотка собственных трансформаторов A M ​​I ​​F.

На рисунке 21 показаны все катушки, которые я намотал на шпульки до настоящего времени.Одна пустая шпулька служит для обозначения последних четырех, на которые нанесен клей Crystal Clear Gorilla Glue. Эти катушки были изготовлены с целью тестирования продукта, известного как Q Dope, на резиновый клей и клей Gorilla Glue. Q Dope выделяет довольно ядовитые пары, и я бы предпочел не использовать его. Добротность катушки, обработанной им, не лучше, чем у катушек, обработанных резиновым клеем. На самом деле это немного хуже, но при размере выборки в одну катушку нельзя делать однозначных выводов.Те, которые были обработаны клеем Crystal Clear Gorilla Glue, оказались лучше, чем резиновым клеем или Q Dope. Результаты представлены в таблице ниже.

Таблица 2, Q, индуктивность и резонанс C.
Измерено на частоте 790 кГц. Измерено на частоте 455 кГц.
Катушка # Q л (мГн) Q Cr (пФ) л (мГн)
Вычислено
Легированный.
1 97 0.92 83 147 0,832 Цемент каучуковый.
2 80 0,93 82 149 0,821 Q Допинг.
3 99 0,860 82 148 0,827 Цемент каучуковый.
4 104 0,915 83 146 0.838 Цемент каучуковый.
5 99 0,94 84 144 0,850 Цемент каучуковый.
6 105 0,925 84 140 0,874 Цемент каучуковый.
7 98 0,98 81 140 0,874 Цемент каучуковый.
8 88 0,915 71 149 0,821 * Неправильная шпулька.
9 103 0,905 84 148 0,827 CCGG.
10 95 0,905 82 146 0,838 CCGG.
11 94 0.950 84 146 0,838 CCGG.
12 94 0,920 83 146 0,838 CCGG.

CCGG = Кристально чистый клей гориллы.

* Легированный CCGG. Сью принесла домой не те шпульки. Я решил использовать один, чтобы посмотреть, как все пойдет. Все прошло не очень хорошо. И центральное отверстие, и отверстия для ввода и вывода проволоки необходимо было просверлить.

Единственный столбец в приведенной выше таблице, который требует небольшого пояснения, — это «L (mH) Calculated» в разделе «Измерено на 455 кГц». Индуктивность рассчитывалась для каждого измерения по формуле

L = 1 / (4pi 2 f 2 C)

Где L — индуктивность в генри, f — частота в герцах, а C — показание шкалы емкости в пикофарадах. Кажущееся расхождение между значениями индуктивности на частотах 790 и 455 кГц легко объясняется собственной емкостью катушки, из-за которой индуктивность кажется больше при измерении вблизи частоты собственного резонанса.

Q Dope неприятен в использовании, поэтому я сделал с ним только одну катушку. Резиновый клей, ну и резиновый клей. Кристально чистый клей Gorilla Glue — новый продукт, и читатель может быть с ним не знаком. Он почти не имеет запаха. При растирании между большим пальцем и пальцем появляется ощущение жирности. Нет ни малейшего признака того, что он хочет склеить пальцы. Поверхность становится липкой примерно через два часа после нанесения. После высыхания в течение ночи поверхность кажется твердой и сухой.При нанесении на катушку он впитывается так же быстро, как Q Dope, и оставляет отдельные витки четко видимыми. Обработанная часть змеевика выглядит немного темнее, чем необработанная.

Думаю, не многие из читателей этой статьи будут наматывать таким образом собственные катушки. Для дублирования моего проекта вам понадобятся два намотчика катушек Морриса. Мне дали тот, в котором не было проводника. Я нашел еще один на eBay, который выглядит так, как будто он был собран из частей нескольких единиц.Тем не менее, у меня была хорошая коллекция деталей и достаточно изобретательности, чтобы перепрофилировать некоторые обычные предметы и сделать работающий намотчик катушек.

Некоторые могут назвать меня ленивым из-за моторизации намоточного устройства, но я думаю, что это действительная модификация, которую другие, у кого уже есть намотчик, могут захотеть продублировать. С двигателем, обеспечивающим мощность, у меня есть обе руки, чтобы при необходимости применить сопротивление к проводу и наблюдать за процессом, чтобы убедиться, что все идет хорошо. Это далеко не то, чтобы повернуть рукоятку одной рукой, удерживать моталку от скольжения по скамейке другой и воздействовать на проволоку другой рукой.Подождите минуту. У меня просто кончились руки? Кроме того, я использовал шаговый двигатель и купил контроллер, вместо того, чтобы пытаться собрать его самостоятельно. Это означает, что двигатель может работать на части своей максимальной скорости и при этом работать так же плавно, как двигатель с пониженным редуктором. Я работал на нем со скоростью 1 оборот в секунду. Это означает, что на намотку катушки на 300 витков требуется 5 минут.

Капитан Кирк Скотти. «Вы спешите, мистер Скотт?»

Абсолютно постоянная скорость намотки должна приводить к более однородным катушкам.Стоимость двух двигателей и двух плат контроллеров плюс доставка из Китая составляла немногим более 100 долларов. Хотя многие веб-сайты говорят, что у них есть шаговые двигатели, большинство из них не дают спецификации крутящего момента, поэтому вы не можете быть уверены, что получаете двигатель, который будет выполнять эту работу.

Причина использования двух двигателей — мой план запустить вал катушки от одного двигателя и кулачковый вал от другого. Управляя скоростью двигателя с помощью Arduino, я могу установить любое передаточное число, которое захочу. Если вы не хотите заходить так далеко, вы можете моторизировать имеющуюся намоточную машину за половину стоимости.На данный момент я работаю с одним двигателем и использую передаточное число от 22 до 21, предоставленное господином Моррисом.

Проводник.

Деревянная часть направляющей для проволоки была вырезана из доски толщиной 3/4 дюйма, которую я купил в домашнем центре. Если вы не плотник, вам может показаться странным, что доска размером 3 и 1/2 на 3/4 дюйма называется 1 на 4. Поскольку вам нужен такой маленький кусок, вы должны попробовать пойти на склад пиломатериалов и просят просмотреть их записки. Они могут взимать символическую плату или просто дать вам небольшую сумму.

Просверлите отверстие диаметром 1/4 дюйма в одном конце, как показано на Рисунке 10.
Выберите иглу с ушком, достаточно большим, чтобы позволить проволоке гладко проходить через нее.
Воткните эту иглу в торцевое волокно деревянной детали по центру, вверх, вниз и слева направо. Расположите нижний конец проушины над центром вала катушки.
Убедитесь, что игла вращается так, чтобы проволока проходила через ушко вертикально. См. Рисунок 22.

Процедура намотки катушки.

Обмоточный провод для трансформаторов. Правильная намотка трансформатора своими руками

Кашкаров А.П., Санкт-Петербург

Для изготовления трансформаторов и дросселей используются специальные обмоточные провода. В данной статье описаны основные виды таких проводов отечественного и зарубежного производства.

Провода обмоточные отечественные

Наиболее широко применяемые обмоточные провода в эмалевой изоляции на основе высокопрочных синтетических лаков с температурным индексом (ТИ) в диапазоне 105… 200. Под ТИ понимается температура проволоки, при которой срок ее службы составляет не менее 20 000 ч.

Медные эмалированные провода с изоляцией на основе масляных лаков (ПЭЛ) выпускаются с диаметром жилы 0,002 … 2,5 мм. Такие провода обладают высокими электроизоляционными характеристиками, которые практически не зависят от внешнего воздействия повышенных температур и влажности.

Провода типа ПЭЛ характеризуются большой зависимостью от внешнего воздействия растворителей, по сравнению с проводами с изоляцией на основе синтетических лаков.Обмоточный провод ПЭЛ отличается даже внешним знаково-эмалевым покрытием по цвету, близкому к черному.

Провода медные типа ПЭВ-1 и ПЭВ-2 (выпускаются с диаметром жилы 0,02 … 2,5 мм) имеют поливинилацетатную изоляцию и отличаются золотистым цветом. Медные провода типа ПЭМ-1 и ТЭМ-2 (диаметром как ПЭВ) и прямоугольные медные жилы ПЭМП (сечение 1,4 … 20 мм2) имеют лакированную изоляцию на лаке Ливинилформале. Индекс «2» в соответствующем обозначении проводов ПЭВ и ТЭМ характеризует двухслойную изоляцию (повышенной толщины).

ПЭВТ-1 и ПЭВТ-2 — эмалированные провода с температурным индексом 120 (диаметр 0,05 … 1,6 мм), имеют изоляцию на основе лиуретанового лака. Эти провода легко собрать. При пайке не нужно очищать лакированную изоляцию и использовать флюсы. Достаточно привычны припой марки ПОС-61 (или аналогичный) и канифоль.

Эмалированные провода с изоляцией на основе ПЭТ-155 на основе полиэфира имеют ТИ 155. Изготавливаются с сердечниками не только круглого сечения (диаметра), но и прямоугольного (ПЭТФ) типа с диаметром жилы 1.6-1,2 мм2. По своим параметрам провода ПЭТ близки к вышеуказанному типу проводов ПЭВТ, но обладают более высокой устойчивостью к тепловому и тепловому удару. Поэтому обмоточные провода типа ПЭВТ и ПЭТ, ПЭТФ особенно часто встречаются в трансформаторах большой мощности, в том числе трансформаторах для сварочных работ.

Бытовые высокочастотные обмоточные провода

На высоких частотах используются многожильные эмалированные обмоточные провода (литцендры) типа ЛЭШО в шелковой однослойной изоляции или ЛЭШ — шелковой изоляции с двойной изоляцией.Такие провода состоят из пучка медных эмалевых проводов диаметром 0,05 … 0,1 мм и используются для индукторов (и дросселей). В высокочастотных проводах типов LESHO, LESHD, PELO, LELD, DEP, LEPCO жилы скручены из отдельных эмалированных проводов для уменьшения потерь от поверхностного эффекта (эффект близости). В таблице 1 приведены диаметры широко используемых высокочастотных обмоточных проводов отечественного производства. Для нечетных чисел диаметр проволоки примерно равен половине суммы димеров двух соседних (четных) чисел.


Обозначение популярных зарубежных обмоточных проводов

В США и Великобритании обозначение диаметров обмоточных проводов пишется прописью сечения провода.

Например, в США применяется система

American Wire Gauge (AWG). Также иногда в США используют систему B&S, а в Великобритании — Standar Wire Gauge (SWG). В таблицах 2 и 3 приведены диаметры широко используемых типов обмоточных проводов по стандартам AWG и SWG.
Допустимая нагрузка на проводники


Максимально допустимый ток, который может проходить по проводам, не беспокоясь о возгорании или выходе из строя контактов, определяется в соответствии с таблицей 4. Максимальный нагрев резины или пластика (а также их комбинаций или производных) температура изоляции проводов не должна превышать + 50 градусов. Продолжительность безопасного воздействия зависит от этого температурного параметра
на проводнике максимально допустимого тока (I max A в таблице 4)
Магазин «Электрик»

Почти главный вопрос для всех радиолюбителей как перемотать трансформатор? Самые простые методы расчета трансформаторов мы уже знаем (кто забыл посмотреть вот он), но самое главное где взять провод? А еще какой провод нужен для намотки трансформатора?

Где, например, провода марок ПЕЛШО , ПЭЛБО и другие, продававшиеся в советское время в наборах и бухтах? Первый из перечисленных выше проводов нужен для намотки контурных катушек для низкочастотных диапазонов, дросселей, трансформаторов на ферритовых кольцах и т. Д.Второй нужен для намотки обмоток мощных силовых трансформаторов.
Ведь преимущество таких проводов перед обычными (с лаковым покрытием) велико.
Прежде всего, это ступень намотки, создаваемая оплеткой из проволоки. В мощных сетевых трансформаторах разница напряжений в обмотках между соседними проводниками составляет 1 В и более, тонкая лаковая изоляция при нагреве и вибрации с частотой сети постепенно стирается за счет трения друг о друга вибрирующих витков и крошится.В результате межвитковых замыкателей .

Для иллюстрации приведу пп . Возьмем трансформаторный утюг с площадью сечения сердечника S = 10 см2. Путем простой оценки Pr = S2 определяем, что общая мощность будущего трансформатора будет примерно 100 Вт. Количество витков на 1 В:
w1 = 50 / S = 50/10 = 5 (вит / B),
Соответственно, межвитковое напряжение:
U1 = 1/5 = 0,2 (В)
Если трансформатор — с площадью поперечного сечения S = 50 см2, то общая мощность трансформатора в этом случае Pg = 2500 Вт, а w1 = 50/50 = 1 (В / В), что равно межвитковому напряжению в обмотках.При дальнейшем увеличении общей мощности увеличивается межвитковое напряжение, возрастает риск пробоя изоляции и, естественно, снижается надежность трансформатора.
Как выйти из ситуации? Следует помнить, что провода бывают не только намоточные. Для обмотки трансформатора можно использовать провод с изоляцией из ПТФЭ с соответствующим требуемым сечением по току. Поскольку в таких проводах принято указывать не диаметр, а сечение (по жилке), то необходимо использовать формулу переноса
d = 2 (Sn / 3.2 = 0,68 (А)
Отличное качество изоляции проводов МГТФ позволяет обойтись при намотке без межслойных прокладок, а его теплостойкость позволяет обмоткам трансформаторов работать при повышенных температурах (фторопластовая изоляция не плавится и не обугливается).

Иногда для симметричных схем требуется намотать трансформатор со строго идентичными обмотками.
Это можно сделать, взяв в качестве провода обмотки плоского кабеля, например, используемого в компьютерных соединительных шлейфах.Отделив необходимое количество жил от кабеля, наматывают обмотку, которую затем используют как несколько одинаковых, изолированных друг от друга. Изоляция плоского кабеля достаточно термически устойчива.


Для получения больших токов вторичные обмотки трансформаторов питания наматывают достаточно толстыми проводами и шинами. Эта работа, надо сказать, требует не только материальных (денежных), но и физических затрат, так как требуется изогнуть эластичную медную шину (провод) в попытке уложить ее виток на обмотку.

В качестве альтернативы проводу двигателя я предлагаю использовать акустический шнур, которым обычно соединяют усилитель с динамиками. Акустический шнур имеет большое сечение жил и. будучи двойным, обеспечивает идентичность полуобмоток двухполупериодного выпрямителя со средней точкой. Идентичности этих полуобмоток уделяется недостаточно внимания, а это влечет за собой усиление фона, к которому так чувствительно современное качественное оборудование.

Идентичность обмоток можно обеспечить и другим способом, например, намотав на них микрофонный шнур (со стерео шнуром получаем три обмотки).Таким образом, можно намотать обмотку (обмотку) электростатическим экраном. Для этого экранирующую оплетку микрофонного шнура присоединяют (с одной стороны) к общему проводу.

Коаксиальный кабель из-за большой разницы в поперечных сечениях внутренней жилы и оплетки не подходит для симметричных обмоток, но может использоваться в качестве обмоточного провода, когда экран и внутренний сердечник соединены вместе. Внутреннюю жилу кабеля можно также использовать для измерения.

Во всех случаях нельзя забывать о термостойкой изоляции проводов. Увеличенная относительная толщина лаковой изоляции проводов, с одной стороны, уменьшает количество витков обмотки, которые можно разместить в окне сердечника трансформатора, с другой — делает ненужным применение межслойной изоляции (вплоть до межобмоточной ), что ускоряет изготовление трансформатора, а с термостойкой изоляцией проводов повышает надежность трансформаторов.

В.БЕСЕДИН, г. Гюмень.

Намотка трансформатора сама по себе простая процедура, но требует существенной подготовительной работы. Некоторым людям, производящим различное радиооборудование или электроинструменты, нужны трансформаторы для конкретных нужд. Поскольку не всегда можно приобрести конкретный трансформатор для конкретных случаев, многие наматывают их сами. Те, кто впервые изготавливают трансформатор самостоятельно, часто не могут решить проблемы, связанные с правильным расчетом, подбором всех деталей и технологии намотки.Важно понимать, что сборка и намотка повышающего трансформатора и понижающего трансформатора — это не одно и то же.

Обмотка тороидального устройства также существенно отличается. Поскольку большинство любителей или мастеров, которым необходимо создать трансформатор для своего силового оборудования, не всегда обладают необходимыми знаниями и навыками по изготовлению трансформатора, этот материал ориентирован именно на эту категорию людей.

Подготовка к намотке

Первым делом произвести правильный расчет трансформатора.Рассчитайте нагрузку на трансформатор. Он рассчитывается путем суммирования всех подключенных устройств (двигателей, передатчиков и т. Д.), Которые будут получать питание от трансформатора. Например, у радиостанции 3 канала мощностью 15, 10 и 15 Вт. Суммарная мощность составит 15 + 10 + 15 = 40 Вт. Затем возьмите поправку на КПД схемы. Так у большинства передатчиков КПД около 70% (точнее будет в описании конкретной схемы), поэтому этот объект должен питаться не 40 Вт, а 40/0.7 = 57,15 Вт. Стоит отметить, что трансформатор имеет свой КПД. Обычно КПД трансформатора составляет 95-97%, но следует взять поправку к самодельной и взять КПД 85-90% (подбирается самостоятельно). Таким образом, требуемая мощность увеличивается: 57,15 / 0,9 = 63,5 Вт. Стандартные трансформаторы этой мощности весят около 1,2-1,5 кг.

Далее они определяются входными и выходными напряжениями. Например, возьмем понижающий трансформатор с напряжениями на входе 220 В и на выходе 12 В, частота стандартная (50 Гц).Определите количество витков. Так, на одной обмотке их количество составляет 220 * 0,73 = 161 виток (с округлением до целого числа), а на нижней 12 * 0,73 = 9 витков.

После определения количества витков приступаем к определению диаметра провода. Для этого необходимо знать протекающий ток и плотность тока. Для установок до 1 кВт плотность тока выбирается в пределах 1,5 — 3 А / мм 2, сам ток примерно рассчитывается исходя из мощности. Таким образом, максимальный ток для выбранного примера будет около 0.5-1,5 А. Так как трансформатор будет работать при максимальной нагрузке 100 Вт с естественным воздушным охлаждением, плотность тока принимается примерно 2 А / мм2. Исходя из этих данных, определяем сечение провода. 1/2 = 0,5 мм 2. В принципе сечения достаточно для выбора проводника, но иногда требуется диаметр. Поскольку поперечное сечение находится по формуле pd 2/2, диаметр равен корню из 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 мм.

Аналогично находятся сечение и диаметр второй обмотки (а если их больше, то все остальные).

Материалы для намотки

Обмотка трансформатора требует тщательного выбора используемых материалов. Итак, важны почти все детали. Вам понадобится:

  1. Рама трансформатора. Необходимо изолировать сердечник от обмоток, а еще он удерживает катушки обмоток. Его изготавливают из прочного диэлектрического материала, который обязательно должен быть достаточно тонким, чтобы занимать пространство в промежутках («окне») сердечника.Часто для этого используются специальные картонные коробки, текстолит, волокна и т. Д. Он должен иметь толщину не менее 0,5 м и не более 2 мм. Каркас необходимо приклеить, для этого используются обычные клеи для столярных работ (нитроцеллюлоза). Форма и размеры рамок определяются формой и размером сердечника. При этом высота каркаса должна быть немного больше высоты пластин (высота намотки). Для определения ее размеров необходимо произвести предварительные замеры пластин и приблизительно оценить высоту намотки.
  2. Core. Сердечник — магнитопровод. Лучше всего для этого подходят пластины от разобранного трансформатора, так как они изготовлены из специальных сплавов и уже рассчитаны на определенное количество витков. Самая распространенная форма магнитопровода напоминает букву «Ш». При этом его можно вырезать из различных доступных преформ. Для определения размера необходимо предварительно намотать провода обмотки. Для обмотки, имеющей наибольшее количество витков, определяют длину и ширину пластин сердечника.Для этого возьмите длину обмотки + 2-5 см, а ширину обмотки + 1-3 см. Таким образом происходит приблизительное определение размеров сердечника.
  3. Проволока. Здесь мы рассматриваем обмотку и провода для выводов. Медные провода с эмалевой изоляцией (типа «ПЭЛ» / «ПЭ») — лучший выбор для намотки катушек трансформатора, этих проводов достаточно для намотки не только трансформаторов для радиолюбителей, но и силовых трансформаторов (например , под сварку).У них большой выбор сечений, что позволяет приобретать провод нужного сечения. Провода, снимаемые с катушек, должны иметь большее сечение и изоляцию из ПВХ или резины. Часто используются провода серии «ПВ» сечением 0,5 мм2. Рекомендуется брать провода с изоляцией разных цветов (чтобы не было путаницы при подключении).
  4. Прокладки изоляционные. Они необходимы для увеличения изоляции обмоточного провода. Обычно в качестве подушечек используется толстая и тонкая бумага (хорошо подойдет калька), которую укладывают между рядами.При этом бумага должна быть полной, без разрывов и проколов. Также такой бумагой оборачивают обмотки после того, как все они будут готовы.

Способы ускорить процесс

Многие радиолюбители часто имеют специальные примитивные приспособления для намотки обмоток. Пример: примитивная намоточная машина для намотки представляет собой стол (часто подставку), на котором установлены стержни с вращающейся продольной осью. Длина оси выбирается в 1,5-2 раза больше длины рамы катушек трансформирующего устройства (берется максимальная длина), на одном из выходов стержней ось должна иметь рукоятку для вращения. .

На ось надевается рама мотовила, которая с двух сторон фиксируется ограничительными штифтами (они не позволяют туше перемещаться по оси).

Затем катушка крепится к обмоточному проводу с одного из концов и намотка осуществляется поворотом ручки оси. Такая примитивная конструкция значительно ускорит намотку обмоток и сделает ее более точной.

Процесс намотки

Обмотка трансформатора наматывает обмотки. Для этого провод, который предполагается использовать для обмоток, плотно наматывают на любую катушку (для упрощения процесса).Далее сама катушка устанавливается либо на указанное выше устройство, либо наматывается «вручную» (это сложно и неудобно). После этого конец обмоточного провода прикрепляется к катушке обмотки, к которой припаивается выводной провод (это можно делать как в начале, так и в конце операции). Затем катушка вращается.

При этом катушка никуда не должна двигаться, а проволока должна иметь сильное натяжение для плотной упаковки.

Намотка витков кабеля должна производиться продольно, чтобы витки прилегали друг к другу как можно плотнее.После того как первый ряд витков намотан по длине, его наматывают специальной изоляционной бумагой в несколько слоев, после чего наматывают следующий ряд обмоток. При этом ряды должны плотно прилегать друг к другу.

В процессе намотки количество витков следует контролировать и останавливать после намотки необходимого количества. Важно, чтобы учитывались полные витки без учета расхода провода (т.е. для второго ряда витков требуется больше провода, но количество витков намотано).

Обмотки трансформаторов малой мощности обычно выполняются с жилами круглого сечения. В настоящее время существует большое количество марок обмоточных проводов. Провода изготавливаются с волокнистой, эмалевой и комбинированной эмалеволоконной изоляцией. Для обозначения марок проволоки используются буквы. Первая буква для всех видов изоляции П (провод). Волокнистый утеплитель имеет обозначение: Б — пряжа хлопчатобумажная, Ш — натуральный шелк. ШК или К — искусственный шелк (капрон), С — стекловолокно, А — асбестовое волокно. Следующая буква O или D указывает на один или два слоя изоляции.Провода в эмалевой изоляции обозначаются буквой Е. Комбинированная изоляция представляет собой эмалевую изоляцию, покрытую дополнительной волокнистой изоляцией. При изготовлении трансформаторов малой мощности в основном используются провода в эмалевой изоляции. Эмаль должна иметь сплошную и ровную поверхность, иметь достаточную механическую прочность и эластичность. Слой эмали при намотке не должен давать трещин и отслаиваться от меди. Высокая механическая прочность и повышенная термостойкость изоляции винилфлекс, позволяющая значительно уменьшить количество межслойных прокладок, повысить теплопроводность и допустимую плотность тока, обеспечили провода ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭТВ и другие. производство маломощных трансформаторов.В настоящее время провода в изоляции из хлопчатобумажной пряжи и бумажной ленты ПББ, ПББО, ПББО и др. Широко используются в силовых трансформаторах средней и большой мощности, а также в измерительных трансформаторах (напряжения и тока), работающих в масле. В таких трансформаторах не используются провода с эмалевым покрытием. Для трансформаторов открытого типа применяют силовые трансформаторы напряжением до 500 В и трансформаторы тока до 6-10 кВ, как обмотки проводом ПББ, так и совмещенные с эмалью и ватным покрытием, но обмотки трансформатора обязательно пропитываются. или смешанный.Для сварочных, нагрузочных и других подобных трансформаторов и устройств следует использовать провода в стеклянной изоляции. Проволока также используется в асбестовой изоляции, но ее электрические свойства и прочность намного хуже, толщина изоляции увеличена, что снижает теплопроводность обмоток. К тому же они гигроскопичны. Для вышеперечисленных работ иногда используют провода прямоугольного сечения. Последние производятся брендами: PBB, PBO, PSD, PSDK, PDA. Толщина и изоляция соответствуют маркам круглых проводов — или верхним пределам — или немного выше.Из этих проводов для маломощных трансформаторов провод ПЭЛШО применяется для обмоток высокого напряжения (например, в обмотках высокого напряжения осциллографа и в других случаях). PELSHO (и PELBO) целесообразно использовать в обмотках небольших трансформаторов, пропитанных клеящими составами, из-за высокой адгезии волокнистых материалов с большинством клеевых составов. Провод ПЭШО широко применяется в схемах радиоприемников, но пригодность той или иной пропитки (и других материалов) определяется коэффициентом потерь, который для частоты 50 Гц незначителен.В случаях, когда надежность является одним из основных требований к оборудованию (трансформатору), обмотку необходимо всегда пропитывать каким-либо лаком или составом. Значительному повышению надежности способствуют облегченные режимы работы обмоток и использование материалов, температура которых в 1-2 раза превышает рабочую температуру обмотки. В тех случаях, когда трансформатор может работать в форсированном режиме, обмотку необходимо пропитывать, так как это увеличивает теплопроводность и тепловое сопротивление за счет более равномерной температуры по толщине обмотки.В форсированном режиме допустимо увеличивать нагрев трансформатора на 10-12 ° С выше температуры этого класса. При этом процесс старения материала ускоряется примерно (в среднем) в 2 раза. Следует отметить, что допустимые температуры для ПЭЛ, ПЭЛУ 100-105 ° С, ПЭТ 125 ° С, ПЭВ-1. , Допустимы кабели ПЭВ-2 110 ° С. Для трансформаторов, к которым предъявляются требования по надежности, принудительные режимы недопустимы. Указанная шкала классов жаростойкости принята как в России, так и в ряде зарубежных стран.Нижний предел допустимых температур для эмалевых проводов — 60 ° С. При такой температуре эмаль не должна трескаться и отставать от меди.

Как рассчитать обмотку трансформатора

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Автор С. Хуссейн Атер

Если вы когда-нибудь задумывались, как дома и здания используют электроэнергию от электростанций, вы должны узнать о трансформаторах в силовых установках. распределительные сети, которые преобразуют токи высокого напряжения в те, которые вы используете в бытовых приборах.Эти трансформаторы имеют простую конструкцию для большинства типов трансформаторов, но могут сильно различаться по степени изменения входного напряжения в зависимости от конструкции.

Формула обмотки трансформатора

Трансформаторы, которые используются в системах распределения электроэнергии, имеют простую конструкцию, в которой используется катушка, намотанная на магнитный сердечник в различных областях.

Эти катушки с проводом принимают входящий ток и изменяют напряжение в соответствии с коэффициентом поворота трансформатора , который равен

\ frac {N_P} {N_S} = \ frac {V_P} {V_S}

для числа обмотки первичной обмотки и вторичной обмотки N p и N s соответственно, а напряжение первичной обмотки и вторичной обмотки V p и V s соответственно.

Эта формула обмотки трансформатора сообщает вам долю, на которую трансформатор изменяет входящее напряжение, и что напряжение обмоток катушки прямо пропорционально количеству обмоток самих катушек.

Имейте в виду, что, хотя эта формула называется «соотношением», на самом деле это дробь, а не соотношение. Например, если у вас есть одна обмотка в первичной обмотке и четыре обмотки во вторичной обмотке трансформатора, это будет соответствовать доле 1/4, что означает, что трансформатор снижает напряжение на значение 1/4.Но соотношение 1: 4 означает, что для одного из чего-то есть четыре из чего-то другого, что не всегда означает то же самое, что и дробь.

Трансформаторы могут повышать или понижать напряжение и известны как повышающие трансформаторы , или понижающие трансформаторы , , в зависимости от того, какое действие они выполняют. Это означает, что коэффициент трансформации трансформатора всегда будет положительным, но может быть больше единицы для повышающих трансформаторов или меньше единицы для понижающих трансформаторов.

Формула обмотки трансформатора верна только тогда, когда углы первичной и вторичной обмоток совпадают по фазе друг с другом. Это означает, что для данного источника питания переменного тока (AC), который переключается вперед и назад между прямым и обратным током, ток в первичной и вторичной обмотках синхронизируется друг с другом во время этого динамического процесса.

Могут быть трансформаторы с коэффициентом трансформации 1, которые не изменяют напряжение, а вместо этого используются для разделения различных цепей друг от друга или для небольшого изменения сопротивления цепи.

Калькулятор конструкции трансформатора

Вы можете понять свойства трансформаторов, чтобы определить, что калькулятор конструкции трансформатора будет учитывать в качестве метода определения того, как сконструировать трансформаторы.

Хотя первичная и вторичная обмотки трансформатора отделены друг от друга, первичная обмотка индуцирует ток во вторичных обмотках посредством метода индуктивности. Когда источник питания переменного тока подается через первичные обмотки, ток течет по виткам и создает магнитное поле с помощью метода, называемого взаимной индуктивностью.

Формула обмотки трансформатора и магнетизм

Магнитное поле описывает, в каком направлении и насколько сильный магнетизм будет действовать на движущуюся заряженную частицу. Максимальное значение этого поля составляет dΦ / dt , скорость изменения магнитного потока Φ за небольшой промежуток времени.

Поток — это измерение того, сколько магнитного поля проходит через определенную площадь поверхности, например прямоугольную. В трансформаторе силовые линии магнитного поля направляются наружу от магнитной катушки, вокруг которой намотаны провода.

Магнитный поток связывает обе обмотки вместе, а сила магнитного поля зависит от силы тока и количества обмоток. Это может дать нам калькулятор конструкции трансформатора , который учитывает эти свойства.

Закон индуктивности Фарадея, который описывает, как магнитные поля индуцируются в материалах, диктует, что напряжение любой из обмоток индуцирует

либо для первичных обмоток, либо для вторичных обмоток. Обычно это называется наведенной электродвижущей силой ( ЭДС ).

Если бы вы измерили изменение магнитного потока за небольшой период времени, вы могли бы получить значение dΦ / dt и использовать его для вычисления ЭДС . Общая формула для магнитного потока:

\ Phi = BA | cos {\ theta}

для магнитного поля B , площадь поверхности плоскости в поле A и угол между магнитным полем линии и направление, перпендикулярное площади θ .

Вы можете учесть геометрию обмоток вокруг магнитопровода трансформатора, чтобы измерить поток. Askat

для источника переменного тока, где ω — угловая частота ( 2πf для частоты f ) и Φ max — максимальный поток.В этом случае частота f относится к количеству волн, которые проходят через заданное место каждую секунду. Инженеры также называют произведение тока на количество витков обмотки « ампер-витков, » — мерой силы намагничивания катушки.

Примеры калькулятора обмоток трансформатора

Если вы хотите сравнить экспериментальные результаты того, как обмотки трансформаторов влияют на их использование, вы можете сравнить наблюдаемые экспериментальные свойства с характеристиками калькулятора обмоток трансформатора.

Компания-разработчик программного обеспечения Micro Digital предлагает онлайн-калькулятор обмотки трансформатора для расчета стандартного калибра проводов (SWG) или американского калибра проводов (AWG). Это позволяет инженерам изготавливать провода соответствующей толщины, чтобы они могли нести заряды, необходимые для их целей. Калькулятор оборотов трансформатора подскажет вам индивидуальное напряжение на каждом витке обмотки.

Другие калькуляторы, например, от компании-производителя Flex-Core, позволяют рассчитать размер провода для различных практических применений, если вы введете номинальную нагрузку, номинальный вторичный ток, длину провода между трансформатором тока и измерителем и входную нагрузку. метра.

Трансформатор тока создает напряжение переменного тока во вторичной обмотке, пропорциональное току в первичной обмотке. Эти трансформаторы снижают токи высокого напряжения до более низких значений, используя простой метод контроля фактического электрического тока. Нагрузка — это сопротивление самого измерительного прибора пропускаемому через него току.

Hyperphysics предлагает интерактивный интерфейс расчета мощности трансформатора, который позволяет использовать его в качестве калькулятора конструкции трансформатора или в качестве калькулятора сопротивления трансформатора.Чтобы использовать его, вам необходимо ввести частоту напряжения питания, индуктивность первичной обмотки, индуктивность вторичной обмотки, количество катушек первичной обмотки, количество катушек вторичной обмотки, вторичное напряжение, сопротивление первичной обмотки, сопротивление вторичной обмотки, сопротивление нагрузки вторичной обмотки и взаимная индуктивность.

Взаимная индуктивность M учитывает влияние изменения нагрузки на вторичную обмотку на ток через первичную обмотку с ЭДС:

ЭДС = -M \ frac {\ Delta I_1} {\ Delta t }

для изменения тока через первичную обмотку ΔI 1 и изменения во времени Δt .

Любой онлайн-калькулятор обмотки трансформатора делает предположения о самом трансформаторе. Убедитесь, что вы знаете, как каждый веб-сайт рассчитывает заявленные ценности, чтобы вы могли понять теорию и принципы, лежащие в основе трансформаторов в целом. Насколько они близки к формуле обмотки трансформатора, вытекающей из физики трансформатора, зависит от этих свойств.

Медный провод для обмоток трансформаторов. Правильная намотка трансформатора своими руками.Процесс намотки

Обмотки трансформаторов малой мощности обычно изготавливаются из круглой проволоки. В настоящее время существует большое количество марок обмоточных проводов. Провода изготавливаются с волокнистой, эмалевой и комбинированной эмалеволоконной изоляцией. Для обозначения марок проводов принимаются буквенные обозначения. Первая буква для всех видов изоляции П (провод). Волоконный утеплитель обозначается: B — хлопчатобумажная пряжа, W — натуральный шелк. ШК или К — искусственный шелк (нейлон), С — стекловолокно, А — асбестовое волокно. Следующая буква O или D обозначает один или два слоя изоляции.Провода в эмалевой изоляции обозначаются буквой Е. Комбинированная изоляция состоит из эмалевой изоляции, дополнительно покрытой волокнистой изоляцией. При изготовлении трансформаторов малой мощности в основном используются провода в эмалевой изоляции. Эмаль должна иметь твердую и ровную поверхность, обладать достаточной механической прочностью и эластичностью. При намотке эмаль не должна трескаться или отставать от меди. Высокая механическая прочность и повышенная термостойкость изоляции Винифлекс, позволяющая значительно уменьшить количество межслойных прокладок, повысить теплопроводность и допустимую плотность тока, обеспечили широкое применение в производстве проводов ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭТВ и других. трансформаторов малой мощности.В настоящее время провода изолированные из хлопчатобумажной пряжи и бумажной ленты ПББ, ПБОО, ПББО и других марок широко используются в силовых трансформаторах средней и большой мощности, а также в измерительных трансформаторах (напряжения и тока), работающих в масле. Эмалированные провода в таких трансформаторах не используются. Для трансформаторов открытого типа, силовых на напряжение до 500 В и трансформаторов тока до 6-10 кВ используются как проводные обмотки ПБД, так и комбинированные с эмалевым и ватным покрытиями, но при этом обмотки трансформатора обязательно пропитываются или компаундируются. .Для сварочных, нагрузочных и других подобных трансформаторов и устройств следует использовать провода в стеклянной изоляции. Провода также используются в асбестовой изоляции, но их электрические свойства и прочность намного хуже, толщина изоляции увеличена, что снижает теплопроводность обмоток. К тому же они гигроскопичны. Для вышеперечисленных работ иногда используются провода прямоугольного сечения. Последние выполняются торговых марок: PBB, PBOO, PSD, PSDK, PDA. Толщина и изоляция соответствуют маркам круглых проводов — или верхним пределам — или немного выше.Из этих марок проводов для трансформаторов малой мощности провод ПЭЛШО применяется для обмоток высокого напряжения (например, в обмотках высокого напряжения осциллографа и в других случаях). ПЕЛШО (и ПЕЛБО) целесообразно применять для намотки катушек малых трансформаторов, пропитанных клеящими составами, ввиду высокой адгезии волокнистых материалов с большинством клеевых составов. Проволока ПЭШО широко применяется в схемах радиоприемников, но пригодность той или иной пропитки (и других материалов) определяется коэффициентом потерь, который для частоты 50 Гц несущественен.В тех случаях, когда надежность является одним из основных требований к оборудованию (трансформатору), обмотку необходимо пропитать лаком или компаундом. Значительному повышению надежности способствуют облегченные режимы работы обмоток и использование материалов, имеющих температуру жаростойкости на 1-2 класса выше, чем рабочая температура обмоток. В случаях, когда трансформатор может работать в форсированном режиме, обмотку следует пропитывать, так как это увеличивает теплопроводность и теплостойкость за счет более равномерной температуры по толщине обмотки.В форсированном режиме допустимо увеличивать нагрев трансформатора на 10-12 ° С выше температуры этого класса. Это ускоряет процесс старения материала примерно (в среднем) в 2 раза. Необходимо указать, что допустимые температуры для проводов ПЭЛ, ПЭЛУ составляют 100-105 ° С, ПЭТ 125 ° С, ПЭВ-1, ПЭВ-2 110 ° С. Для трансформаторов, к которым предъявляются требования по надежности, форсированные режимы недопустимы. . Данная шкала классов жаростойкости принята как в России, так и в ряде зарубежных стран.Нижний предел допустимых температур для эмалированных проводов — 60 ° С. При этой температуре эмаль не должна трескаться и отставать от меди.

Намотка трансформатора своими руками — процедура несложная, но требует значительных подготовительных работ. Некоторым людям, занимающимся производством различного радиооборудования или электроинструментов, нужны трансформаторы для конкретных нужд. Поскольку не всегда можно приобрести конкретный трансформатор для конкретных случаев, многие наматывают их самостоятельно.Те, кто делает трансформатор своими руками впервые, зачастую не могут решить проблемы, связанные с правильным расчетом, подбором всех деталей и технологии намотки. Важно понимать, что сборка и намотка повышающего трансформатора и понижающего трансформатора — это не одно и то же.

Проводящий материал, используемый для обмотки, зависит от области применения. Трансформаторы малой мощности намотаны сплошным медным проводом, обычно изолированным эмалью. Силовые трансформаторы большой мощности могут быть намотаны проволочными, медными или алюминиевыми прямоугольными жилами.Проводники используются для очень сильных токов. В трансформаторах большой мощности также используются многожильные проводники, поскольку даже при низких частотах мощности в обмотках с большим током в противном случае будет неравномерное распределение тока.

Обмотка тороидального устройства также существенно отличается. Поскольку большинство радиолюбителей или мастеров, которым необходимо создать устройство-трансформер для нужд своего энергетического оборудования, не всегда имеют соответствующие знания и навыки, как сделать устройство-трансформер, этот материал ориентирован именно на эту категорию людей.

Каждая нить изолирована от другой, и жилы расположены так, что в определенных точках обмотки или по всей обмотке каждая часть занимает разные относительные положения в полном проводнике. Эта «перестановка» выравнивает ток, протекающий в каждой жилке проводника, и снижает потери вихревых токов в самой обмотке. Многожильный провод также более гибкий, чем одножильный провод аналогичного размера. Обмотки первичного и вторичного силовых трансформаторов могут иметь внешние соединения с промежуточными точками обмотки для обеспечения регулировки соотношения напряжений.

Подготовка к намотке

Первым делом необходимо произвести правильный расчет трансформатора. Следует рассчитать нагрузку на трансформатор. Он рассчитывается путем суммирования всех подключенных устройств (двигателей, передатчиков и т. Д.), Которые будут получать питание от трансформатора. Например, у радиостанции 3 канала мощностью 15, 10 и 15 Вт. Суммарная мощность будет равна 15 + 10 + 15 = 40 Вт. Далее возьмем поправку на КПД схемы.Поскольку большинство передатчиков имеют КПД около 70% (точнее, он будет в описании конкретной схемы), следовательно, такой объект должен быть запитан не 40 Вт, а 40 / 0,7 = 57,15 Вт. отметил, что трансформатор имеет свой КПД. Обычно КПД трансформатора составляет 95-97%, однако следует взять поправку на самодельный и принять КПД равным 85-90% (выбирается самостоятельно). Таким образом, необходимая мощность увеличивается: 57,15 / 0,9 = 63.5 Вт. Стандартные трансформаторы этой мощности весят около 1,2-1,5 кг.

Подготовка к обмотке

Отводы можно подключать к устройству РПН, предназначенному для управления напряжением в распределительных цепях. Медь — отличный электрический проводник. Электропроводность алюминия составляет около 62% от массы меди при измерении по объему. Алюминий имеет меньший вес из-за большой разницы в плотности металла, поэтому его часто выбирают для таких применений, как полюсные распределительные трансформаторы, где иногда может быть полезен легкий вес.

Размер — основная практическая причина использования меди. Трансформаторы с медной обмоткой меньше по размеру, и это может быть очень важно. Коммутационные трансформаторы разработаны с очень большими допусками на короткое замыкание из-за размера сети и величины тока в случае неисправности. Обмотки должны быть достаточно большими, чтобы выдерживать эти токи, и достаточно сильными, чтобы выдерживать механические нагрузки, которые они создают. Он слишком велик для транспорта, а трансформаторы электросети или подстанции не являются элементами, которые можно собрать на месте.

Дополнительно определяется входным и выходным напряжениями. Например, возьмем понижающий трансформатор с напряжением 220 В на входе и 12 В на выходе, стандартная частота (50 Гц). Количество витков определяется. Итак, на одной обмотке их количество составляет 220 * 0,73 = 161 виток (с округлением до целого числа), а на нижней 12 * 0,73 = 9 витков.

Все трансформаторы с медными обмотками доставляются по железной дороге. Размер также может иметь значение для трансформаторов, устанавливаемых в высотных зданиях, где пространство часто слишком велико.Стоимость, безусловно, играет большую роль. Иногда алюминиевые трансформаторы изначально дешевле, но для средних и больших трансформаторов разница относительно небольшая. В этом диапазоне размеров стоимость обмоток на удивление мало связана со стоимостью готового трансформатора.

В типичном большом трансформаторе 50% стоимости приходится на материалы. Из них около 15-20% приходится на медь, а на стали — элементы конструкций и слоистые слои — равный процент — остальное — в масле, изоляции и остальном.Таким образом, речь идет о 6% и 10% от общей стоимости устройства, находящегося в обмотке и проводниках. Разница в цене на медную и алюминиевую проволоку может незначительно отличаться, но ее общее влияние на общую стоимость относительно. Кроме того, медь дает и другие возможности экономии.

После определения количества витков начинают определять диаметр провода. Для этого необходимо знать протекающий ток и плотность тока. Для установок до 1 кВт плотность тока выбирают в пределах 1.5 — 3 А / мм 2, сам ток примерно рассчитывается исходя из мощности. Итак, максимальный ток для выбранного примера будет примерно 0,5-1,5 А. Поскольку трансформатор будет работать с максимальной нагрузкой 100 Вт при естественном воздушном охлаждении, то плотность тока примем равной примерно 2 А / мм 2. На основании этих данных определяем сечение провода 1/2 = 0,5 мм2. В принципе сечения достаточно для выбора проводника, но иногда требуется и диаметр.Поскольку сечение находится по формуле pd 2/2, диаметр равен корню из 2 * 0,5 / 3,14 = 0,56 мм.

Медь позволяет нам использовать меньше ламинирующей стали, потому что сердечник меньше. Силиконовая сталь с низкими потерями, которую мы используем в некоторых из наших трансформаторов, стоит дорого, поэтому использование меньшего количества означает большую экономию. сердечник и обмотки меньше по размеру, для них требуется меньше изоляции, меньше конструкционной стали для масляного бака и т. д. Медь оказывает положительное влияние на экономику трансформаторов.

Медь также намного проще в эксплуатации. Говорят, что технологичность у него лучше, чем у алюминия. Его проводники меньшего размера легче наматывать и собирать; они также могут использовать меньшее намоточное оборудование, что упрощает обработку материалов в помещении. Кроме того, если вы используете алюминий, вам придется где-то подключаться к меди, а разнородные соединения металлов могут вызвать проблемы с коррозией и связью. При всем этом предпочитает медь. Некоторые коммунальные предприятия купили трансформаторы с алюминиевым каркасом, потому что они изначально были дешевле.

Таким же образом найдите сечение и диаметр второй обмотки (или, если их больше, то всех остальных).

Обмоточные материалы

Намотка трансформатора требует тщательного выбора используемых материалов. Итак, важны почти все детали. Вам понадобится:

В результате у них было больше отказов, чем у медных трансформаторов, и в результате коммунальные предприятия сегодня не трогали алюминий для трансформаторов. Коммунальные предприятия также признают преимущества всех медных трансформаторов.Повышенная прочность и коррозионная стойкость меди по сравнению с алюминиевыми соединениями сохраняются дольше, что снижает стоимость жизненного цикла. пришли к выводу, что при более низких затратах на техническое обслуживание и повышенной надежности разница в начальной стоимости меди и алюминия не является большим фактором.

  1. Рама трансформатора. Необходимо изолировать сердечник от обмоток, он же удерживает катушки обмоток. Его изготовление осуществляется из прочного диэлектрического материала, который должен быть достаточно тонким, чтобы занимать место в промежутках («окне») сердечника.Часто для этих целей используются специальные картоны, текстолит, волокна и т. Д. Он должен иметь минимальную толщину 0,5 м и максимум 2 мм. Каркас необходимо приклеить, для этого используются обычные клеи для столярных работ (нитро-клеи). Формы и размеры рамок определяются формой и размерами сердечника. При этом высота каркаса должна быть немного больше высоты пластин (высота намотки). Для определения ее размеров необходимо произвести предварительные замеры пластин и приблизительно оценить высоту намотки.
  2. Core. В качестве сердечника используется магнитопровод. Лучше всего для этого подходят пластины от разобранного трансформатора, так как они изготовлены из специальных сплавов и уже рассчитаны на определенное количество витков. Самая распространенная форма магнитопровода напоминает букву «Ш». Причем его можно вырезать из различных имеющихся заготовок. Для определения размера необходимо предварительно намотать провода обмоток. Для обмотки, имеющей наибольшее количество витков, определяют длину и ширину пластин сердечника.Для этого возьмите длину обмотки + 2-5 см, а ширину обмотки + 1-3 см. Таким образом происходит приблизительное определение размера сердечника.
  3. Проволока. Здесь учтены обмотка и провода для клемм. Лучшим выбором для намотки катушек преобразующего устройства считаются медные провода с эмалевой изоляцией (типа «ПЭЛ» / «ПЭ»), этих проводов достаточно для намотки не только трансформаторов радиолюбительского назначения, но и силовых трансформаторов. (например, для сварки).У них широкий выбор сечений, что позволяет приобретать провод нужного сечения. Выводимые из катушек провода должны иметь большее сечение и изоляцию из ПВХ или резины. Часто используются провода серии «ПВ» сечением 0,5 мм2. К выходу рекомендуется подавать провода с изоляцией разного цвета (чтобы не было путаницы при подключении).
  4. Изоляционная подкладка. Они необходимы для увеличения изоляции обмоточного провода.Обычно в качестве разделителей используется толстая и тонкая бумага (хорошо подходит калька), которую кладут между рядами. При этом бумага должна быть целостной, без разрывов и проколов. Обмотки тоже оборачиваются такой бумагой после того, как все будут готовы.

Способы ускорения процесса

Сохраняет размер готовых единиц, достаточно малых, чтобы их можно было легко транспортировать. Для медных трансформаторов меньшего размера требуется менее активная сталь, а также элементы конструкции, включая корпус, охлаждающее оборудование и другие аксессуары.Медь прочнее алюминия и поэтому лучше, чем алюминий, выдерживает нагрузки, вызываемые токами повреждения. Поскольку катушка более прочная и менее подвержена деформации, срок службы трансформатора увеличивается, а затраты на техническое обслуживание в течение всего срока службы сокращаются. Улучшение медного соединения означает, что соединения внутри устройства остаются герметичными, что сокращает срок службы и продлевает срок службы. Первоначальная разница в стоимости медных и алюминиевых трансформаторов в этом диапазоне размеров незначительна, а меньшее обслуживание и более высокая надежность делают медь более дешевым материалом в течение всего срока службы трансформатора.Медь — логичный выбор для трансформаторов среднего и большого размера. . Медь показывает низкий уровень ползучести.

Многие радиолюбители часто имеют специальные примитивные приспособления для намотки обмоток. Пример: примитивная намоточная машина представляет собой стол (часто подставку), на котором крепятся прутки с вращающейся продольной осью. Длина оси выбирается в 1,5-2 раза больше длины рамки катушек трансформирующего устройства (берется максимальная длина), на одном из выходов из стержней ось должна иметь ручку для вращения.

При экстремальных нагрузках и температурных условиях распределительных обмоток трансформатора скорость ползучести алюминия может быть в 25 раз выше, чем у меди. Это приводит к тому, что распределительные трансформаторы с алюминиевой обмоткой имеют более высокую тенденцию к разрушению, чем медные обмотки.

Концы медных проводов менее подвержены выходу из строя, чем алюминиевые зажимы. Основная причина этого — различное поведение их оксидов. Оксид меди мягкий, электропроводный и легко разрушается. Глинозем прочно прикреплен, его трудно вытеснить и электрически изолировать.Он также предотвращает появление немеханических соединений, таких как пайка, которая возможна только после нанесения слоя олова, меди или никеля.

На ось надевается рамка катушки, которая с двух сторон фиксируется ограничительными штифтами (они препятствуют перемещению рамки по оси).

Далее к катушке с одного из концов крепится обмоточный провод и намотка осуществляется вращением ручки оси. Такая примитивная конструкция значительно ускорит намотку обмоток и сделает ее более точной.

Медные провода не являются гальваническими, поскольку они представляют собой тот же элемент, что и соединители, которые обычно изготавливаются из меди или латуни. Алюминий теряет материал из-за гальванического воздействия, что приводит к потере контакта.

Медь сложнее, прочнее и пластичнее алюминия, меньше расширяется и не течет на концах. Поэтому не требует периодического осмотра и закручивания шурупов. Алюминий течет с конца под давлением. Использование меди подходящего сорта считается лучшим способом обеспечить высокую стойкость к короткому замыканию в силовых трансформаторах благодаря выдающимся механическим свойствам меди, таким как предел текучести и модуль упругости.Внешнее короткое замыкание может привести к значительному ослаблению активных частей трансформатора, что снижает его надежность.

Процесс намотки

Обмотка трансформатора состоит из намотки обмоток. Для этого провод, который планируется использовать для обмоток, плотно наматывают на любую катушку (для упрощения процесса). Далее сама катушка устанавливается либо на указанное выше устройство, либо наматывается «вручную» (это сложно и неудобно). После этого к катушке обмотки крепится конец обмоточного провода, к которому припаивается выходной провод (это можно делать как в начале, так и в конце операции).Далее начинается вращение катушки.

Распределительные трансформаторы с медной оболочкой всегда меньше и легче, чем с алюминиевой оболочкой, с аналогичными характеристиками и энергетическими характеристиками. Поскольку удельное сопротивление меди в 6 раз больше, чем у алюминия, поперечное сечение алюминиевого проводника должно быть в 66 раз больше, чем у медного проводника с таким же сопротивлением. Это приводит к увеличению сердечника трансформатора и объема, что также приводит к увеличению мощности трансформатора по сравнению с медной конструкцией.Хотя алюминий легче, чем медь того же объема, в случае распределительных трансформаторов это преимущество компенсируется увеличением объема проводника, стального сердечника, резервуара и масла.

При этом катушка никуда не должна двигаться, а провод должен иметь сильное натяжение для плотной прокладки.

Намотку витков провода продольно производить так, чтобы витки прилегали друг к другу как можно плотнее. После того как первый ряд витков намотан по длине, его в несколько слоев обматывают специальной изоляционной бумагой, после чего наматывают следующий ряд витков.При этом ряды должны плотно прилегать друг к другу.

Более высокое содержание меди в трансформаторах повышает энергоэффективность и, как следствие, в большинстве случаев снижает затраты на жизненный цикл. Исследование, проведенное по заказу Европейской комиссии, показало, что конструкция трансформатора, которая обеспечивает наименьшую стоимость жизненного цикла, имеет более низкие потери энергии и использует значительно больше меди, чем в соответствующем базовом случае.

Нелинейные нагрузки вызывают дополнительные потери нагрузки в силовых трансформаторах, на которые сильно влияют геометрия трансформатора, конфигурация обмоток, а также изоляционные и токопроводящие материалы.В частности, в медных проводниках распределение тока более равномерное из-за более высокой проводимости.

В процессе намотки необходимо контролировать количество витков и останавливаться после намотки нужного количества. Важно, чтобы общее количество витков учитывалось без учета расхода провода (т.е. для второго ряда витков требуется больше проводов, однако количество витков наматывается).

Наконец, трансформаторы с медными обмотками часто дешевле в производстве, чем с алюминиевыми обмотками.Это связано с тем, что это не только стоимость проводника, но и стоимость магнитной стали, резервуара и масла, необходимых для достижения заданного уровня энергоэффективности, что определяет общую стоимость производства трансформатора.

Обратившись к таблице ниже, мы можем определить размер первичной и вторичной катушек. Рассчитайте количество оборотов первичной обмотки. Почему первичная и вторичная обмотки трансформатора не замкнуты? Приложенное напряжение, токи, импеданс.Недостаточное количество катушек из-за просчета приведет к короткому замыканию. Подчиняется трансформатор закону ом или нет? Закон Ома предназначен для определения поведения электричества через нагрузку. Трансформатор — это не более чем пара катушек индуктивности. Сам трансформатор не является нагрузкой. Вы применяете закон Омеги к первичной и вторичной цепи трансформатора. Вы не используете закон Ома, чтобы узнать, как первичная обмотка индуцирует ток во вторичной. Рассчитываемый нами ток — это максимальный или идеальный ток трансформатора.Если мы поместим резистор в любом направлении, он все равно будет учитывать сопротивление. Почему для обмоток обычно используется медный магнитопровод? Магнитная медь изолирована. Чтобы построить трансформатор, соленоид или индуктор, каждый из них вращается, а другой — вбок. Суруханджая Тенга Малайзия.

  • Найдите первичный ток.
  • Найдите размер кабеля для первичной и вторичной обмоток.
  • Мы можем использовать любую комбинацию длины и ширины, чтобы получить площадь.
Расчет силового трансформатора.

Как сделать понижающий трансформатор

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Крис Дезиел

Трансформаторы — это простые, но чрезвычайно полезные электрические устройства, и они работают из-за явления, известного как электромагнитная индукция. Если поместить проводящий провод в изменяющееся магнитное поле, поле индуцирует электрический ток в проводе, а там, где есть ток, возникает разность потенциалов или напряжение. Обратное также верно.Изменяющийся ток в проводнике создает магнитное поле. Поскольку ток должен изменяться (в потоке), трансформаторы работают только с электричеством переменного тока, что является преимуществом переменного тока перед мощностью постоянного тока.

Напряжение зависит от того, сколько раз проводник проходит через магнитное поле. Вы можете преобразовать напряжение в одной цепи — первичной цепи — в другое напряжение во вторичной цепи, регулируя количество раз, когда проводники каждой цепи проходят через магнитное поле.Устройство, которое это делает, представляет собой трансформатор, а когда он снижает напряжение во вторичной цепи, это понижающий трансформатор. Это именно то, что делает трансформатор на линии электропередачи за пределами вашего дома. Сделать понижающий трансформатор самому несложно, но он не будет таким большим и мощным, как трансформатор на линии электропередачи. Однако он будет работать точно так же.

Трансформаторы используют обмотки

В трансформаторе используется один проводник, намотанный несколько раз вокруг центрального сердечника для первичной цепи, и другой проводник, также несколько раз намотанный вокруг того же или другого сердечника для вторичной цепи.Соотношение количества обмоток в этих катушках определяет напряжение во вторичной катушке. Формула трансформатора, которая следует из закона Фарадея, следующая:

\ frac {N_s} {N_p} = \ frac {V_s} {V_p}

, где N s и N p — количество обмоток в вторичная и первичная обмотки соответственно, а V s и V p — напряжения.

В понижающем трансформаторе вторичное напряжение меньше первичного, поэтому количество обмоток вторичной обмотки должно быть меньше количества обмоток первичной обмотки.Если вам известно напряжение в первичной цепи и у вас есть цель для вторичной катушки, вы достигнете своей цели, отрегулировав количество обмоток на обеих катушках.

Построение понижающего трансформатора

Наиболее эффективные трансформаторы имеют ферромагнитные сердечники, потому что этот материал намагничивается первичной обмоткой и передает энергию вторичной обмотке более эффективно, чем сами катушки. Самый простой способ получить ферромагнитную катушку — найти большую стальную шайбу в строительном магазине или на ремонтной мастерской.Он должен быть от 2 до 3 дюймов в диаметре.

Для изготовления катушек можно использовать любой токопроводящий провод, но лучше всего подходит магнитный провод 28 калибра, который представляет собой очень тонкий медный провод, покрытый изоляцией. Чтобы создать первичную катушку, плотно оберните провод вокруг шайбы не менее 500 раз, удерживая провода плотно вместе. При необходимости намотайте его слоями. Тщательно подсчитайте количество витков и запишите количество. Когда вы закончите наматывать, оставьте два конца свободными для подключения к источнику питания и оберните провода малярной лентой, чтобы они не вставали.

Поскольку вы собираете понижающий трансформатор, количество обмоток вторичной обмотки будет меньше. Фактическое число зависит от желаемого напряжения, и вы можете рассчитать его, используя формулу трансформатора. Намотайте вторичную катушку поверх первичной, оставив концы свободными для подключения к счетчику. Оберните катушку малярной лентой, а затем оберните весь трансформатор изолентой, чтобы изолировать его. Трансформатор готов к тестированию.

Пример расчета

Предположим, вы хотите понизить напряжение 120 В в домашней розетке до 12 В.Соотношение напряжений составляет 12/120 = 1/10, поэтому, если первичная обмотка имеет 500 обмоток, вторичная обмотка должна иметь 50.

Обратите внимание, что использование домашнего напряжения в этом расчете является только примером, и ток, проходящий под ним. Большое напряжение приведет к быстрому нагреву проводов, и было бы опасно пытаться снизить его. Этот элементарный трансформатор безопаснее использовать для гораздо меньших входных напряжений от более безопасных источников. Не оставляйте трансформатор подключенным на какое-либо время.

Станок для перемотки бухт своими руками.Что такое намоточная машина для трансформаторов? Трансформатор тороидальный как сделать своими руками

В любительской практике часто приходится наматывать / перематывать различные обмотки трансформаторов, дросселей, реле и т. Д.
При разработке данной машины ставились следующие задачи:

1. Малые габариты.
2. Плавный пуск шпинделя.
3. Счетчик до 10 000 оборотов (9999).
4. Обмотка с автоматической прокладкой проволоки. Шаг штабелирования (диаметр проволоки) 0.02 — 0,4 мм.
5. Возможность намотки секционных обмоток без перенастройки.
6. Возможность крепления и наматывания рам без центрального отверстия.

Рисунок 1.
Внешний вид намоточного станка.

Состав намоточного станка.

1. Заправьте шпульку (катушку с проволокой).
2. Токарный (тормозной механизм).
3. Центровочные барабаны шагового двигателя.
4. Направляющие шаровые мебельные.
5. Шторка оптических датчиков механизма центра катушки.
6. Ручка перемещения позиционера в другую секцию при намотке обмоток секции.
7. Кнопки ручного переключения направления укладки.
8. Направление укладки светодиода.
9. Шаговый инженерный двигатель.
10. Затворы оптические датчики границы обмотки.
11. Винт позиционера.
12. Направляющие шаровые мебельные.
13. Промыл змеевик.
14. Заводной двигатель.
15. Верхний счетчик.
16. Настройки.
17. Оптический датчик синхронизации.
18. Регулятор скорости.

Устройство и принцип действия.

Узел кормления.

Узел подачи предназначен для закрепления на нем бобин проволокой разного количества и обеспечения натяжения проволоки.
Включает в себя механизм крепления бобина и механизм вала к валу.

Рисунок 2.
Узел подачи.

Пайка.

Без проведения подающей шпульки намотка проволоки на каркасы не выйдет из строя и качественно намотка. Войлочная лента «2», замедляющая барабан «1». Вращаем рычаг «3», растягиваем пружину «4» — регулировка мощности торможения. На разную толщину проволоки настроен ее медленный ход. Здесь используются готовые части видеомагнитофона.

Рисунок 3.
Механизм моющего средства.

Центр шпульки.

Небольшие габариты машины и расположение в непосредственной близости, закрытая катушка и подающие катушки с проволокой потребовали введения дополнительного механизма для центрирования подающей катушки.


Рисунок 4, 5.
Центрирующий механизм.

При намотке катушки провод с катушки автоматически воздействует на шторку «5», «штекер» и шаговый двигатель «3» через редуктор с делением 6 и зубчатый ремень по роликовой направляющей «4». перемещает катушку в желаемом направлении.
Таким образом, провод всегда по центру, см. Рис. 4, рис. 5:

Рисунок 6.
Датчики, вид сзади.

Состав и устройство датчиков.

19. Оптические датчики центра центра Бобина.
5. Затвор Датчики перекрытия механизма центра шпульки.
20. Шторы перекрывают датчики переключения направления позиционера.
21. Датчики переключения направления оптического позиционера.

Позиционер.

Шторы «20» рис. 6 — Граница обмотки установлена. Шаговый двигатель перемещает механизм штабелеукладчика до тех пор, пока шторка не заблокирует один из датчиков «21». 6, после чего меняется направление укладки.
В любой момент вы можете изменить направление укладки кнопкой «1». 7.

Рисунок 7.
Укладка.

Скорость вращения шагового двигателя «9» рис. 7, синхронизируется с помощью датчика «10», «11» Рисунок 8, с вращением покрытой катушки и зависит от диаметра провода, установленного в меню.Диаметр проволоки может отображаться 0,02 — 0,4 мм. Используя ручку «8» рис. 7, вы можете переместить весь позиционер в сторону, не меняя границ намотки. Таким образом можно намотать еще одну секцию в многосекционные рамки.

Рисунок 8.
OPHT.

Состав позиционера и фирменного (рис. 7-8).

1. Кнопки ручного переключения направления укладки.
2. Направление укладки светодиода.
3.Шторы перекрывают датчики переключения направления позиционера.
4. Линейный подшипник.
5. Орех капроолон.
6. Ведущий винт. Диаметр 8мм, шаг резьбы 1,25мм.
7. Шариковые направляющие для мебели.
8. Ручка перемещения позиционера в другую секцию при намотке обмоток секции.
9. Шаговый двигатель.
10. Оптический датчик синхронизации.
11. Диск, датчик синхронизации перекрытия. 18 слотов.

Приемный узел.

Рисунок 9.
Узел приемный.


Рисунок 10, 11.
Приемный узел.

1. Верхний счетчик.
2. Коллекторный быстроходный двигатель.
3. Шестерня шестерня.
4. Кнопка «Сбросить счетчик».
5. Регулировка скорости.
6. Переключатель «Пуск намотки».
7. Крепление намотанной катушки.

Вращение катушки перекрыто, коллектор производит многооборотный двигатель через редуктор.
Коробка передач состоит из трех передач с общим делением 18.Это обеспечивает необходимый крутящий момент на малых оборотах.
Регулировка оборотов двигателя производится изменением напряжения питания.


Рисунок 12, 13.
Крепление рамы с отверстием.

Конструкция приемного узла позволяет закрепить как рамы, имеющие центральное отверстие, так и рамы, такие отверстия которых не имеют, что хорошо видно на чертежах.


Рисунок 14, 15.
Крепление рамы без отверстия с отверстием.

Электрическая схема.

Рисунок 16.
Электрическая схема намоточного станка.

Все процессы машины контролирует микроконтроллер PIC16F877.
Индикация количества витков и диаметра провода отображается на светодиодном индикаторе четырех сигналов. При нажатии кнопки «D» отображается диаметр провода с указанным числом витков.
Чтобы изменить диаметр проволоки, нажмите кнопку «D» и кнопки «+», «-», чтобы изменить значение.Установленное значение автоматически сохраняется в EEPROM. Кнопка ZERRO — сбросить счетчик. Разъем «ISCP» служит для программирования микроконтроллера.

П.С. Чертежей механической части не существует, поскольку устройство было изготовлено в единичном экземпляре, а конструкция формировалась в процессе сборки.
В данной конструкции при разборке использовались элементы и узлы (не имеющие маркировки) от видеомагнитофонов и принтеров.
Я ни в коем случае не настаиваю на точном повторении этой конструкции, а только как на использовании каких-либо узлов из нее в ваших конструкциях.
Повторение этого устройства Возможно, опытные радиолюбители, обладающие навыками работы с механикой и способные менять конструкцию под собственные механические детали.
Механическая часть соответственно может быть реализована по-разному.
КПП на двигатели, может быть с другим делением.

Критические элементы:

Для корректной работы программы необходимо соблюдение ряда условий, а именно:
Оптический датчик «17» Рисунок 1.может быть другая конструкция, но обязательно на 18 лунок.
Винт позиционера, обязательно шаг 1,25 мм — это стандартный шаг для винта диаметром 8 мм.
Шаговый движок 48 шагов / оборот, 7,5 градусов / шаг — это наиболее распространенные двигатели в оргтехнике.

Демонстрационный ролик машины:

Ниже во вложении (в архиве) собраны все необходимые файлы и материалы для сборки мотального станка.
Если у кого-то есть вопросы по сборке и настройке, то задавайте их на форуме.По возможности постараюсь ответить и помочь.

Желаю всем удачи в творчестве и всего самого наилучшего!

Архив «Намоточные машины». «

Намотать катушку, трансформатор, намотать нити из бака, все это можно без особого труда, если в домашнем арсенале есть намоточный станок.

Изготовить намоточный станок можно любыми представленными средствами. Важно лишь руководствоваться наиболее адекватными инженерными решениями вашей задачи.Для начала нужно продумать размеры массабберри, и выбрать все необходимое.
Хочу обратить ваше внимание на не хитрое конструктивное решение, которое может помочь вам легко, просто и качественно спроектировать и реализовать многофункциональную намоточную машину.
Вам понадобятся: платформа, на которой будет расположена вся конструкция, двигатель, который будет приводить в движение вашу машину, колеса были соединены резиновой связкой (Рисунок № 1) Подшипники, оси, крепежные детали и другие материалы, которые входят в комплект. по вашему дизайну.


Рисунок № 1 — Колеса, соединенные страстью

Колеса, подсоединенные к вам, нужны для того, чтобы ваша машина не вышла из строя в случае заклинивания или не сломала материал, которым вы просыпаетесь. Кроме того, ременная передача, образованная резиновым пассатом, обеспечивает правильную скорость намотки независимо от возможности изменения вашего двигателя. А если разместить их на одной оси несколько штук разного диаметра, то можно легко регулировать скорость намотки (рисунок №2), просто перемещая страсть на другую пустую.Хотя грамотно просто отрегулировать скорость вращения двигателя — но это не всегда возможно.

Рисунок 2 — Несколько колес на оси для регулировки скорости намотки

Конструктивно колеса могут быть выполнены, как показано на Рисунке № 3, и я также рекомендую сделать хитрый пирамидальный зажим для облегчения фиксации катушки в машине.


Рисунок №3 — Пример конструкции колес и зажима

После изготовления колес необходимо закрепить их, как показано на рисунке №4.5.


Рисунок № 4 — Пример конструкции
Рисунок № 5 — Пример конструкции

Для того, чтобы закрепить катушку разного диаметра в вашей машине, я рекомендую один держатель для надежного крепления к платформе, а второй — для соединения с ним к движущемуся подключение (нужно продумывать в зависимости от предложенной конструкции) Рисунок 6.


Рисунок №6 — Эскиз конструкции станка в сборе.

Гарантирую, что такое конструктивное решение может не удовлетворить все ваши потребности в намотке, но львиная доля этого процесса упрощается.

P.S .: Я постарался наглядно показать и описать не хитрые подсказки. Надеюсь, что хоть что-то будет вам полезно. Но это еще не все, что можно придумать, так что решитесь, полистайте сайт

Намоточная машина — устройство, предназначенное для наматывания изделий, имеющих значительную длину на специальную основу (катушку), их можно изготовить своими руками.

Такие устройства в зависимости от размера и материала покрываемого товара могут отличаться по конструкции. Но в их основе лежит использование вала, имеющего силовой привод, обеспечивающий вращение, а также блока, отвечающего за направление подачи раненого продукта.

Для проведения намотки используется катушка, которая надевается на вал устройства. Эта катушка служит либо основанием изделия (например, как обмотка трансформаторов), либо для его транспортировки (например, различные отсеки с кабелями, проводами и т. Д.).

Для проведения электромонтажных электромонтажных работ до сечения до 3,2 мм можно использовать прибор — намоточный станок. Такая машина станет альтернативой промышленному агрегату и поможет в проведении работ, по изготовлению трансформаторов, катушек и дросселей.

Изготовление самодельной намоточной машины

1) Самодельная намоточная машина предназначена для автоматизации процесса намотки электрических катушек. Он ничем не уступает своему заводскому «собрату». И собрать его довольно просто. В основном это детали уже суженных электроприборов.

2) рама машины чем-то напоминает швейную машинку. На основе двух вертикальных опор. К ним прикреплен вращающийся вал с держателями катушек. Электропривод подключается к одной из опор.

3) Коммутационный блок тюнера марки TRICOLOR отлично справляется с ролью преобразователя электрического тока. На его плате установлены защитные фильтры, предусмотрена защита от перегрузки. Также здесь установлен «плавный старт» (Soft Start). Заявленная мощность в пределах 30 Вт.

4) Главный узел — коробка передач. Он взят из обычной мясорубки, отечественного производства. Монтаж коробки передач осуществляется с помощью саморезов.

5) Вращающийся вал приводится в движение двигателем.Разобрал двигатель с неработающей старой швейной машинкой.

Дополняет установленную педаль. Выполняет роль своеобразной пусковой кнопки. В зависимости от силы нажатия педаль позволяет регулировать обороты. Был снят с вышеперечисленного швейного агрегата.

6) Под столом есть подвеска. Он выполнен в виде горизонтально расположенной стальной шпильки. На него надевается катушка с обмоточным проводом. Держатель имеет складной характер. Компактно складывается, когда машина не работает.


7) Вращение рабочего вала происходит с помощью ремня. Он передает крутящий момент от двигателя. Прямо под кабелем на рабочую поверхность нанесена стрелка. Он показывает направление движения ленты. А также не дает запутать ту сторону, в которую нужно проверять вал.


8) Еще есть электросчетчик, который показывает количество совершенных витков. Нажав на кнопку, можно сбросить циферблатные индикаторы. Такие двенадцать колонок-метров можно легко найти на любых радиоприемниках.

9) Питание счетчика не стабилизировано. Он рассчитан примерно на 15 вольт. Функционирование счетчика обеспечивает кнопка и эксцентрик, который нажимает на него при вращении вала. Вся система подключается обычным проводом.


10) Одна из опор сделана из текстолита и отходов шерсти. С помощью моментального клея в эту конструкцию подшипник надежно «врезается».


11) Держатель катушки изготовлен из шестигранника. Хорошо виден вышеупомянутый чудак.Он выкован из шерсти и пропитан суперсилой.

12) Держатели деревянные. Это позволяет быстро настраивать их по нужным размерам. Монтаж осуществляется подогревом.

Чтобы провод проводки не натирал об угол основания, на него была приклеена втягивающая система. Такое есть в любом автомобильном плеере. Благодаря очень мягкой силиконовой резинке повредить провод очень сложно.

Видео: Как сделать намоточный станок для самодельных трансформаторов.

В прошлой статье я с вами поделился. Толстая проволока наматывалась вручную, иначе дома аккуратно поставить виток на скрутку не представлялось возможным. При меньшем диаметре обмоточного провода можно применить более технологичный способ, что снизит время и усилия при намотке, а так как это немало важно, изготовление трансформатора не будет отличаться от заводского исполнения. Далее будет описана простая конструкция Самодельная намоточная машина, с помощью которой можно легко намотать катушки, дроссели, силовые и звуковые трансформаторы.

Базовая (станина) намоточная машина

Изготовить станок для намотки трансформаторов из любого прочного, легко обрабатываемого материала. Наиболее подходящими будут: металл, фанера (дерево) или пластик. В зависимости от того, что у вас есть и с чем вам больше всего нравится работать, вы можете отдать предпочтение какому-то материалу.

В основном мастер самообслуживания из того, что у меня под рукой и в данном случае в челюстях барахла под названием «в колхозе» были обрезки из 10-ти миллиметрового полужесткого пластика, который успешно применяется в конструкция моталки и ее элементов.

Изначально при разработке нужно сделать пробный макет, продумать схему обмотки, задать себе вопрос, какие необходимые функции должно выполнять устройство. В процессе макатинга легко дополнять и улучшать, настраивать размеры, что позволит получить на выходе наиболее удачный вариант.

Для проекта у нас есть три оси:

Первая ось (моталка) — на ней будет вращаться обмотка трансформатора.С одной стороны будет прикреплен счетчик количества совершенных покупок, а с другой — привод вращения оси с комплектом шкивов. Привод может быть ручным в виде неподвижной ручки на оси или электрическим в виде шагового двигателя.

Вторая ось (штабелеукладчик) — она ​​будет «управлять» поводком штабелеукладчика, а также на этой оси второй набор шкивов, которые посредством ременной передачи с использованием пассивов будут сопряжены с первым набором шкивов на первой оси. .

Третья ось (держатель катушки) — служит опорой для катушки с обмоточным проводом.

На этапе проектирования ось должна быть правильно выбрана, чтобы корпус катушки обмотки трансформатора не цеплялся за машину и не касался другой оси, также выберите высоту катушки катушки, чтобы что можно свободно навешивать по разному габариты катушки. Можно предусмотреть дополнительную ось для намотки проволоки с катушкой катушки.

По разметке на выбранном материале для станины металлом с металлом с металлической режущей частью основания станка (боковины, днище, ригель) просверлите также необходимые отверстия.Через металлические уголки и саморезы скрепляют все компоненты между собой.




Счетчик рулонов для подсчета оборотов

Один виток равен одному витку — значит раньше это обратный отсчет в уме, наматывая трансформатор на примитивное приспособление. С появлением полноценного намоточного станка с предусмотренным счетчиком это стало намного проще, но самое главное, что при намотке витков процент погрешности был доведен практически до нуля.

В данной мотальной машине использован механический счетчик УГН-1 (СО-35) советской техники. Его можно заменить на велосипедный или механический счетчик от старого бытового магнитофона, на котором замерял расход ленты. Также можно собрать простой счетчик своими руками, имея только калькулятор, росток, два провода и магнит.

Разобрать вычислитель на два контакта, замкнутых кнопкой «Равно», припаять два провода и на концах проводов взвесить зародыши.Если поднести к немцу магнит, то его пластины внутри стеклянной колбы закроют и на калькуляторе имитируют нажатие кнопки. Используя функцию сложения калькулятора 1 + 1, вы можете посчитать обороты.



Далее закрепляем самодельный диск на первой оси. Приклеиваем магнит к диску, и на корпус машинки или кронштейна подкармливаются зародыши. Герсон, у нас так, что при обороте диска магнит проходит мимо немца и омывает его контакты.

По такому принципу можно заменить замену выключателя усиления, а диск выполнен в виде эксцентрика. Диск-эксцентрик, вращая свою выпуклую часть, щелкнет по клемме

Укладка Витков

Укладчик проволоки служит для равномерной намотки, витка на виток, намотки провода на корпус изготавливаемого трансформатора или катушку. Плотность намотки зависит от скорости вращения осей, а также от диаметра выбранной проволоки.Требуемое соотношение скорости вращения первой и второй оси может быть достигнуто с помощью шкивов и ременной передачи. При срабатывании нагруженного механизма в машине происходит одновременное перемещение ролика укладчика с определенным шагом и укладка проволоки на раму встряхиваемого трансформатора. В двух словах не поясняйте, но при дальнейшем чтении статья станет всем.

В рассматриваемой конструкции использован стилет завода-изготовителя М6 с шагом резьбы 1мм.В боковинах окон намоточного станка параллельно друг другу в отверстия заранее под них подаются подшипники, затем в них вставляется шпилька. Для лучшего скольжения смазать подшипники. На пятке движется направляющий ролик, через который продевается проволока.


Ролик для крепления проволоки может быть изготовлен самостоятельно, имея небольшой отрезок П-образного алюминиевого профиля, удлиненную гайку-втулку, соответствующую резьбе пятки, и подающий ролик с проточкой посередине.

В П-образном профиле отверстия параллельны друг другу. Верхняя пара отверстий — для ролика, а нижняя — для удлиненной гайки. Диаметр верхних отверстий в стенках профиля выбирается по оси, на которой будет закреплен ролик, а нижнего на миллиметр больше диаметра резьбы шпильки. Под расстояние между стенками профиля гайка экстралипат регулируется по размеру. Затем эта конструкция идет на стилус укладчика.




Шпилька закреплена гайками по бокам, так что она может вращаться без смещения. Одной из сторон шпильку оставляют для наматывания шкивов для сопряжения первой и второй оси.

Два шкива соединены ременной передачей

Ось намоточного станка соединена между собой системой шкивов разного радиуса. Шкивы, закрепленные на осях, вращаются с помощью ременной передачи. Страсть используется как пояс.

— шкив оси штабелера 100мм;

— шкив на оси с закрепленной катушкой (моталкой) равен толщине необходимой проволоки, умноженной на 100.

Например, для проволоки 0,1 мм на ось намотки наматываем шкив шириной 10 мм. Для проволоки диаметром 0,25 мм шкив 25 мм.

Если возможно, лучше делать шкивы с шагом 1 мм и подбирать обмотку в процессе по этой формуле

Погрешность зависит от точности диаметра изготовленных шкивов и страсти натяжения.Если применить в конструкции в качестве привода шаговый двигатель с зубчатой ​​передачей вместо страсти и точно нарезанных шкивов, то погрешность может быть близка к нулю.

Сейчас я расскажу, как сделать шкив своими руками в домашних условиях без обращения к токарю. Комплект шкивов изготовлен из того же материала, что и лицевая сторона намоточной машины. Я определил циркуляром необходимые диаметры шкивов и добавил несколько миллиметров к самому большому, чтобы повернуть канавку для страсти до желаемого размера.По схеме разметки просверливают отвертку и вырезают перегородки между ними. Вот и забил необходимое количество заготовок для шкивов. В роли токарного станка меня приспособили на ненужную мясорубку «Ассистент».


Точно не помню, на валу двигателя мясорубки нарезал резьбу или была подходящая, но шпилька вкручивалась через длинную гайку. На шпильку через гайки и шайбы навинчивалась заготовка чуть большего диаметра, чем требовалось для шкива.Мясорубкой и ножовкой по металлу / напильнику были закручены все неровности до круглой формы, а паз (паз) для страсти протянули надфилом. При этом периодически проверялись диаметры самодельных шкивов.


Составные части намоточного станка и принцип его работы

Элементы намоточного станка собирались медленно. Практически все было взято из старой советской киноаппаратуры. Подвижные части: ручка, шпильки, направляющий ролик — все на подшипниках.Шпильки, гайки, шайбы и уголки приобретались в магазине по продаже метизов. Привыкли тратить только на шпильки, длинные гайки и уголки. В остальном все сделано из представленных материалов в наличии.

Для точного подбора плотности намотки проволоки на иглодержателе склепан комплект из нескольких шкивов. Так, в случае не плотной намотки можно было на один размер передать страсть и отрегулировать скорость вращения осей. Страсть в процессе намотки проволоки скручивается в зависимости от направления намотки типа «восьмерка» или прямая связка страсти.Для правильной подгонки шкивов под диаметр проволоки следует сделать пару десятков пробных оборотов.


Из дерева или другого материала делают основу для внутренней части катушки трансформатора, а на пятке фиксируются гайки-барашки. Также для крепления катушки можно сделать универсальные удерживающие уголки. Демонстрация работы намоточного станка показана на видео:

[Будет видео процесс намотки трансформатора]





Об авторе:

Добро пожаловать, дорогие читатели! Меня зовут Максим.Убежден, что практически все можно сделать в домашних условиях своими руками, уверен, что это для всех! В свободное время люблю делать что-то новое для себя и своих близких. Об этом и многом другом вы узнаете из моих статей!

Очень часто при ремонте того или иного оборудования, особенно если в сборке стоит очень редкий трансформатор, возникает наличие этого предмета. Конечно, вы можете заказать трансформатор у производителя.

Но вряд ли завод обслужит одноразового клиента, а другого с одним заказом.И чтобы таких проблем не возникало, машина создана. Н. Филенко. Устройство довольно простое и достаточно функциональное. Согласитесь, любой мастер и начинающий радиолюбитель не откажется от станка в своей коллекции, тестом которого смачивает витки для трансформатора.

Функции.

Станок позволяет наматывать провода на рамы с внутренним диаметром от 10 миллиметров и даже на квадратные и прямоугольные рамы размером 10 х 10 мм.

Макс. Длина намотки 180-200мм.

Макс. Диаметр (т.е. диагональ квадратной рамки) 190-200мм.

Намотка может осуществляться в ручном режиме проволокой до 3,2 мм, в «полуавтоматическом» режиме намотки проволокой от 0,3 до 2,00 мм.

Полуавтоматический режим намотки обеспечивает синхронную укладку и намотку проволочного слоя с последующей ручной укладкой слоев изоляции и изменением направления прокладки проволоки.

В машине для прокладки проводов разного диаметра предусмотрен набор легко заменяемых шкивов, которые позволяют выбрать около 27 различных ступеней намотки с диапазоном от 0.От 31 до 1,0 мм или 57 шагов с диапазоном от 0,31 до 3,2 мм.

Устройство из-за большой массы не требует крепления к основанию.

Принцип работы машины довольно прост: вал, на котором установлена ​​рама трансформатора, соединен с валом, синхронно по которому перемещается сам штабелеукладчик. Внутри набивки втулки проволоки нарезка резьбы. При вращении этого вала втулка перемещается и тянет за собой направляющее устройство для проводов.

Скорость вращения вала зависит от размера шкивов, то есть от их диаметров, которые установлены на нижнем и верхнем валах, и скорости перемещения самой втулки плюс ко всему и от шаговой резьбы укладчика.Вращение вала с самой рамой можно производить вручную, также можно прикрепить электрическую дверь в качестве привода.

Детали и элементы.

Станина

Оснащение оборудования выполнено из пары стальных листов. Основание станины выполнено из стали толщиной 15 мм, боковины — 6 мм. Такая конструкция специально взята из соображений устойчивости поверхности оборудования.

Перед креплением боковин станины стыкуются между собой и одновременно просверливаются отверстия на обеих боковинах.Далее после этого на саму основу устанавливают станины и к нему приваривают сварку.

В просверленных отверстиях (кроме нижних) вставляются боковины, а в остальных отверстиях — подшипники. Эти элементы были взяты из 5-дюймового обычного привода. Чтобы подшипники и втулки не двигались, их необходимо закрепить крышками.

Деревья.

Верхний клапан. Предназначен для крепления корпуса катушки. Изготовлен из стержня размером 12 мм. (В станке абсолютно все валы подходят друг к другу по размеру своего размера, причем они взяты со старых матричных принтеров, так как изготавливаются из закаленной стали, хромируются и шлифуются).

Средний вал. . Устройство подачи проволоки основано на этом валу. Средний вал также выполнен из вала диаметром 12 мм. Вот этот стержень рекомендуется отполировать.

Втулки штабелера.

Длина рукава и длина 20 мм; Внутренняя резьба должна быть такой же, как на нижнем валу, то есть M12x1,0 мм (а в оригинале M10x1,0 мм)

Корабль

Шкивы станков выполнены в 3-х канавках разного диаметра в одном блоке.Диаметры выбирались таким образом, чтобы оптимально перекрывать диапазон сечений проволоки.

Комбинация шкивов позволяет получить до 54 различных ступеней намотки проводов. Пазы для азарта, особенно их ширина, подбирается исходя из имеющихся пассивов, в этом варианте — 6 мм. Обратите внимание: толщина шкивов не должна превышать 20 мм. Если толщина будет больше, необходимо будет увеличить длину левых стержней верхнего и нижнего валов.

Ступенчатый знак.

В этой таблице указано: Двоеточия — диаметр ведомых шкивов; линии — диаметр ведущих шкивов; Ячейки — ступеньки извилистые.

примечание : Все параметры, приведенные в таблице, носят лишь ознакомительный характер, так как данные напрямую зависят от точности конструкции самих шкивов, диаметра глянца и шага резьбы на падающем валу. Рекомендуется после изготовления станка уточнить показатели, произвести пробную намотку.Некоторая неточность в проектировании особо не повлияет на производительность, но всем, всем советуем знать в этом вопросе. Если потребуется провести намотку более тонких проводов, можно будет сделать тройной шкив диаметром 12/16/20 мм. Дополнительное наличие таких шкивов позволит использовать проволоку диаметром от 0,15 мм.

Укладчик электропроводки.

Укладчик состоит из трех пластин, соединенных между собой винтами M4. Размер отверстия 20 мм. Отверстия вверху — 6 мм, сделаны под винт, регулирующий натяжение проволоки.

Внутренняя пластина из стали. В нижнее отверстие приварите стальную втулку размером 20 мм и длиной 20 мм, с внутренней резьбой 12×1,0. Вставляют втулку из фторопласта диаметром 20 мм и внутреннюю. диаметр — 12,5 мм. Размер самого рукава должен быть 20 мм. Ведь пластины крепятся друг к другу двумя винтами, но на рисунке это не указано.

Между внешними пластинами проклеены кожаные канавки, это необходимо для того, чтобы проволоку расправить и растянуть.Также для регулировки натяжения верхней части штабелеукладчика установлен винт, стягивающий верхние части внешних пластин. На спинке станины устанавливается складной кронштейн, куда крепится катушка с проводниками.

Наконец, сам привод. Здесь в качестве этого элемента использовалась обычная шестерня, к которой крепится ручка. Процесс намотки также можно автоматизировать, установив картридж обычной аккумуляторной отвертки.

Если справа налево — «восьмерка»

Если заводите в полуавтоматическом режиме, то на калькуляторе нажимайте функции «1 + 1».Этот режим позволит валу при каждом обороте добавлять единицу к вышеупомянутому выражению. При намотке проводов просто выберите выражение «1 — 1», здесь счетчик будет работать точно так же, но уже с удержанием.

При работе внимательно следить за укладкой. Как только провод дойдет до противоположной дешевой трансформатора, нажимайте на зажим и быстро меняйте положение страсти.

Ну в принципе и весь секрет.

Схема самодельного датчика Утечки воды

.

Leave a Reply