+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

ПЕРЕМОТКА ТРАНСФОРМАТОРА


   Одно из главных подручных средств в лаборатории радиолюбителя — это конечно же блок питания, а как известно, основа большинства блоков питания — силовой трансформатор напряжения. Иногда в руки попадаются отличные трансформаторы, но после проверки обмоток становится ясно, что нужное нам напряжение отсутствует по причине перегорания первички или вторички. Выход из такой ситуации один — перемотать трансформатор и мотать вторичную обмотку своими руками. В радиолюбительской технике обычно нужно иметь напряжение от 0 до 24 вольт, для питания разнообразный устройств.

   Поскольку блок питания будет работать от бытовой сети 220 вольт, то при проведении небольших расчетов становится ясно, что в среднем каждые 4-5 витков во вторичной обмотке трансформатора дают напряжение 1 вольт. Это значит, для блока питания с максимальным напряжением 24 вольт, вторичная обмотка должна содержать 5*24 итого получаем 115-120 витков. Для мощного блока питания также нужно подобрать для перемотки провод нужного сечения, в среднем диаметр провода выбирают для блока питания средней мощности составляет 1 миллиметр (от 0,7 до 1,5 мм).

 

   Для создания мощного блока питания под рукой нужно иметь мощный трансформатор, отлично подойдет трансформатор от черно-белого телевизора производства советского союза. Трансформатор нужно разобрать, вынуть сердечек (железки) и отмотать все вторичные обмотки оставляя только сетевую, весь процесс занимает не более 30 минут. 

   Далее берем указанный провод и мотаем на каркас трансформатора с расчетом 5 витков 1 вольт. Таким образом можно своими руками собрать например зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, для зарядки автомобильного аккумулятора вторичная обмотка должна содержать 60-70 витков (напряжение зарядки должно быть не менее 14 вольт, сила тока 3-10 ампер), потом нужен мощный диодный мост для выпрямления переменного тока и все готово. 

   Но для зарядки автомобильного аккумулятора провод вторичной обмотки трансформатора нужно подобрать с диаметром не менее 1,5 миллиметров (от 1,5 до 3 миллиметров, чтобы иметь зарядный ток от 3 до 10 ампер).

Таким же образом можно спроектировать сварочный аппарат и другие силовые приборы.


Поделитесь полезными схемами

ЗУ ДЛЯ АВТО

   В отличие от другого зарядного устройства, данное усовершенствованное зарядное устройство обеспечивает автоматическое поддержание аккумуляторной батареи в рабочем состоянии не давая ей разряжаться ниже установленного уровня. Описанный цикл работы устройства позволяет использовать eгo для автоматической тренировки аккумуляторных батарей циклами «заряд — разряд» при подключении к нему параллельно аккумуляторной батарее разрядного резистора.



ПАЯЛЬНЫЕ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ ДЛЯ ПАЙКИ
   Как показывает практика, паяльные компоненты времен нерушимого союза были самыми хорошими и со мной согласятся все радиолюбители. Радиолюбительский паяльник должен иметь оптимальную мощность 20-35 ватт.


ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ГАУСС-ГАНА

    Задающий генератор пушки настроен на частоту 60-65 кГц, для 400 вольт вторичная обмотка содержит 80 витков провода 0,2 -0,6 мм. Обмотка мотается в 2 слоя по 40 витков. В качестве межслойной изоляции можно использовать несколько слоев скотча или изоленты. 


Как перемотать вторичную обмотку трансформатора под нужное напряжение и ток, расчет.

Трансформатор является электрической машиной, которая за счет взаимодействия с электромагнитными полями способна преобразовывать электрическую энергию. Устройство трансформатора очень простое. У самого простого варианта трансформатора имеется электромагнитный сердечник, имеющий несколько основных разновидностей по форме, на который наматываются обмотки провода. Эти обмотки принято разделять на первичную и вторичную. Первичная обмотка трансформатора считается входной, вторичная обмотка, это выходная. Количество первичных и вторичных обмоток на трансформаторе может быть различное, в зависимости от конкретных задач этой электрической машины.

Итак, давайте с вами разберемся с этими самыми трансформаторными обмотками, что они собой представляют, от чего зависят, и на что влияет их длина и и сечение. Для начала должна быть определенность с мощностью трансформатора, который нужно пустить в дело. Именно от мощности зависит, какой размер будет иметь эта электрическая машина. Стоит заметить, что при одной и той же номинальной мощности, но имея различный тип (по форме изготовления) и используемому материалу магнитопровода, будут отличатся общие размеры трансформатора.

Допустим Вы решили сделать зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов, которое должно иметь максимальный выходной ток порядка 10 ампер, и регулируемое выходное напряжение с максимальным значением в 15 вольт. Воспользовавшись формулой для нахождения электрической мощности (нужно напряжение в вольтах умножить на силу тока в амперах, получим мощность в ваттах) можно подсчитать, что нам нужна рабочая мощность порядка 150 ватт. А поскольку трансформаторы (если брать усредненное значение) имеют коэффициент полезного действия около 90%, то к рабочим 150 ваттам нужно добавить еще 10% потерь. Помимо этого правильно делать некий запас по мощности, чтобы не было ровно впритык. Пусть запас будет в 25%. В итоге для наших нужд понадобится силовой понижающий трансформатор мощностью где-то около 200 ватт.

А как связать мощность трансформатора с его размерами? Для этого есть очень простая формула зависимости:

Теперь когда нам известны мощность и размеры трансформатора можно перейти и к самим обмоткам. Итак, наматывать трансформатор с нуля, и первичную и вторичную обмотку, это достаточно трудоемкое дело. Для новичка такая задача будет весьма сложная, особенно это касается первичной обмотки, которая имеет большое количество витков, и обычно мотается достаточно тонким проводом, что также усложняет дело. Думаю, что гораздо правильнее и быстрее будет подыскать готовый силовой, понижающий трансформатор, который имеет подходящую мощность и имеет уже намотанную первичную обмотку, рассчитанную на напряжение 220 вольт. Вторичную же, если она не подходит, можно достаточно легко домотать или перемотать. Вторичка содержит относительно небольшое количество витков и ее перемотка под силу даже новичку, при достаточном желании.

Некоторые типы трансформаторов имеют простую конструкцию и могут легко разбираться. Что и стоит сделать для последующей намотки вторичной обмотки трансформатора. Другие же типы трансформаторов может быть не так легко разобрать, хотя при осторожном и аккуратном подходе домотать или перемотать вторичку можно даже не разбирая трансформатор.

Теперь, что касается самих трансформаторных обмоток. Определенной мощности трансформатора (при стандартной частоте электросети в 50 гц.) соответствует свое количество витков, наматываемых для получения 1 вольта.

Это значение узнается изначально при расчетах. Поскольку мы решили взять готовый трансформатор, который был уже рассчитан в начале своего создания, то нам нужно просто узнать это самое количество витков на один вольт. Если Вы решили полностью размотать вторичную обмотку, то сначала измерьте на ней выходное переменное напряжение, после чего в процессе размотки посчитайте, сколько она содержит витков провода. Ну, а далее подсчитанное количество витков разделите на измеренное напряжение, в итоге получив то самое количество витков на один вольт.

Если разматывать вторичку Вы не планируете, а лишь хотите ее домотать, то поверх нее просто намотайте, допустим, 10 витков изолированного провода, подайте на трансформатор входное напряжение, измерьте выходное напряжение на этой обмотке в 10 витков, и по пропорции узнайте искомые витки для получения одного вольта. Если забыли как пользоваться пропорцией, то вот вариант еще проще. Намотали несколько витков, измерили напряжение, если меньше вольта, то намотайте еще несколько, опять измерили, ну и так далее, пока не получите этот самый вольт или не намотав обмотку вообще до нужного выходного напряжения в 15 вольт. Думаю идея ясна. Когда уже известно количество витков на 1 вольт, то нужно это количество перемножить на то напряжение, которое Вы хотите получить на выходе, в нашем случае это 15 вольт. Это будет общее количество витков для вторичной обмотки.

Теперь, что касается диаметра наматываемого провода. Если от количества витков зависит величина напряжения, то от сечения обмоточного провода зависит сила тока, который можно получить на выходной обмотке трансформатора. Зависимость сечения провода обмотки трансформатора и тока приведено в следующей формуле:

Если Вы решили наматывать вторичную обмотку заново, новым проводом, то по формуле узнайте нужный диаметр провода и наматывайте его. Если же решили домотать провод к той обмотке, что уже имеется, и которой не хватает, чтобы получить нужное напряжение на выходе, то учтите – диаметр должен быть такой же (можно больше, но это уже не целесообразно и не экономно). До намотав провод меньшим диаметром Вы снизите выходную силу тока (ограничив ее).

Вот, в принципе, и все, что касается перемотки вторичной обмотки трансформатора под нужное напряжение и ток. Если у Вас вовсе нет желания заниматься намоткой, перемоткой, то просто, зная нужную мощность, величину выходного (и входного) напряжения, и силу тока купите подходящий силовой трансформатор. Наиболее эффективными трансформаторами (имеющих железный магнитопровод) считаются торы (трансформаторы круглой формы). Их самому трудновато мотать, но если их покупать, то это будет лучшим вариантом. У них максимальный КПД, имеют они для своей мощности минимальные габариты. Так что учтите это.

P.S. В итоге зная общую мощность трансформатора, и то что она равна произведению тока на напряжение, можно получать нужное выходное напряжение и силу тока. Просто мощность разделите на напряжение, и вы получите силу тока, что можно получить на вторичной обмотке (подобрав затем соответствующий диаметр провода). Или мощность разделите на силу тока, и Вы получите напряжение, что будет на выходной обмотке (намотав для этого нужное количество витков на сердечник трансформатора).

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

Перемотка трансформатора без разборки

Лежало несколько трансформаторов без дела, и один из них (советский ТСА-30-1, 30 Вт) решил использовать для универсального блока питания.

Поскольку его родные обмотки меня не устраивали (в основном по допустимому току), то решил убрать все его вторичные обмотки и намотать свои. Процесс сопровождался множеством «открытий» и ставящих в тупик вопросов, в процессе решения которых собралось много полезных деталей, которыми захотелось поделится с такими же новичками в этом деле, как и я.

В статье есть видео с подробностями некоторых этапов.

В чем мне здесь несправедливо повезло:

  1. Было свободное время и никто не мешал.
  2. Было много разных старых запасов, в т.ч. медного провода нужной длины.
  3. Много информации в Интернет (особенно по части теории).
Заратустра меня простил…

Видео перемотки трансформатора

Время разных этапов этого видео:

26 мин 28 сек — экран из фольги между первичкой и вторичкой

27 мин 52 сек — как правильно последовательно соединить обмотки

36 мин 43 сек — как узнать направление витков при помощи батарейки и мультиметра

44 мин 14 сек — расчет и намотка новой вторичной обмотки

1 ч 24 мин 20 сек — просадка сетевого напряжения и другие потери

1 ч 30 мин 01 сек — ток холостого хода

1 ч 32 мин 14 сек — пайка алюминия

1 ч 33 мин 42 сек — итог

Рекомендую читать далее только после просмотра видеоролика. В нем намного больше важных подробностей.


Исследование модифицируемого трансформатора

Трансформатор ТСА-30-1 оказался намотан алюминиевым проводом (буква «А» как раз означает алюминий).

Информации о нем в Интернет, к счастью, было достаточно, хотя реальность не совпала с найденным на него паспортом. По паспорту одна из обмоток должна была быть вроде бы как медной (провод ПЭВ-1, не имеет буквы «А» в названии как другие — ПЭВА), и я планировал ее не трогать, но в процессе работы оказалось, что эта обмотка тоже алюминиевая. Поэтому я ее тоже удалил. Т.е. осталась нетронутой только первичная обмотка.

Экран из алюминиевой фольги

В процессе разборки, я из любопытства отмотал немного пропарафиненной бумаги над первичной обмоткой хотел на нее посмотреть, и натолкнулся на один виток фольги, который присутствовал между первичной обмоткой и вторичной. Этот виток фольги шел внахлест вместе с бумагой, т.е. он не замыкался, и только один из концов был отрезком медного провода соединен точечной сваркой с корпусом. Такое разделение используют в качестве экрана от помех, хотя по поводу его эффективности идут споры. Трансформатор советский и экран был заложен на заводе изготовителе — я его трогать не стал.

Направление витков

Витки на трансформаторе были намотаны на разных катушках (левой и правой) абсолютно одинаково (не зеркально, а именно одинаково). В дальнейшем стало понятно, что такая намотка сделана исключительно для удобства при последующем последовательном соединении обмоток с разных катушек. Видимо, по той же причине направление разных вторичных обмоток чередуется. В этом случае перемычки между обмотками при последовательном соединении просто удобнее ставить с одной стороны.

Металлические клеммы

Клеммы этого трансформатора очень трудно паять и лудить, поскольку они судя по-всему сделаны не из меди. Медь, чем лучше ее прогреешь, тем лучше она паяется, а у стальных (?) клемм прогрев приводит к скатыванию припоя в шарик и его перетеканию с клеммы на жало паяльника. Нужно ловить один из начальных моментов прогрева, чтобы припой остался на клемме в приемлемом виде.

В исследуемом трансформаторе было тяжело вдвойне, т.к. к металлическим клеммам был припаян алюминий. Пришлось использовать для пайки ортофосфорную кислоту с последующей промывкой водой и сушкой на радиаторе.

Первичная обмотка

В этом трансформаторе две катушки, и каждая обмотка разделена на две равные части, которые намотаны на каждую из двух катушек, с последовательным соединением. Считается, что так выше КПД — равномернее нагрузка.

Первичная обмотка состоит из двух по 110v на каждой катушке, соединенных последовательно перемычкой. Кроме того к каждой из обмоток последовательно присоединена небольшая добавочная обмотка, которую я отсоединил и использовал в своих целях (превратив таким образом во вторичную). Напряжение этой добавочной пары — около 36v (при 230v в сети).


Расчет вторичной обмотки трансформатора

Главная ошибка которую я допустил — расчитывал вторичную обмотку, исходя из напряжения в сети 220v. Между тем, напряжение в сети в пиковые нагрузки может проседать до 185v, — это почти на 20% ниже положенного! Поэтому, рассчитывая вторичную обмотку, надо исходить из этого показателя — не 220, а например 180. Иначе можно сильно просчитаться.

При расчете напряжения в трансформаторе блока питания следует учитывать:

  • Минимальное напряжение в сети ~180 V
  • Падение напряжения на диодном мосту — более 2 V
  • Падение напряжения на стабилизаторе — например 3 V
  • Просадку напряжения на вторичных обмотках при увеличении тока нагрузки (умножаем в среднем на 1,02 — 1,06, в зависимости от предельного тока)

На рисунке ниже — напряжение на одном элементе диодного моста KBU801 при токе 8 A доходит до 1,08 V. Т.е. на всем мосту падение напряжения будет более 2 V (клинуть мышью для увеличения).

Для уточнения количества витков на вольт во вторичной обмотке можно сделать временную контрольную обмотку (например 10 витков) и замерять выдаваемое ею напряжение (обязательно проверить напряжение в сети!). После чего разделить эти 10 (витков) на полученное напряжение. Таким образом получим количество витков на вольт.

ВАЖНО! Необходимо делить витки контрольной обмотки на ее напряжение, а не наоборот!

Пример.

Необходимо напряжение питания 20 V при максимальном постоянном токе 2 A.

Приблизительный подсчет выглядит примерно так:

20 + 3 = 23 V (падение напряжения на стабилизаторе)

23 + 2,2 = 25,2 V (падение напряжения на диодном мосту)

25,2 / 1,41 = ~17,3 V (переводим постоянное напряжение после диодного моста с конденсатором в необходимое переменное вторички)

17,3 * 1,06 = ~18,4 V (учитываем просадку напряжения в обмотке при максимальном токе нагрузки)

Если у нас идет например 4,4 витка на вольт при идеальных ~220 V, то при напряжении ~180 V в сети, нам понадобится

18,4 * 4,4 = 81 виток (для идеального напряжения ~220 V)

81 * (220/180) = 99 витков (для пикового падения напряжения до ~180 V)


Т. е. при ~220 V в сети, вторичная обмотка, содержащая 99 витков, будет выдавать около ~22,5 V
(а при просадке в сети до ~180 V, необходимые ~18,4 V)


Намотка

Я наматывал одновременно четыре параллельных провода. В результате получил четыре обмотки на каждой катушке в каждом ряду. Такое количество обмоток дает возможность, соединяя их последовательно (или параллельно), комбинировать необходимое напряжение (и ток).

Для лабораторного блока питания, используемого как инструмент при работе, это наиболее удобный вариант.

ВАЖНО! Для трансформатора имеющего сердечник в виде буквы «О», с двумя катушками справа и слева (такого, как рассматривается в этой статье), лучше всего каждую обмотку разделить на две (одинаковые), намотанные на разные катушки и соединенные последовательно. В этом случае будет выше КПД.

КСТАТИ при укладке на каркас, желательно слегка выгибать провод наружу перед каждым загибом на углах, чтобы витки потом не отходили в стороны от каркаса, образуя зазор при котором ухудшается плотность намотки. Я дополнительно еще придавливал провод сосновым бруском после каждого загиба на каркасе.

Расчет длины провода.
Перед намоткой необходимо замерять ширину каркаса и ширину окна между каркасами катушек (или каркасом и сердечником).
После этого необходимо рассчитать длину провода, и учесть его диаметр (с лаковой изоляцией!). Если намотка происходит без разборки сердечника, способом продевания провода в окно, то кусок/куски провода необходимой длины нужно будет «откусить» заранее, поэтому важно не ошибиться. Если провод достаточно тонкий (например менее ᴓ 0,5 мм) и длинный, то имеет смысл сделать тонкий челнок, на который намотать провод нужной длины — так его будет легче протаскивать в окно.

У меня здесь например внутренняя длина каркаса была 54 мм, и рассчитывая уложить 52 витка провода диаметром 1мм, я не угадал — последние пол витка мне пришлось делать частично внахлест (видимо я не учел толщину лаковой изоляции).
См. рисунок (для увеличения — нажать мышью):

При расчете возможностей окна нужно учитывать суммарную толщину изоляционных прокладок из бумаги или лакоткани между обмотками.

Для точного расчета необходимой длины нужно сделать контрольный виток и замерять его длину. При этом, в каждом следующем ряду виток будет немного длиннее (скажется толщина нижнего ряда и толщина междурядной изоляционной прокладки). Надо понимать, что например при 50 витках ошибка длины в один миллиметр на виток даст погрешность 5 см на 50 витках. Также надо учесть запас на выводы (я добавлял к общей длине кусков по 10 см с каждой стороны, т.е. всего 20 см. — этого было достаточно и на выводы, и на возможную ошибку).


Направление витков

Я с трудом нашел информацию про направление витков обмотки, — для этого пришлось освежить школьный курс физики (правило буравчика и т.п.). Хотя этот вопрос неизбежно возникает у новичка.

Главное правило — направление витков обмотки не имеет значения… до тех пор пока возникает необходимость соединять обмотки друг с другом (последовательно или параллельно), либо в случае применения трансформатора в каких-нибудь устройствах, где важна фаза сигнала.

Не важно в каком направлении наматывать витки — важно как потом соединяются обмотки


Последовательное соединение обмоток

При последовательном соединении обмоток трансформатора, нужно мысленно представить, что одна обмотка является продолжением другой, а точка их соединения — это разрыв единой обмотки, в которой направление вращения витков вокруг сердечника сохраняется неизменным (и конечно не может разворачиваться в обратную сторону!).

При этом любой вывод обмотки может быть началом или концом, а само направление вращения может быть любым. Главное, чтобы это направление оставалось одинаковым у соединяемых обмоток.

При этом, движение соединяемых обмоток сверху вниз катушки или снизу вверх не имеет значения (см. рисунок — увеличивается кликом мыши).

В трансформаторах, у которых сердечник имеет форму буквы «О», и катушки намотаны на двух каркасах справа и слева, действует те же правила. Но для простоты понимания можно мысленно «разорвать» сердечник (сверху или снизу), и представить, что он выпрямляется в один стержень, — так легче будет понять, как одна обмотка переходит в другую с сохранением направления вращения витков (по или против часовой стрелки). См. рисунок ниже (рисунок увеличивается кликом мыши).

Параллельное соединение обмоток

При параллельном соединении важна длина провода в обмотках.

Даже при одинаковом количестве витков, разные обмотки могут иметь разную длину провода (та обмотка, которая ближе к середине — будет короче, а та что дальше — длиннее). В результате этого могут возникать перетоки.

Если предполагается параллельное соединение обмоток, то лучше мотать их одновременно в два (три, четыре…) провода. Тогда они будут одинаковой длины, что максимально исключит перетоки при их дальнейшем параллельном соединении.

Намотку в несколько проводов также используют при отсутствии провода нужного сечения (набирают большое сечение несколькими проводами меньшего).

Проверка направления витков при помощи батарейки и мультиметра

Если есть трансформатор, в котором нужно соединить две обмотки последовательно, но направление витков не видно и не известно, можно подать импульс постоянного тока от батарейки на одну из обмоток, наблюдая за скачком напряжения на другой обмотке.

Когда скачок напряжения в момент подключения батарейки на мультиметре (на второй обмотке) будет в «+», то точками соединения обмоток будут любые «+» и «-» разных обмоток (например «+» мультиметра и «-» батарейки, или наоборот). Два других конца при этом будут выводами этих обмоток после соединения (см. рисунок — кликнуть мышью для увеличения).

Направление витков на разных катушках

Повторюсь — не важно направление намотки, важно подключение обмоток.

Хотя есть одно «но». Если говорить об удобстве, то на таком типе трансформатора (с сердечником в виде буквы «О» и двумя катушками), удобнее правую и левую катушку мотать одинаково (не зеркально, а одинаково). В этом случае удобнее будет ставить перемычки при последовательном соединении двух обмоток на разных катушках — перемычки будут с одной стороны, и не через весь каркас сверху вниз.

См. рисунок (для увеличения — кликнуть мышью на рисунке):


Ток холостого хода

Если всё сделано правильно и сердечник трансформатора был собран (на заводе) качественно, то ток холостого хода (ток первичной обмотки, при полностью отключенной от нагрузки вторичной) должен быть в пределах допустимых норм.

В моем случае этот ток был 27 мА, что просто отличный показатель.

Амперметр надо включать в разрыв сетевого кабеля подключенного к первичной обмотке и, желательно соединив щупы мультиметра, включить трансформатор в сеть. После чего разъединить щупы и наблюдать показания. Соединять щупы перед включением в сеть необходимо для избежания выхода мультиметра из строя, т.к. у трансформатора может оказаться большой пусковой ток (в десятки раз выше номинального).

Пошаговая перемотка трансформатора на практическом примере. Как рассчитать и сделать простой тороидальный трансформатор Как сделать тороидальный трансформатор своими руками

Для преобразования тока используются различные вид специальных устройств. Тороидальный трансформатор ТПП для сварочного аппарата и других приборов, можно намотать своими руками в домашних условиях, он является идеальным преобразователем энергии.

Конструкция

Первый двухполярный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем, и согласно данным, это было именно тороидальное устройство. Тороидальный автотрансформатор (марка Штиль, ТМ2, ТТС4)– это прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. Они используется в различных линейных установках. Этот электромагнитный прибор может быть однофазным и трехфазным. Конструктивно состоит из:

  1. Металлического диска, изготовленного из рулонной магнитной стали для трансформаторов;
  2. Резиновой прокладки;
  3. Выводов первичной обмотки;
  4. Вторичной обмотки;
  5. Изоляции между обмотками;
  6. Экранирующей обмотки;
  7. Дополнительным слоем между первичной обмоткой и экранирующей;
  8. Первичной обмотки;
  9. Изоляционного покрытия сердечника;
  10. Тороидального сердечника;
  11. Предохранителя;
  12. Крепежных элементов;
  13. Покрывной изоляции.

Для соединения обмоток используется магнитопровод.

Этот тип преобразователей может классифицироваться по назначению, охлаждению, типу магнитопровода, обмоткам. По назначению бывает импульсный, силовой, частотный преобразователь (ТСТ, ТНТ, ТТС, ТТ-3). По охлаждению – воздушный и масляный (ОСТ, ОСМ, ТМ). По количеству обмоток – двухобмоточный и более.


Фото — принцип работы трансформатора

Устройство этого типа используется в различных аудио- и видеоустановках, стабилизаторах, системах освещения. Главным отличием этой конструкции от других устройств является количество обмоток и форма сердечника. Физиками считается, что кольцевая форма – это идеальное исполнения якоря. В таком случае, намотка тороидального преобразователя выполняется равномерно, как и распределение тепла. Благодаря такому расположению катушек, преобразователь быстро охлаждается и даже при интенсивной работе не нуждается в использовании кулеров.


Фото — тороидальный кольцевой преобразователь

Достоинства тороидального трансформатора :

  1. Небольшие габариты;
  2. Выходной сигнал на торе очень сильный;
  3. Обмотки имеют небольшую длину, и как результат уменьшенное сопротивление и повышенный КПД. Но также из-за этого при работе слышен определенный звуковой фон;
  4. Отличные характеристики энергосбережения;
  5. Простота в самостоятельной установке.

Преобразователь используется как сетевой стабилизатор, зарядное устройство, в качестве блока питания галогенных ламп, лампового усилителя УНЧ.


Фото — готовый ТПН25

Видео: назначение тороидальных трансформаторов

Принцип работы

Самый просто тороидальный трансформатор состоит из двух обмоток на кольце и сердечнике из стали. Первичная обмотка подключается к источнику электрического тока, а вторичная – к потребителю электроэнергии. За счет магнитопровода осуществляется соединение отдельных обмоток между собой и усиления их индуктивной связи. При включении питания в первичной обмотке создается переменный магнитный поток. Сцепляясь с отдельными обмотками, этот поток создает в них электромагнитную силу, которая зависит от количества витков намотки. Если изменять число обмоток, то можно сделать трансформатор для преобразования любого напряжения.


Фото — Принцип действия

Также преобразователи такого типа бывают понижающими и повышающими. Тороидальный понижающий трансформатор имеет высокое напряжение на выводах вторичной обмотки и низкое на первичной. Повышающий наоборот. Помимо этого, обмотки могут быть высшего напряжения или низшего, в зависимости от характеристик сети.

Как сделать

Изготовление тороидального трансформатора под силу даже молодым электрикам. Намотка и расчет не представляют собой ничего сложного. Предлагаем рассмотреть, как правильно мотать тороидальный магнитопровод для полуавтомата:


Учитывая, что 1 виток переносит 0,84 Вольт, схема намотки тороидального трансформатора выполняется по такому принципу:

Так можно с легкостью самостоятельно сделать тороидальный трансформатор 220 на 24 вольта. Описанную схему можно подключить как к дуговой сварке, так и к полуавтоматической. Параметры рассчитываются исходя из сечения провода, количества витков, размера кольца. Характеристики этого устройства позволяют производить ступенчатую регулировку. Среди достоинств принципа сборки: простота и доступность. Среди недостатков: большой вес.

Обзор цен

Купить тороидальный трансформатор HBL-200 можно в любом городе Российской Федерации и стран СНГ. Он используется для различной аудиоаппаратуры. Рассмотрим, сколько стоит преобразователь.

Трансформатор переводится с латинского как «превращатель», «преобразователь». Это электромагнитное устройство статического типа, предназначенное для преобразования переменного напряжения или электрического тока. Основу любого трансформатора составляет замкнутый магнитопровод, который иногда называют сердечником. На сердечник наматываются обмотки, которых может быть 2−3 и более в зависимости от вида трансформатора. Когда на первичной обмотке возникает переменное напряжение, внутри сердечника возбуждается магнитный ток. Он, в свою очередь, вызывает на остальных обмотках токовое переменное напряжение с точно такой же частотой.

Обмотки различаются между собой количеством витков, что определяет коэффициент изменения величины напряжения. Иными словами, если вторичная обмотка имеет в своём составе в два раза меньше витков, то на ней возникает переменное напряжение по величине в два раза меньшее, чем на обмотке первичной. Но мощность тока при этом не меняется. Это делает возможным работу с токами большой силы при относительно небольшом напряжении.

В зависимости от формы магнитопровода различают три вида трансформаторов:

Материалы пластин

Сердечники для трансформаторов изготавливают либо из металла, либо из феррита. Феррит, или ферромагнетик, — это железо с особым строением кристаллической решётки. Применение феррита увеличивает КПД трансформатора. Поэтому чаще всего сердечник трансформатора изготавливается именно из феррита. Существует несколько способов изготовления сердечника:

  • Из наборных металлических пластин.
  • Из намотанной металлической ленты.
  • В виде отлитого из металла монолита.

Любой трансформатор может работать как в повышающем, так и в понижающем режиме. Поэтому условно все трансформаторы делятся на две большие группы. Повышающие: на выходе напряжение больше, чем на входе. Например, было 12 В, стало 220 В. Понижающие: на выходе напряжение ниже, чем на входе. Было 220, а стало 12 вольта. Но в зависимости от того, на какую обмотку подаётся первичное напряжение, можно превратить в повышающий, который 10 А превратит в 100 А.

Тороидальный трансформатор своими руками

Тороидальный трансформатор, или просто тор, чаще всего изготавливают в домашних условиях в качестве главной детали для домашнего сварочного аппарата и не только. По сути, это самый распространённый вариант трансформатора, впервые изготовленный ещё Фарадеем в 1831 году.

Преимущества и недостатки тора

Тор обладает несомненными достоинствами по сравнению с другими видами:

Простейший тор состоит из двух обмоток на своём кольцевидном сердечнике. Первичная обмотка соединяется с источником электрического тока, вторичная идёт к потребителю электроэнергии. Посредством магнитопровода происходит объединение обмоток и усиление их индукции. Когда включается питание, в обмотке первичной возникает переменный магнитный поток. Соединяясь со вторичной обмоткой, этот поток порождает в ней электромагнитную силу. Величина этой силы зависит от количества намотанных витков. Изменяя число витков, можно преобразовывать любое напряжение.

Расчет мощности тороидального трансформатора

Изготовление сварочного тороидального трансформатора в домашних условиях начинается с расчёта его мощности. Основным параметром будущего тора является ток, который будет подаваться на сварочные электроды. Чаще всего для бытовых нужд вполне достаточно электродов диаметром 2−5 мм. Соответственно, для таких электродов мощность тока должна быть в пределах 110−140 А.

Мощность будущего трансформатора рассчитывается по следующей формуле:

U — напряжение холостого хода

I — сила тока

cos f — коэффициент мощности, равный 0.8

n — коэффициент полезного действия, равный 0. 7

Далее расчётная величина мощности с помощью соответствующей таблицы сверяется с размером площади сечения сердечника. Для домашних сварочных трансформаторов это значение, как правило, равно 20−70 кв. см в зависимости от конкретной модели.

После этого с помощью следующей таблицы подбирается количество витков провода по отношению к площади сечения сердечника. Закономерность простая: чем больше площадь сечения магнитопровода, тем меньшее количество витков наматывается на катушку. Непосредственное количество витков вычисляется по следующей формуле:

U — напряжение тока на первичной обмотке.

I — ток вторичной обмотки, или сварочный ток.

S — площадь сечения магнитопровода.

Количество витков на вторичной обмотке вычисляется по следующей формуле:

Тороидальный сердечник

Тороидальные трансформаторы имеют достаточно сложный сердечник. Лучше всего его изготавливать из специальной трансформаторной стали (сплав железа с кремнием) в виде стальной ленты. Лента предварительно свёртывается в габаритный рулон. Такой рулон, по сути, уже имеет форму тора.

Где взять готовый сердечник? Неплохой тороидальный сердечник можно обнаружить на старом лабораторном автотрансформаторе. В этом случае будет необходимо размотать старые обмотки и намотать новые на уже готовый сердечник. Перемотка трансформатора своими руками ничем не отличается от намотки нового трансформатора.

Особенности намотки тора

Первичная обмотка осуществляется медным проводом в стеклотканевой или хлопчатобумажной изоляции. Ни в коем случае нельзя использовать провода в резиновой изоляции. Для силы тока на первичной обмотке в 25 А наматывающийся провод должен иметь сечение 5−7 мм. На вторичной необходимо использовать провод значительно большего сечения — 30−40 мм. Это необходимо ввиду того, что на вторичной обмотке будет протекать ток значительно большей силы — 120−150 А. В обоих случаях изоляция провода должна быть термостойкой.

Для того чтобы правильно перемотать и собрать самодельный трансформатор, необходимо понимать некоторые детали процесса его работы. Нужно грамотно осуществлять намотку проводов. Первичная обмотка производится с помощью провода меньшего сечения, а количество самих витков здесь значительно больше, это приводит к тому, что первичная обмотка испытывает очень большие нагрузки и, как следствие, может очень сильно греться в процессе работы. Поэтому укладка первичной обмотки должна производиться особенно тщательно.

В процессе намотки каждый намотанный слой необходимо изолировать. Для этого используют либо специальную лакоткань, либо строительный скотч. Предварительно изоляционный материал нарезается на полоски шириной 1−2 см. Изоляцию укладывают таким образом, что внутренняя часть обмотки покрывается двойным слоем, а внешняя, соответственно, одним слоем. После этого весь изоляционный слой обмазывается толстым слоем клея ПВА. Клей в этом случае несёт двойную функцию. Он укрепляет изоляцию, превращая её в единый монолит, а также значительно уменьшает звук гудения трансформатора во время работы.

Приспособления для намотки

Намотка тора — сложный процесс, занимающий много времени. Для того чтобы как-то его облегчить, используют специальные приспособления для намотки.

  • Так называемый вилочный челнок. Предварительно на него наматывается необходимое количество провода, и затем посредством челночных движений производят последовательную намотку провода на сердечник трансформатора. Этот способ годится лишь в том случае, если наматываемый провод достаточно тонок и гибок, а внутренний диаметр тора настолько велик, что позволяет свободно протаскивать челнок. При этом намотка происходит достаточно медленно, поэтому если необходимо намотать большое количество витков, то придётся потратить на это очень много времени.
  • Второй способ более продвинутый и требует для своего осуществления специального оборудования. Но зато с его помощью можно намотать трансформатор практически любого размера и с очень большой скоростью. При этом качество намотки будет очень высоким. Приспособление называется «размыкаемый обод». Суть процесса состоит в следующем: намоточный обод аппарата вставляется в отверстие тора. После этого намоточный обод замыкается в единое кольцо. Затем на него наматывается необходимое количество обмоточной проволоки. И в заключение намоточный провод сматывается с обода аппарата на катушку тора. Такой станок можно изготовить в домашних условиях. Его чертежи находятся в свободном доступе в Интернете.

Надоело уже собирать усилители НЧ на микросхемах, руки чешутся, и захотелось что-нибудь серьезное спаять. Задумал я паять транзисторный усилитель с двуполярным питанием. Источником питания будет служить линейный блок питания с тороидальным трансформатором, о намотке которого я буду рассказывать в этой статеечке.

Сначала нужно нам определится с мощностью усилителя, количеством каналов и сопротивления нагрузки.

Каналов у меня будет два, выходная мощность будет приблизительно 100Вт на канал, сопротивление нагрузки будет составлять 4Ом.

Можно не заморачиваться и взять трансформатор мощностью 300Вт, но это лишние размеры и масса. По хорошему, если усилитель класса АБ имеет КПД приблизительно 50%, то чтобы на выходе получить 100Вт, необходимо потребить 200Вт. Если два канала по 100Вт, то потребление будет 400Вт. Это все приблизительно, и с условием, что входным сигналом будет являться синусоида с постоянной амплитудой. Я не думаю, что среди разумных людей есть любители слушать ужасный писк в колонках.

Музыка, которую мы прослушиваем, имеет форму сигнала в виде синусоиды, которая меняется как по частоте, так и по амплитуде. Этот сигнал будет не всегда иметь максимальную амплитуду, в такие моменты будет заряжаться электролитический конденсатор источника питания, а на максимальных амплитудах разряжаться, тем самым можно сэкономить на мощности трансформатора. Опять же если вы не любитель слушать писк в акустической системе.

Вычислим мощность и напряжение нашего будущего трансформатора. Скачиваем и запускаем программу .

Заполняем в верхней части программы все поля, ток покоя ставим 10мА, ток предусилителя 0мА, назначение и тип сигнала выбираем по вкусу прослушиваемой музыки. Нажимаем “Применить”.

Программа произвела расчет напряжение холостого хода источника питания, а также емкость конденсаторов, эти номиналы имеют рекомендательный характер и даны для одного плеча.

Далее заполняем два нижних окошка в соответствии с рекомендательными величинами и нажимаем “Вычислить”. Получили выходное напряжение обмоток трансформатора, у меня 34,5В на каждое плече, ток вторичных обмоток 1,7А, параметры диодов и схему подключения.

С параметрами трансформатора мы определились, теперь скачиваем и запускаем программу . Будем вычислять намоточные данные.

Сердечник у меня тороидальный и имеет размеры 130*80*25. Заполняем поля программы.

Амплитуду индукции выставляем 1.2 Тл, можно полтора (как в моем случае), это для ленточных сердечников, а для пластинчатых ставим 1 Тл. Этот параметр зависит от железа.

Плотность тока для класса АБ от 3.5- 4 А/мм2, для класса А 2.5 А/мм2.

Выставляем токи и напряжение вторичных обмоток, нажимаем рассчитать.

Итак, мы получили количество витков первичной и вторичных обмоток, а также диаметры проводов.

Можно обойтись без расчетов, мотать примерно 900 витков, и периодически обмотку включать в сеть 220В последовательно через лампу накаливания, с номинальным напряжением 220В.

Если лампа будет гореть, даже в пол накала, то мотаем дальше, периодически проверяя. Как только лампа перестанет светиться, необходимо замерить ток холостого хода (но уже без лампы, обмотку подключаем в сеть напрямую), который должен составлять 10-100мА.

Если ток холостого хода будет меньше 10мА, то это не очень хорошо. Из-за большого сопротивления трансформатор будет греться на нагрузке. Если ток будет превышать 100мА, то трансформатор будет греться на холостом ходу. Хотя есть трансформаторы с током холостого хода и 300мА, но они греются без нагрузки и ужасно гудят.

Можно приступать к самой намотке трансформатора. Мотать мне нужно 1291 виток первичной обмотки, проводом, диаметр которого составляет 0,6мм. Заметьте диаметр, а не сечение! У меня провод 0.63мм.

Обматываю тряпочной изолентой. Как-то раз я обмотал сердечник одной лавсановой лентой, без изоленты (или картона), после намотки нескольких слоев произошел пробой. Видимо передавило нижние слои провода, и повредился лак об острую кромку сердечника. Теперь всегда при намотке тороидальных трансформаторов, произвожу обмотку сердечника тряпочной изолентой.

Лавсановую ленту можно купить в магазине, в виде рукава для запекания, который нарезается лентами с помощью лезвия бритвы и металлической линейки.

Берем деревянную линейку на 40см, пропиливаем оба края, чтобы на нее можно было намотать провод. Наматываем большое количество провода (мне пришлось несколько раз наматывать 1300 витков).

Я мотаю все обмотки по часовой, как на картинке.

Закрепляем скотчем, можно ниткой, свободный конец провода и мотаем виток к витку слой обмотки.

Припаиваем провода первичной обмотки. Изолируем места пайки и зачистки лака.

Дам вам один маленький совет. Припаивая провода, к выводам первичной обмотки выбирайте качественные и прочные провода, либо не припаивайте, а уложите их в диэлектрические трубки (термоусадка, кембрик). Пока я мотал вторичные обмотки, мои выводы из-за многократных изгибов отломились. Я брал провода от блока питания ПК.

Мотаем внахлёст 4-5 слоев лавсановой ленты, добытой из рукава для выпекания.

Не забываем записывать на листочек количество витков в каждом слое, чтобы не забыть. Ведь намотка трансформатора может продолжаться не 1-2 дня, а месяц или несколько месяцев, когда нет времени, и вы все можете позабыть.

Мотаем в том же направлении остальные слои провода, между которыми располагаем слои изоляции лавсановой ленты.

Места соединения необходимо паять и изолировать термоусадочной трубкой.

Когда намотаете необходимое количество витков первичной обмотки тороидального трансформатора, нужно подключить обмотку последовательно через лампу 220В к сети, как говорилось выше. Лампа не должна светиться. Если светиться, значит у вас малое количество витков, либо короткое замыкание между слоями или витками (если провод плохой).

У меня ток холостого хода 11мА.

Припаиваем отвод. Изолируем первичную обмотку от вторичной хорошенько, можно слоев 6-8 лавсановой ленты.

Вторичную обмотку можно мотать по расчетам, сделанным выше, либо следующим методом.

Берем тонкий провод и мотаем десятка два-три витков поверх “первички”. Далее включаем первичную обмотку в сеть и измеряем напряжение на нашей экспериментальной обмотке. У меня получилось 18 витков 2,6В.

Разделив 2.6В на 18витков, я вычислил, что один виток равен 0,144В. Чем больше витков на экспериментальной обмотке будет намотано, тем точнее расчет. Далее беру необходимую мне величину напряжения на одной из вторичных обмоток (у меня 35В) и делю на 0,144В, получаю количество витков вторичной обмотки равное 243.

Намотка “вторички” ничем не отличается. Мотаем в туже сторону, тем же челноком, только диаметр провода берем из расчетов выше. Мой диаметр провода равен 1,25мм (меньше у меня не оказалось).

Намотка трансформатора своими руками — задача несложная, если к ней подготовиться заранее. Люди, которые изготавливают различную радиоаппаратуру или силовые инструменты, имеют потребность в трансформаторах для конкретных нужд. Поскольку далеко не всегда предоставляется возможность приобрести определенные изделия, то мастера зачастую наматывают тороидальные трансформаторы самостоятельно. Те, кто в первый раз пытаются провести обмотку, сталкиваются с трудностями: не могут определить правильность расчетов, подобрать соответствующие детали и технологию. Необходимо понимать, что разные типы наматываются по-разному.

Также кардинально отличаются тороидальные устройства . Расчет тороидального трансформатора и его намотка будут особыми. Так как радиолюбители и мастера создают детали под силовое оборудование, но не всегда обладают достаточными знаниями и опытом для их изготовления, то этот материал поможет данной категории людей разобраться с нюансами.

Подготовка к проведению намотки

Необходимые материалы

Материалы для намотки требуют тщательного выбора , важное значение имеет каждая из деталей. В частности, вам понадобятся:

  1. Каркас трансформаторный. Он используется для изоляции сердечника от обмоток, а также удерживает обмоточные катушки. Его изготавливают из прочных и тонких диэлектрических материалов, чтобы не занимать слишком много места в интервалах («окнах») сердечника. Можно воспользоваться картонками, микрофибрами, текстолитом. Толщина материала не должна быть более 2 мм. Каркас склеивают, пользуясь обычным клеем для столярных работ (нитроклеем). Его форма и размеры полностью зависят от сердечника, высота — немного больше, чем у пластины (высота обмотки).
  2. Сердечник. Эту роль, как правило, выполняют магнитопроводы. Лучшим решением станет применение пластин из разобранных трансформаторов, поскольку они произведены из подходящих сплавов и рассчитаны на некоторое количество витков. Магнитопроводы имеют разнообразную форму, но чаще всего встречаются изделия в виде буквы «Ш». Кроме того, их можно вырезать из различных заготовок, которые есть в наличии. Чтобы определить точные размеры, предварительно наматывают провода обмоток.
  3. Провода. Здесь нужно использовать два вида: для обмотки и для выводов. Оптимальное решение для трансформирующих устройств — медные провода, имеющие эмалевую изоляцию (тип ПЭЛ или ПЭ). Их хватит даже для силовых трансформаторов. Широкий выбор сечений позволяет подобрать самый подходящий вариант. Также часто применяют провода ПВ. Для вывода лучше всего брать провода с разноцветной изоляцией, чтобы не путаться при подключении.
  4. Изоляционные подкладки. Помогают увеличить изоляцию провода обмотки. Как правило, используют тонкую и плотную бумагу (отлично подойдет калька), которую следует уложить между рядов. Но бумага должна быть целой, разрывы и проколы, даже самые незначительные, — отсутствовать.

Как ускорить рабочий процесс

У многих радиолюбителей в арсенале имеются простые специальные агрегаты , с помощью которых делается обмотка. Во многих случаях речь идет о несложных конструкциях в виде небольшого столика либо подставки на стол, на которых установлено несколько брусков с вращающейся продольной осью. Длина самой оси должна превышать длину каркаса намотки в 2 раза. На одном из выходов из брусков крепится ручка, позволяющая вращать устройство.

На оси надеваются катушечные каркасы , которые стопорятся с двух сторон шпильками-ограничителями (они препятствуют перемещениям каркаса вдоль оси).

Бывают в жизни ситуации, когда нужен трансформатор с особыми характеристиками для конкретного случая. К примеру, сгорел сетевой тр-р в любимом приемнике, а именно такого для замены у вас нет. Зато есть другие ненужные тр-ры от старой техники, которые валяются без дела, вот их можно попробовать самому переделать под конкретные параметры. Далее мы расскажем, как рассчитать и сделать трансформатор своими руками в домашних условиях, предоставив все необходимые расчетные формулы и инструкцию по сборке.

Расчетная часть

Итак, начнем. Для начала необходимо разобраться, что представляет из себя такое устройство. Трансформатор состоит из двух или более электрических катушек (первичной и вторичной) и металлического сердечника, выполненного из отдельных железных пластин. Первичная обмотка создает магнитный поток в магнитопроводе, а тот в свою очередь индуцирует электрический ток во второй катушке, что показано на схеме ниже. Исходя из соотношения числа витков в первичной и вторичной катушки, трансформатор либо повышает, либо понижает напряжение, пропорционально ему меняется и ток.

От размеров сердечника зависит максимальная мощность, которую трансформатор сможет отдать, поэтому при проектировании отталкиваются от наличия подходящего сердечника. Расчет всех параметров начинается с определения габаритной мощности трансформатора и подключаемой к нему нагрузки. Поэтому сначала нам необходимо найти мощность вторичной цепи. Если вторичная катушка не одна, то их мощность нужно суммировать. Расчетная формула будет иметь вид:

  • U2 — это напряжение на вторичной обмотке;
  • I2 — ток вторичной обмотки.

Получив значение, нужно сделать расчет первичной обмотки, учитывая потери на трансформации, предполагаемый КПД около 80%.

P1=P2/0.8=1.25*P2

От значения мощности Р1 подбирается сердечник, его площадь сечения S.

  • S в сантиметрах;
  • Р1 в ватт.

Теперь мы можем узнать коэффициент эффективной передачи и трансформации энергии:

  • 50 — это частота сети;
  • S — сечение железа.

Эта формула дает приблизительное значение, но для простоты расчета вполне подойдет, так как мы изготавливаем деталь в домашних условиях. Далее можно приступить к расчету количества витков, сделать это можно по формуле:

Так как расчет у нас упрощенный и возможна небольшая просадка напряжения под нагрузкой, увеличьте число витков на 10 % от расчетного значения. Далее нужно правильно определить ток наших обмоток, сделать это нужно для каждой обмотки в отдельности по этой формуле:

Определяем диаметр необходимого провода по формуле:

Исходя из таблицы 1 выбираем провод с искомым сечением. Если подходящего значения нет, нужно сделать округление в большую сторону до табличного диаметра.

Если посчитанного диаметра нет в таблице, или слишком большое заполнение окна получается, то можно взять несколько проводов меньшего сечения и получить в сумме искомое.

Чтобы узнать поместятся ли катушки на нашем самодельном трансформаторе, требуется посчитать площадь окна тр-ра, это образованное сердечником пространство, в которое помещаются катушки. Уже известное число витков умножаем на сечение провода и коэффициент заполнения:

Данный расчет производим для всех обмоток, первичной и вторичной, после чего нужно суммировать площадь катушек и сделать сравнение с площадью окна магнитопровода. Окно сердечника должно быть больше площади сечения катушек.

Порядок изготовления

Теперь, имея расчеты и материал для сборки, можно приступить к намотке. На подготовленную картонную катушку производим укладку первого слоя обмотки. Для этого удобно использовать электродрель, зажав катушку в патроне с помощью особого приспособления (в качестве него может выступать болт с двумя шайбами и гайкой). Закрепив на столе или верстаке дрель, на малых оборотах, производим укладку провода, виток к витку без перехлестов. Между слоями провода укладываем один слой изоляции — конденсаторную бумагу. Между первичной и вторичной обмоткой нужно сделать два слоя изоляции во избежание пробоя.


Намного проще, если вы планируете перематывать готовый трансформатор на желаемое напряжение. В этом случае достаточно при размотке подсчитать количество витков вторичной намотки, и зная коэффициент трансформации:

Перед проверкой прозвоните обмотки, убедитесь, что их сопротивление не слишком мало, нет обрывов и пробоев на корпус изделия. Первое включение необходимо проводить с особой осторожностью, желательно последовательно с первичной обмоткой включить лампу накаливания мощностью 40-90 Ватт.

Проверочные работы

В данной статье приведена инструкция, которая доступно объясняет, как сделать трансформатор своими руками в домашних условиях. Для примера мы описали последовательность расчета и сборки броневой модели, как наиболее распространенного вида преобразователей. Его популярность обусловлена простотой изготовления моточных узлов, легкостью сборки, ремонта и переделки. На основе этой самоделки легко можно сделать тр-р для зарядки автомобильного аккумулятора, или же изготовить повышающий тр-р для лабораторного источника питания, электрический выжигатель по дереву, горячий нож для резки пенопласта или другой прибор для нужд домашнего мастера.

Перемотка тороидного трансформатора своими руками, мастер класс

Решили построить простой блок питания для какого-либо устройства — приёмника, маломощного усилителя и т.д. — а имеющийся трансформатор не подходит по напряжению? Этот мастер-класс подробно покажет, как самостоятельно перемотать тороидный трансформатор.

Как сделать перемотку тороидного трансформатора своими руками

Конечно, перематывать первичную обмотку в случае её неисправности без применения специального намоточного устройства — дело весьма хлопотное и неблагодарное, но перемотать вторичную обмотку даже вручную особого труда не доставит.

Тем более, если «модернизируемый» трансформатор — тороидный, т.е. его обмотки навиты на сердечник, своей формой напоминающий автомобильную шину — в миниатюре.

Итак, наш подопытный «кролик» — трансформатор с номинальным напряжением на выводах вторичной обмотки 18 В при силе тока 0,8 А, т. е. его габаритная мощность составляет 18Вx0,8А=14,4ВА.

Для микросхемы усилителя требуется питание 12-15 В, выбираем среднее значение 13 В. Но, если просто смотать лишний провод, получим 13В*0,8А=10,4ВА, что уже будет недостаточно — если напряжение в сети просядет, а нагрузка на трансформаторе приблизится к максимуму, то усилитель на своём выходе начнёт искажать сигнал.


Поэтому придётся вторичную обмотку полностью удалить и заменить её новой — выполненной либо более толстым проводом, либо таким же, но сложенным вдвое.

Аккуратно сматываем прозрачную изоляцию вторичной обмотки трансформатора. Если лента из-за своей довольно большой длины доставляет неудобства, то её можно разделить на две-три примерно равных части; снятую ленту аккуратно наматываем на какой-либо подходящий предмет — например, на карандаш.

Приступаем к снятию вторичной обмотки. Провод снимаем целиком — он нам ещё пригодится.


В процессе снятия обмотки обязательно считаем количество сматываемых витков провода — это нам понадобится в дальнейшем для расчёта необходимого количества витков провода на 1 вольт.

Для удобства работы провод наматываем на самодельный челнок — здесь подойдёт даже плотный картон с обложки старой книги.


Обмотка смотана, перед нами — изоляция первичной обмотки, её не трогаем.

Подсчитываем количество витков провода на один вольт — для этого количество витков смотанного провода делим на рабочее напряжение трансформатора.

 Например, если смотано 270 витков при напряжении обмотки 18 В, то 270:18, получаем 15 витков на 1 вольт. Теперь 15 умножаем на величину нужного нам напряжения: 15×13=195; таким образом, наматываем вторичную обмотку из 195 витков провода.

Для намотки вторичной обмотки в два провода подбираем провод с сечением, наиболее близким к сечению «родного» провода.

В идеале, конечно, толщина обоих проводов должна быть одинакова — в этом случае упрощается схема выпрямителя, который можно сделать не мостовым, а двухполупериодным, всего на двух диодах.


Чтобы сравнить диаметр проводов без применения специального инструмента, например, микрометра, достаточно намотать катушки виток к витку длиной, скажем, 1 см. Теперь длину катушки (в мм) делим на количество витков провода и получаем его диаметр (в мм). Естественно, чем больше длина намотки, тем меньше погрешность измерения.

Конечно, лаковое покрытие тоже имеет свою толщину и тоже вносит погрешность в результат, но при сравнивании двух проводов этим фактом можно пренебречь.

Подготовленный провод разматываем на максимально возможную длину, обеспечивающую удобную работу с ним; параллельно с первым проводом располагаем второй. Перекручивание жилы провода вокруг себя (из-за образования петель) недопустимо.


На этот раз провода наматываем на самодельный челнок большей длины — ведь теперь на нём предстоит разместить двойное количество провода.

В моём случае в качестве материала для изготовления челнока идеально подошла крышка от кабельного канала (кабель-канала).

Не торопясь, наматываем нужное количество провода. В самом начале провод фиксируем несколькими витками ниток, потом начинаем намотку провода в направлении, обратном направлению сматывания.


Последний виток катушки также фиксируем нитками.

Возвращаем на место изоляцию, фиксируя её концы скотчем, и трансформатор готов к испытаниям.


Учитывая, что общее сечение проводника вторичной обмотки увеличилось почти вдвое, мощность трансформатора теперь составляет около 19 ВА.
Поскольку трансформатор изначально был рассчитан на использование в аппаратуре, работающей в круглосуточном режиме, в нём предусмотрен приличный запас мощности. Так что при разумной нагрузке, в течение длительного времени потребляющей ток не более 1,2-1,4 А, неприятных неожиданностей с нашим трансформатором не случится.

Помним только, что к выводам первичной обмотки приложен сетевой потенциал, поэтому при подключении и измерении напряжений нужно быть предельно осторожными.

 Как выход, можно использовать разделительный трансформатор, переделанный, например, из силового трансформатора старого телевизора — благодаря этому в случае получения удара током трагический исход полностью исключён.

В заключение добавим, что, поскольку провода для намотки вторичной обмотки использовались не со 100-процентной идентичностью по толщине, выпрямитель будет выполнен по мостовой схеме; выводы обмоток подключаем так, как указано на рисунке.

Как сделать зарядное устройство для аккумулятора 12в. Зарядное устройство автомобильного аккумулятора своими руками из компьютерного блока питания.

Как правильно рассчитать самодельное зарядное устройство

Для автомобильных аккумуляторов, так как промышленные образцы имеют довольно высокую стоимость. А сделать самому такое устройство можно довольно быстро, причем из подручных материалов, которые имеются практически у каждого. Из статьи вы узнаете, как самостоятельно изготовить зарядные устройства с минимальными затратами. Рассмотрены будут две конструкции — с автоматической регулировкой тока заряда и без нее.

Основа зарядчика — трансформатор

В любом зарядчике вы найдете основной компонент — трансформатор. Стоит заметить, что есть схемы устройств, построенных по бестрансформаторной схеме. Но они являются опасными, так как нет защиты от сетевого напряжения. Следовательно, во время изготовления можно получить удар электрическим током. Намного эффективнее и проще оказываются трансформаторные схемы, в них имеется гальваническая развязка от сетевого напряжения. Для изготовления зарядного устройства вам потребуется мощный трансформатор. Его можно найти, разобрав непригодную микроволновую печку. Впрочем, запчасти от этого электроприбора можно использовать, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками.

В старых ламповых телевизорах применялись трансформаторы ТС-270, ТС-160. Эти модели прекрасно подойдут для конструирования зарядчика. Их использовать оказывается даже эффективнее, так как на них уже имеются две обмотки по 6,3 вольт. Причем с них можно собрать ток до 7,5 ампер. А при зарядке автомобильного аккумулятора необходим ток, равный 1/10 от емкости. Следовательно, при емкости батареи 60 а*ч вам необходимо заряжать ее силой тока 6 ампер. Но если нет обмоток, удовлетворяющих условию, потребуется ее сделать. А теперь о том, как изготовить самодельное зарядное устройство для автомобиля как можно быстрее.

Перемотка трансформатора

Итак, если вы решили использовать преобразователь от микроволновой печи, то нужно убрать вторичную обмотку. Причина кроется в том, что на трансформаторы эти повышающие, они преобразуют напряжение до значения около 2000 вольт. Магнетрону необходимо питание в 4000 вольт, поэтому используется схема удвоения. Вам же такие значения не потребуются, поэтому безжалостно избавляйтесь от вторичной обмотки. Вместо нее наматываете провод с сечением 2 кв. мм. Но вы же не знаете, какое количество витков необходимо? Это нужно выяснить, воспользоваться можно несколькими способами. И это нужно обязательно делать, когда изготавливается зарядное устройство для аккумулятора своими руками.

Самый простой и надежный — это экспериментальный. Производите намотку десяти витков провода, который будете использовать. Зачищаете его края и включаете в сеть трансформатор. Производите замер напряжения на вторичной обмотке. Допустим, эти десять витков выдают 2 В. Следовательно, с одного витка собирается 0,2 В (десятая часть). Вам необходимо не менее 12 В, а лучше, если на выходе будет значение, близкое к 13. Один вольт дадут пять витков, теперь нужно 5*12=60. Искомое значение — 60 витков провода. Второй способ более сложный, придется считать сечение магнитопровода трансформатора, нужно знать число витков первичной обмотки.

Выпрямительный блок

Можно сказать, что самые простые самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов состоят из двух узлов — преобразователя напряжения и выпрямителя. Если не желаете тратить много времени на сборку, то можно использовать однополупериодную схему. Но если решили собрать зарядчик, что называется, на совесть, то лучше воспользоваться мостовой. Желательно выбирать диоды, обратный ток которых 10 ампер и выше. Они, как правило, имеют металлический корпус и крепление с гайкой. Стоит также отметить, что каждый полупроводниковый диод следует устанавливать на отдельный радиатор, чтобы улучшить охлаждение его корпуса.

Небольшая модернизация

Впрочем, на этом можете остановиться, простое самодельное зарядное устройство готово к использованию. Но его можно дополнить измерительными приборами. Собрав в едином корпусе все компоненты, надежно закрепив их на своих местах, можно заняться и дизайном лицевой панели. На ней можно расположить два прибора — амперметр и вольтметр. С их помощью вы сможете производить контроль напряжения и тока зарядки. Если есть желание, то установите светодиод или лампу накаливания, которую подключите к выходу выпрямителя. С помощью такой лампы вы будете видеть, включен ли зарядчик в сеть. При необходимости дополните малогабаритным выключателем.

Автоматическая регулировка тока зарядки

Неплохие результаты показывают самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов, имеющие функцию автоматической регулировки тока. Несмотря на кажущуюся сложность, эти устройства очень просты. Правда, потребуются некоторые компоненты. В схеме используются стабилизаторы тока, например LM317, а также его аналоги. Стоит отметить, что этот стабилизатор заслужил доверие у радиолюбителей. Он безотказный и долговечный, характеристики у него превосходят отечественные аналоги.

Кроме него, также потребуется регулируемый стабилитрон, например TL431. Все микросхемы и стабилизаторы, используемые в конструкции, необходимо монтировать на отдельные радиаторы. Принцип работы LM317 заключается в том, что «лишнее» напряжение преобразуется в тепло. Следовательно, если у вас с выхода выпрямителя идет не 12 В, а 15 В, то «лишние» 3 В будут уходить в радиатор. Многие самодельные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов делаются без соблюдения строгих требований к внешней оболочке, но лучше, если они будут заключены в алюминиевый корпус.

Заключение

В завершении статьи хотелось бы отметить, что такое устройство, как автомобильный зарядчик, нуждается в качественном охлаждении. Поэтому следует предусмотреть установку кулеров. Использовать лучше всего те, которые монтируются в компьютерных блоках питания. Только обратите внимание на то, что им необходимо питание 5 вольт, а не 12. Поэтому придется дополнять схему, внедрять в нее стабилизатор напряжения на 5 вольт. Еще много можно говорить про зарядные устройства. Схема автозарядчика проста для повторения, а устройство будет полезно в любом гараже.

Многие автолюбители отлично знают, что для продления срока службы аккумуляторной батареи требуется периодическая ее именно от зарядного устройства, а не от генератора автомобиля.

И чем больше срок службы аккумулятора, тем чаще его нужно заряжать, чтобы восстанавливать заряд.

Без зарядных устройств не обойтись

Для выполнения данной операции, как уже отмечено, используются зарядные устройства, работающие от сети 220 В. Таких устройств на автомобильном рынке очень много, они могут обладать различными полезными дополнительными функциями.

Однако все они выполняют одну работу – преобразуют переменное напряжение 220 В в постоянное – 13,8-14,4 В.

В некоторых моделях сила тока при зарядке регулируется вручную, но есть и модели с полностью автоматической работой.

Из всех недостатков покупных зарядных устройств можно отметить высокую их стоимость, и чем «навороченней» прибор, тем цена на него выше.

А ведь у многих под рукой есть большое количество электроприборов, составные части которых вполне могут подойти для создания самодельного зарядного устройства.

Да, самодельный прибор выглядеть будет не так презентабельно, как покупной, но ведь его задача – заряжать АКБ, а не «красоваться» на полке.

Одними из важнейших условий при создании зарядного устройства – это хоть начальное знание электротехники и радиоэлектроники, а также умение держать в руках паяльник и уметь правильно им пользоваться.

ЗУ из лампового телевизора

Первой будет схема, пожалуй, самая простейшая, и справиться с ней сможет практически любой автолюбитель.

Для изготовления простейшего зарядного устройства понадобиться всего лишь две составные части – трансформатор и выпрямитель.

Главное условие, которым должно соответствовать зарядное устройство – это сила тока на выходе из прибора должна составлять 10% от емкости АКБ.

То есть, зачастую на легковых авто применяется батарея на 60 Ач, исходя из этого, на выходе из прибора сила тока должна быть на уровне 6 А. При этом напряжение 13,8-14,2 В.

Если у кого-то стоит старый ненужный ламповый советский телевизор, то лучше трансформатора, чем из него не найти.

Принципиальная схема зарядного устройства из телевизора имеет такой вид.

Зачастую на таких телевизорах устанавливался трансформатор ТС-180. Особенностью его являлось наличие двух вторичных обмоток, по 6,4 В и силой тока 4,7 А. Первичная обмотка тоже состоит из двух частей.

Вначале потребуется выполнить последовательное подключение обмоток. Удобство работ с таким трансформатором в том, что каждый из выводов обмотки имеет свое обозначение.

Для последовательного соединения вторичной обмотки нужно соединить между собой выводы 9 и 9\’.

А к выводам 10 и 10\’ – припаять два отрезка медного провода. Все провода, которые припаиваются к выводам должны иметь сечение не менее 2,5 мм. кв.

Что касается первичной обмотки, то для последовательного соединения нужно соединить между собой выводы 1 и 1\’. Провода с вилкой для подключения к сети нужно припаять к выводам 2 и 2\’. На этом с трансформатором работы завершены.

На схеме указано, как должно производится подключение диодов – к диодному мосту припаиваются провода, идущие от выводов 10 и 10\’, а также провода, которые будут идти к АКБ.

Не стоит забывать и о предохранителях. Один из них рекомендуется установить на «плюсовом» выводе с диодного моста. Этот предохранитель должен быть рассчитан на ток не более 10 А. Второй предохранитель (на 0,5 А) нужно установить на выводе 2 трансформатора.

Перед началом зарядки лучше проверить работоспособность устройства и проверить его выходные параметры при помощи амперметра и вольтметра.

Иногда бывает, что сила тока несколько больше, чем требуется, поэтому некоторые в цепь установить 12-вольтовую лампу накаливания с мощностью от 21 до 60 Ватт. Эта лампа «заберет» на себя излишки силы тока.

ЗУ из микроволновой печи

Некоторые автолюбители используют трансформатор от сломанной микроволновой печи. Но этот трансформатор нужно будет переделывать, поскольку он является повышающим, а не понижающим.

Необязательно, чтобы трансформатор был исправен, поскольку в нем зачастую сгорает вторичная обмотка, которую в процессе создания устройства все равно придется удалять.

Переделка трансформатора сводится к полному удалению вторичной обмотки, и намотки новой.

В качестве новой обмотки используется изолированный провод сечением не менее 2,0 мм. кв.

При намотке нужно определиться с количеством витков. Можно сделать это экспериментально – намотать на сердечник 10 витков нового провода, после чего к его концам подсоединить вольтметр и запитать трансформатор.

По показаниям вольтметра определяется, какое напряжение на выходе обеспечивают эти 10 витков.

К примеру, замеры показали, что на выходе есть 2,0 В. Значит, 12В на выходе обеспечат 60 витков, а 13 В – 65 витков. Как вы поняли, 5 витков добавляет 1 вольт.

Стоит указать, что сборку такого зарядного устройства лучше производить качественно, затем все составные части поместить в корпус, который можно изготовить из подручных материалов. Или смонтировать на основу.

Обязательно следует пометить где «плюсовой» провод, а где — «минусовой», чтобы не «переплюсовать», и не вывести из строя прибор.

ЗУ из блока питания АТХ (для подготовленных)

Более сложную схему имеет зарядное устройство, изготовленное из компьютерного блока питания.

Для изготовления устройства подойдут блоки мощностью не менее 200 Ватт моделей АТ или АТХ, которые управляются контроллером TL494 или КА7500. Важно, чтобы блок питания был полностью исправен. Не плохо себя показала модель ST-230WHF из старых ПК.

Фрагмент схемы такого зарядного устройства представлена ниже, по ней и будем работать.

Помимо блока питания также потребуется наличие потенциометра-регулятора, подстроечный резистор на 27 кОм, два резистора мощностью 5 Вт (5WR2J) и сопротивлением 0,2 Ом или один С5-16МВ.

Начальный этап работ сводится к отключению всего ненужного, которыми являются провода «-5 В», «+5 В», «-12 В» и «+12 В».

Резистор, указанный на схеме как R1 (он обеспечивает подачу напряжения +5 В на вывод 1 контроллера TL494) нужно выпаять, а на его место впаять подготовленный подстроечный резистор на 27 кОм. На верхний вывод этого резистора нужно подвести шину +12 В.

Вывод 16 контроллера следует отсоединить от общего провода, а также нужно перерезать соединения выводов 14 и 15.

В заднюю стенку корпуса блока питания нужно установить потенциометр-регулятор (на схеме – R10). Устанавливать его нужно на изоляционную пластину, чтобы он не касался корпуса блока.

Через эту стенку следует также вывести проводку для подключения к сети, а также провода для подключения АКБ.

Чтобы обеспечить удобство регулировки прибора из имеющихся двух резисторов на 5 Вт на отдельной плате нужно сделать блок резисторов, подключенных параллельно, что обеспечит на выходе 10 Вт с сопротивлением 0,1 Ом.

Затем следует проверить правильность соединения всех выводов и работоспособность прибора.

Финальной работой перед завершением сборки является калибровка устройства.

Для этого ручку потенциометра следует установить в среднее положение. После этого на подстроечном резисторе следует установить напряжение холостого хода на уровне 13,8-14,2 В.

Если все правильно выполнить, то при начале зарядки батареи на нее будет подаваться напряжение в 12,4 В с силой тока в 5,5 А.

По мере зарядки АКБ напряжение будет возрастать до значения, установленного на подстроечном резисторе. Как только напряжения достигнет этого значения, сила тока начнет снижаться.

Если все рабочие параметры сходятся и прибор работает нормально, остается только закрыть корпус для предотвращения повреждения внутренних элементов.

Данное устройство из блока АТХ очень удобно, поскольку при достижении полного заряда батареи, автоматически перейдет в режим стабилизации напряжения. То есть перезарядка АКБ полностью исключается.

Для удобства работ можно дополнительно прибор оснастить вольтметром и амперметром.

Итог

Это только несколько видов зарядных устройств, которые можно изготовить в домашних условиях из подручных средств, хотя вариантов их значительно больше.

Особенно это касается зарядных устройств, которые изготавливаются из блоков питания компьютера.

Если у вас есть опыт в изготовлении таких устройств делитесь им в комментариях, многие буду очень признательны за это.

В этой статье я расскажу как сделать простое зарядное устройство для аккумулятора из источника бесперебойного питания. Для изготовления нам понадобятся: микросхема L200c, трансформатор с выходным напряжением от17 до 24 вольт, амперметр на 1 Ампер, резисторы, светодиод, Печатная плата, предохранитель и провода. Корпус можно использовать любой. В своем случае я переделал амперметр из 100 МА в 1А заменой шунта. Диодный мост можно поставить на 1А, но я поставил на 4А так как он сильно грелся. Если ставить на 1А то его нужно тоже установить на радиатор. Плата прикрепленная к крышке за радиатор. Микросхема обязательно устанавливается на радиатор. Осторожно на корпусе микросхемы присутствует минус. Корпус для данного устройства был сделан из муфты 110 трубы. А так же из двух заглушек и из двух крепежей для трубы. В одной заглушке были сделаны отверстия под амперметр и светодиод. И ещё под болт для крепления радиатора к заглушке и выходной провод на аккумулятор. На выходном проводе для аккумулятора можно установить крокодилы или как в моем случае разъем «мама». А для того чтобы не перепутать полярность я обтянул минус черной термоусадкой, а плюс красной. Во второй крышке были просверлены 2 отверстия для крепления трансформатора. И еще одно для сетевого провода. Затем заглушки засовываются с двух сторон в муфту. И держатся за счет уплотнительных резинок. Данное зарядное устройство является простым в изготовление и дешевым по цене в отличии от промышленных.

Схема зарядного устройства.

Переменным резистором на 6,8 ком устанавливаем напряжение 14,4 В. Резисторами R2,R3,R4,R5,R6 задается ток заряда. В моем случае это 0,75А. Светодиод, используется для индикации напряжения он подключается через резистор на 470 Ом к диодному мосту. Ставить его необязательно, так же как и вольтметр. На входе я поставил конденсатор на 25в 2200мф вместо 4700мф. А так же и на выходе вместо 1мф я поставил на 25в 2200мф. А так же параллельно этим конденсаторам были поставлены на 0,47пф.

Заглушки диаметром 110мм.

Трансформатор прикреплен к крышке на два болта.

Аккумулятор, для которого было собрано зарядное устройство.

Иногда случается так, что аккумулятор в машине садиться и завести ее уже не получается, так как стартеру не хватает напряжения и соответственно тока, чтобы провернуть вал двигателя. В этом случае можно «прикурить» от другого владельца авто, чтобы двигатель заработал и аккумулятор стал заряжаться от генератора, однако для этого нужны специальные провода и человек, желающий вам помочь. Можно так же зарядить аккумулятор самостоятельно посредством специализированного зарядного устройства, однако они достаточно дорогие, и пользоваться ими приходится не особо часто. Поэтому в данной статье мы подробно рассмотрим устройство самоделки, а также инструкцию о том, как сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками.

Устройство самоделки

Нормальное напряжение на аккумуляторе, отключенном от автомобиля, находится в пределах между 12,5 в и 15 в. Поэтому зарядное устройство должно выдавать такое же напряжение. Ток заряда должен быть равен примерно 0,1 от емкости, он может быть и меньше, но это увеличит время зарядки. Для стандартной батареи емкостью 70-80 а/ч ток должен быть равен 5-10 амперам в зависимости от конкретного аккумулятора. Наше самодельное зарядное устройство для АКБ должно соответствовать этим параметрам. Для сборки зарядного устройства для автомобильного аккумулятора нам потребуются следующие элементы:

Трансформатор. Нам подойдет любой из старого электроприбора или купленный на рынке с габаритной мощностью порядка 150 Ватт, можно больше, но не меньше, иначе он будет сильно нагреваться и может выйти из строя. Отлично, если напряжение его выходных обмоток составляет 12,5-15 В, а ток порядка 5-10 ампер. Посмотреть эти параметры можно в документации к вашей детали. Если же нужной вторичной обмотки нет, то необходимо будет перемотать трансформатор под другое выходное напряжение. Для этого:

Таким образом мы нашли или собрали идеальный трансформатор, чтобы сделать зарядное устройство для аккумулятора своими руками.

Нам также понадобятся:


Подготовив все материалы можно переходить к самому процессу сборки автомобильного ЗУ.

Технология сборки

Чтобы сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками, необходимо следовать пошаговой инструкции:

  1. Создаем схему самодельной зарядки для АКБ. В нашем случае она будет выглядеть следующим образом:
  2. Используем трансформатор ТС-180-2. Он имеет несколько первичных и вторичных обмоток. Для работы с ним нужно соединить последовательно две первичные и две вторичные обмотки, чтобы получить нужное напряжения и ток на выходе.

  3. С помощью медного провода соединяем между собой выводы 9 и 9’.
  4. На стеклотекстолитовой пластине собираем диодный мост из диодов и радиаторов (как показано на фото).
  5. Выводы 10 и 10’ подключаем к диодному мосту.
  6. Между выводами 1 и 1’ устанавливаем перемычку.
  7. К выводам 2 и 2’ с помощью паяльника крепим сетевой шнур с вилкой.
  8. В первичную цепь подключаем предохранитель на 0,5 А, 10-амперный соответственно во вторичную.
  9. В разрыв между диодным мостом и аккумулятором подключаем амперметр и отрезок нихромовой проволоки. Один конец которой закрепляем, а второй должен обеспечивать подвижный контакт, таким образом будет меняться сопротивление и ограничиваться ток, подаваемый на аккумулятор.
  10. Изолируем все соединения термоусадкой или изолентой и помещаем устройство в корпус. Это необходимо, чтобы избежать поражения электрическим током.
  11. Устанавливаем подвижный контакт на конец проволоки, чтобы ее длинна и соответственно сопротивление были максимальны. И подключаем аккумулятор. Уменьшая и увеличивая длину проволоки, необходимо выставить нужное значение тока для вашего аккумулятора (0,1 от его емкости).
  12. В процессе зарядки сила тока, подаваемая на аккумулятор, будет сама уменьшаться и когда она достигнет 1 ампера можно сказать, что аккумулятор зарядился. Желательно также контролировать непосредственно напряжение на батарее, однако для этого его необходимо отключить от з/у, так как при зарядке оно будет немного выше реальных значений.

Первый запуск собранной схемы любого источника питания или ЗУ всегда производят через лампу накаливания, если она загорелась в полный накал — или где-то ошибка, или первичная обмотка замкнута! Лампу накаливания устанавливают в разрыв фазного или нулевого провода, питающих первичную обмотку.

Данная схема самодельного зарядного устройства для АКБ имеет один большой недостаток – она не умеет самостоятельно отключать аккумулятор от зарядки после достижения нужного напряжения. Поэтому вам придется постоянно следить за показаниями вольтметра и амперметра. Есть конструкция, лишенная этого недостатка, однако для ее сборки потребуется дополнительные детали и больше усилий.

Правила эксплуатации

Недостаток самодельного зарядного устройства для аккумулятора 12В заключается в том, что после полной зарядки АКБ автоматическое отключение прибора не происходит. Именно поэтому Вам придется периодически поглядывать на табло, чтобы вовремя выключить его. Еще один важный нюанс – проверять ЗУ «на искру» категорически запрещается.

Среди дополнительных мер предосторожности следует выделить такие:

  • при подключении клемм следите за тем, чтобы не перепутать «+» и «-», иначе простое самодельное зарядное устройство для АКБ выйдет из строя;
  • подключение к клеммам нужно осуществлять только в выключенном положении;
  • мультиметр должен иметь шкалу измерения свыше 10 А;
  • при зарядке следует выкручивать пробки на аккумуляторе, во избежание его взрыва из-за закипания электролита.

Вот, собственно, и все что хотелось рассказать Вам о том, как правильно сделать зарядное устройство для автомобильного аккумулятора своими руками. Надеемся, что инструкция была для Вас понятной и полезной, т.к. этот вариант является одним из простейших видов самодельной зарядки для АКБ!

Также читают:

Наглядный пример готового изделия

Мастер-класс по созданию более сложной модели

Рынок буквально наполнен различными техническими новинками. Поэтому приобрести ЗУ для АКБ, тем более что и цена на такие изделия вполне доступная, сегодня не проблема. Но многие автолюбители все-таки предпочитают обходиться простейшими зарядными устройствами. Основных причин две – одни не верят в надежность современных приборов, а другим не нужны их многочисленные функции, и они считают это лишней тратой денег.

Простейшую «зарядку» для аккумулятора на 12 В несложно сделать из силового трансформатора, который есть во многих старых моделях бытовой техники.

Какой нужен Тр? Понятно, что обмотка первичная – на 220. Вторичная может быть одна или несколько; это непринципиально. Главное, чтобы с трансформатора можно было «снять» U 2 = 13±0,5 В. Больше или меньше – схема будет функционировать некорректно, если в данном случае этот термин уместен. Идеально для изготовления ЗУ подходит силовой трансформатор от ТВ-приемников старых (еще ламповых) моделей (ТС-180). Да и в первых телевизорах цветного изображения есть Тр, который имеет нужные выводы вторичных обмоток.

Что нужно сделать?

  • Замерить напряжения на всех обмотках. Даже если они указаны в паспорте, на корпусе, проверить их работоспособность стоит. Применительно к ТС-180 берутся две «накальные» (они выдают по 6,3 В), и соединяются перемычкой последовательно. В итоге получается требуемый минимум – 12,6.
  • Собрать диодный мост. Например, на основе п/п приборов серии Д242А. Их можно найти в том же телевизоре б/у, отпаять и использовать. Как вариант, купить готовую диодную сборку в магазине (KBPC10005 или подобную; продавец подскажет, если объяснить, для чего она нужна).

  • Изготовить радиатор. Он необходим, чтобы при длительной зарядке мост не перегревался. Для диодов подойдет ребристая конструкция из алюминиевых (или дюралевых) пластин. Покупной мост достаточно закрепить на основе, подложив под него лишь одну, предварительно нанеся на нее слой термопасты. Ее можно купить в том же радиомагазине.

  • Собрать схему. Из рисунка видно, что здесь не нужно быть «великим электронщиком» – все предельно просто и понятно.

Сделать зарядное устройство по этой схеме под силу даже тем, кто лишь приблизительно понимает, что такое электротехника и ее законы. Более «продвинутым» автомобилистам, скорее всего, понравятся другие. В исполнении они сложнее, но их преимущество – в возможности регулировать процесс заряда АКБ.


Нередко случается так, что нужно ехать, но АКБ «сел», и зарядки, по известному закону, под рукой нет. В подобных форс-мажорных обстоятельствах «палочкой-выручалочкой» может стать примитивная схема из лампы и диода.

Поскольку нагрузочный ток сравнительно небольшой, можно использовать диод 1N4004 или аналогичный по характеристикам. Он включается в цепь катодом (его вывод обозначается полоской на корпусе) к клемме «+» батареи. Но АКБ необходимо полностью отключить от бортовой сети автомобиля во избежание дальнейших проблем с ее электроникой.

Принцип работы схемы понять несложно. Ток регулируется самой лампой, так как ее нить накала имеет определенное сопротивление (I=P/U). Мощность осветительного прибора можно подобрать расчетным путем, хотя для упрощения задачи достаточно привести некоторые примеры. Их вполне хватит, чтобы понять, как собрать схему.




Лампочка на 60 Вт обеспечивает в цепи ток в 0,27 А. С учетом диода (он пропускает лишь один полупериод синусоиды) нагрузочный равен 0,318 х I. Чтобы получить I зар = 0,15 А, в цепь нужно включить лампу-сотку.

Постоянно использовать такую примитивную схему для зарядки автомобильного аккумулятора, естественно, не стоит. Но в трудной ситуации, когда нет иного решения, она очень даже выручит.

2017-07-20

советов по дизайну для перемотки собственных трансформаторов, октябрь 1944 г. Radio News

Не многие перематывают трансформаторы в наши дни, но даже в 1955 году, когда появились «Советы по дизайну для перемотки Собственные трансформеры »в журнале Radio News появилась не так много перематывали трансформаторы. Однако многие радиомонтажники сделали это, потому что замена была дорогостоящей, и замена на другие, кроме обычные трансформаторы могут занять много времени. Поиска на Интернет и доставка через пару дней. Поскольку многие — если не большинство, по необходимости — мастерские по ремонту электроники сохранили подписки на доступную торговлю журналы, опубликовавшие подобные статьи, оказали большую услугу. Автор Джеймс Долан предоставляет всю необходимую информацию для разработки вашего собственный трансформатор с нуля или для модификации существующего трансформатора для соответствия ваши конкретные требования. Во многих магазинах хранились тематические учетные карточки. файл с названием журнала, номером выпуска и заголовком статьи для быстрого ознакомления.

Советы по дизайну для перемотки собственных трансформаторов

Многим военнослужащим при необходимости приходится перематывать мелкие неисправные радиотрансформаторы ввиду современной нехватки.

Джеймс Э. Долан

Сохраните старые сердечники трансформатора. Многие из них можно использовать для самостоятельной разработки агрегаты для специальных работ.

Отсутствие приоритета, особая опытная работа, актуальность, стремление к проектированию. и построить свой собственный трансформатор, любая из этих причин может побудить вас попытаться проектирование и изготовление собственных трансформаторов.Эта статья предназначена для оказания помощи потенциальному производителю трансформаторов, который экономил запасы cores с намерением когда-нибудь что-нибудь из них сделать. Конструктору трансформаторов открыта возможность построения трансформаторов для его собственное специальное использование, в соответствии с его собственными спецификациями и любого электрического размера он желает.

Поскольку экспериментатор обычно планирует использовать ядра, которые у него есть под рукой, будь то они из какой-то старой заброшенной широковещательной работы или чего-то, что он однажды перегрузил слишком часто, или части полюсного трансформатора, полученные в результате мудрого союза с в какой-то местной энергетической компании, в этой статье будет предпринята попытка показать, как эти ядра можно найти хорошее применение.

Первое, что нужно учитывать, — это размер сердечники под рукой, как физические, так и электрические. Возьмите небольшую записную книжку, а затем измерить все имеющиеся ядра и записать эту информацию в свой ноутбук. Первым делом при проектировании мы будем обращать внимание на мощность трансформатора, который мы планируем сделать. Соответственно, было бы разумно перечислить наш трансформатор основной запас в отношении мощности, которую они будут нести. Также перечислено, следует — толщина сердечника, площадь поперечного сечения центральной стойки, если сердцевина является оболочкой, а площадь поперечного сечения одной ножки, если она является стержневым.Площадь и длина и ширина окна. в сердечнике, в который должны входить готовые катушки, также следует записать. Довольно неприятно наматывать катушку, а затем обнаруживать, что окно сердечник слишком мал для полной обмотки. Хорошо позволить От 10% до 40% дополнительного места при вычислении размера катушки, если вы не есть какой-то намоточный станок, например, хороший токарный станок с надлежащим переключить передачи, под рукой, чтобы намотать катушки, иначе вы не будет достигать зазоров между обмотками, указанных в общих таблицах проводов, которые дают столько витков на квадратный дюйм. Не пытайтесь втиснуть обмотку в малейшее возможное пространство; допустить ваши ошибки и отклониться от совершенства, которое вы обязательно сделаете.

Единственный инструмент, необходимый для первой части нашей работы, — это хорошая линейка; мера внешние размеры жил, их длина и ширина, площадь окна, и толщина сердечника. По этим рисункам вычислите площадь поперечного сечения. Не забудьте плотно зажать сердечник при измерении толщины, иначе возникнет ошибка. приведет к вашему вычислению.

Мощность, которую будет обрабатывать ядро, определяется по графику. данные для этой цели. На этом графике слева указаны номинальные мощности. вертикальный столбец и площадь поперечного сечения в основании графика. А Кривая на графике отмечена как «Площадь в ваттах». Найдите площадь поперечного сечения . на базовой шкале и проведите по вертикальной линии, проведенной в точке, представляющей площадь до кривой «Площадь в ваттах». Где эта вертикальная линия встречается с кривой проведите горизонтальную линию слева от столбца мощности. Это укажет возможности ядра по управлению мощностью.

Рис. 1 — Внимательно следуйте этим кривым при проектировании вашего собственные радиотрансформаторы для достижения максимальной эффективности и рабочих характеристик.

Следующее соображение — это использование, которое предлагается для имеющихся ядер. Если возникает потребность в трансформаторе, есть ли у вас сердечник, который можно использовать с целью? Это первый вопрос, на который необходимо ответить; Найди мощность.Мощность равна произведению напряжения на силу тока, или:

W = EI ………. (1)

Таким образом, мы должны умножить напряжение на силу тока каждой вторичной обмотки и сложите их вместе, чтобы определить требуемую мощность. Давайте спроектируем и построим трансформатор, который выдает 5 вольт при 3 амперах с центральным ответвлением; 6.3 вольт на 4 ампера с центральным отводом; и иметь высоковольтную обмотку 450-0-450 вольт и который обеспечит ток 200 миллиампер. Трансформатор будет работают от 115 вольт, 60-тактного тока. Применяя нашу формулу (1), имеем 5 х 3 равно 15; 6,3 х 4 равно 25,2; и 450 x 200 миллиампер или 0,2 ампера, равно 90. Эти продукты представляют собой мощности отдельных вторичных обмоток. Добавьте их В результате получается общая вторичная мощность, в данном случае 130 Вт. В первичная мощность определяется путем добавления к этой цифре потерь в сердечнике и обмотки. Обычно эти потери составляют около 10% от номинала трансформатора.Следовательно, если мы разделим вторичную мощность на 0,9, мы найдем первичную мощность; таким образом:

W p = W s /0.9 ……. (2)

, где W p представляет первичную мощность, а W s представляет вторичная мощность.

Если это сделано, первичная мощность трансформатора составляет 144 Вт. Позволять мы называем это 150 Вт, чтобы обеспечить легкое рабочее значение.

На этом мы можем остановиться и проконсультироваться с ранее сделанной диаграммой в нашей записной книжке. с указанием имеющихся ядер и данных о них.Есть ли у нас под рукой ядро, которое выдержит 150 ватт? Возможно, лист кремнистой стали нужно покупать у местного дилера стали и разрезал его, чтобы сделать трансформатор с сердечником. Возможно мы иметь под рукой 200-ваттный сердечник, из которого мы можем вычесть несколько слоев, чтобы используйте его для 150-ваттного приложения.

Теперь из-за коэффициента мощности трансформатора мы не можем разделить эту мощность. значение на 115 вольт, чтобы найти ток, но необходимо принять этот коэффициент мощности в учетную запись.Поскольку коэффициент мощности обычно составляет около 90%, мы можем найти первичный ток, умножив первичное напряжение на 0,9 и разделив первичную мощность этим продуктом.

I p = W p / (E p x 0,9) ………….. (3)

Если для первичного напряжения используется 115 вольт, этот продукт (E p х 0,9) становится 103,5; если первичное напряжение составляет 110 вольт, продукт становится 99. Если мы хотим обеспечить простую оценку стоимости, мы можем назвать этот продукт 100, что будет представлять первичное напряжение немногим более 110 вольт.Если мы используем коэффициент 100 в предлагаемой нами конструкции трансформатора с первичной мощностью 150 Вт, мы находим, что наш первичный ток будет 1,50 ампер.

Следующим этапом проектирования является расчет витков в обмотках. На графике показаны витки первичной обмотки 115-вольтной первичной обмотки с использованием магнитного потока сердечника. плотность 75 000 строк на квадратный дюйм. Поскольку все виды стали будут в ядер, которые мы будем использовать, необходимо выбрать достаточно высокое значение для хорошей работы и все еще не настолько высокого, чтобы вызвать чрезмерные потери в сердечнике с более бедные марки стали.Эта таблица составлена ​​исходя из предположения, что первичное напряжение как 115 вольт и частота 60 циклов в секунду. Это легко использовать график; имея площадь жилы (поперечное сечение) на базовой линии, возвести вертикальная линия от основания в точке, представляющей поперечное сечение жилы области до линии, обозначенной «Площадь для поворотов». В том месте, где эта вертикаль пересекает отмеченную таким образом кривую протяните горизонтальную линию до правой стороны график, на котором будут указаны витки в первичной цепи.

Возвращаясь к предлагаемому трансформатору, который мы строим, отмечается Опять же, ядро ​​должно нести 150 Вт. Просматривая наш график, мы обнаруживаем, что площадь поперечного сечения, необходимая для этой мощности 150 Вт, составляет 2,2 кв. дюймы. В первичной обмотке будет 270 витков провода, как показано в разделе «Площадь до витков». изгиб.

Поскольку у нас есть первичные витки на графике, мы можем найти вторичные витки для каждой обмотки по формуле, согласно которой отношение первичных напряжение на витках первичной обмотки прямо пропорционально соотношению вторичных напряжение на вторичных витках.Математически это: E p / N p = E с / N с

Эта формула стала более удобной, если преобразовать ее в более работоспособную форму. в котором коэффициенты изменены для указания количества оборотов на вольт, а не пропорционального проблема соотношения. Таким образом, количество витков на вольт — это количество витков, разделенное на напряжение, один член нашей новой формулы должен быть в таком виде:

N s = N p / E p x E s

В новой формуле теперь указано, что количество витков вторичной обмотки равно первичному. напряжение, деленное на количество витков первичной обмотки, и полученный результат умножается на вторичное напряжение.В предлагаемом нами трансформаторе мы нашли первичный оказывается 270; подставляя это значение и вставляя первичное напряжение в в нашем уравнении (5) имеем:

N с = 270/115 x E с = E с х 2,35.

Теперь, заменив различные вторичные напряжения вместо E s в нашей формуле мы легко можем найти наши второстепенные витки. Предлагаемый нами трансформатор имеет три вторичных обмотки, 5 вольт, 6. 3 вольта и 900 вольт, все с отводом от средней точки. Используя приведенную выше формулу, мы находим, что для 5-вольтовой обмотки требуется 12 витков; в На обмотку на 6,3 В требуется 14,8 или 15 витков; а обмотка на 900 вольт требует 2115 оборотов. Центральные ответвители будут на каждой обмотке на 6, 7 1/2 и 1058 витков. соответственно. Небольшая диаграмма, показывающая особенности дизайна различных обмотки теперь должны быть построены. На этой диаграмме должно быть показано первичное напряжение, ток, витки, размер провода и площадь поперечного сечения обмотки.В будут показаны те же данные для каждой вторичной обмотки. Изоляция провода также должна указывается для каждой обмотки. Возвращаясь к предложенному нами трансформатору, мы обнаружили что сердечник должен иметь площадь поперечного сечения 2,2 квадратных дюйма. У нас есть под рукой сердечник раковинного типа, центральная ножка которого имеет ширину 1 1/2 дюйма и толщиной 1 1/2 дюйма. Удалив несколько слоёв, мы можем сделать это ядро до 2,2 в поперечном сечении, чтобы соответствовать нашей цели. Окно этого ядро имеет длину 2 1/4 дюйма и ширину 3/4 дюйма.Теперь наша задача — найти если наша катушка поместится в это окно. Площадь окна составляет 1,688 квадратных дюйма.

Теперь необходимо выбрать размер провода, который будет использоваться для различных обмотки. Как правило, провод должен иметь площадь поперечного сечения между 750 и 1500 круговых милов на ампер тока, чтобы избежать чрезмерных потерь в меди и для предотвращения перегрева змеевика. Изучив проволочный стол, мы находим, что нет.14 проволока имеет поперечное сечение 4107 круглых мил, что допустимо для обмоток 3 и 4 ампера. Обмотка 1 1/2 ампера требует меньшего диаметра, поэтому выбираем провод №19 с площадью поперечного сечения 1288 круговых мил. Обмотка высокого напряжения, по которой проходит ток 0,2 Ампер должен иметь площадь около 150 круговых мил. Находим, что провод № 28 имеет площадь 151 круговой мил, что удовлетворительно для наших целей.

Теперь наша диаграмма с информацией о проводах и витках должна быть построена и для трансформатор, который мы предлагаем построить, показан на схеме I. Когда мы добавляем последний столбец нашей диаграммы, мы найдем требуемую площадь поперечного сечения для провода в катушке в данном случае 0,922 квадратных дюйма.

Необходимо сделать припуск на изоляцию, которая должна быть размещена вокруг сердечник и между обмотками. Допустимая толщина изоляции 0,050 дюйма. для изоляции вокруг жилы; так как намоточное пространство составляет 2 1/4 дюйма в длину, это означает 2 1/44 X 0,050 или 0,11 квадратного дюйма изоляции в этой точке.Там необходимо учитывать четыре катушки, первичную и три вторичных, и между ними будет вставлена ​​изоляция толщиной 0,025 дюйма.

Поскольку эти катушки снова имеют длину 2 1/44 дюйма, это означает, что эта изоляция будет занимать 0,056 между каждой парой катушек. Поскольку есть четыре катушки с тремя промежутки между ними, это означает, что изоляция между катушками составит до 0,170 квадратных дюймов. В дополнение к этой изоляции, покрывающая изоляция будет необходимо, чтобы покрыть внешнюю часть катушки. Пусть эта изоляция будет 2 1/4 дюйма. длинные и толщиной 0,025; это займет 0,06 квадратных дюйма. Каждый конец катушки должен быть утеплен. Утеплитель будет толщиной 0,050 и шириной 3/4 или 0,08 дюйма. квадратный дюйм для обоих концов. Площадь изоляции катушки — это общая всех этих индивидуальных изоляционных материалов, или 0,42 квадратных дюйма для изоляции.

Добавление этой области изоляции к площади, необходимой для провода, даст общая площадь окна сердечника, необходимая для размещения катушек.В предлагаемом нами дизайне для наших обмоток требуется 0,922 кв. дюйма, а для изоляции — 0,42 кв. дюйм. Для готовой катушки потребуется 1,342 квадратных дюйма. Мы не сделали любые поправки на неравномерность и другие неточности ручного намотки или ручная конструкция катушки. Необходимо сделать от 10% до целых Припуск 40% на обмотку и изоляцию. Если вы будете осторожны, более низкие проценты будет применяться, в противном случае катушки следует рассматривать как требующие 30% или 40% расчетных требований к площади.В нашем случае мы будем рассчитывать на будьте очень осторожны и оставьте 20% дополнительного места. Это 20% площади 1,342 кв. дюймов составляет 0,268 квадратных дюйма, и добавляя это к нашей вычисленной площади, мы находим полная площадь с учетом припусков составляет 1,610 квадратных дюймов. Как окно в ядро, которое мы выбрали для этой работы, имеет достаточный размер, чтобы вместить этот размер обмотки мы можем продолжить наш дизайн. (Площадь нашего окна составляет 1,688 кв. дюйм.)

Таблица I. Конструктивные особенности различных обмоток.

Теперь найдите среднюю длину витка каждой вторичной обмотки и умножьте это среднее значение. длина витка по количеству витков в каждой вторичной обмотке, чтобы найти длину провода требуется для каждого вторичного. Это касается и первичного. Запишите эту длину, так как это наше руководство по закупкам для наших требований к проводам. Из проволочного стола найти сопротивление на 1000 футов каждого размера провода, используемого в различных вторичные. Рассчитайте сопротивление вторичных обмоток.Умножение сопротивление каждой обмотки току, проходящему через обмотку, будет дайте нам падение напряжения в каждой обмотке. Если падение напряжения нежелательно будучи слишком высоким, чтобы дать нам желаемые характеристики напряжения и тока затем добавьте несколько витков в недостающие обмотки, чтобы компенсировать это напряжение. уронить. Теперь возведите в квадрат ток каждой обмотки и умножьте его на сопротивление. каждой соответствующей обмотки. Это даст продукт, который представляет собой I 2 R или потери меди, вызванные теплом в обмотках, возникающим при прохождении тока.Обратите внимание на эти потери в меди и их сумму, поскольку этот коэффициент будет использоваться в ближайшее время в вычисление КПД трансформатора. Нахождение потерь, присутствующих в ядре трансформатор легко сделать, рассчитав кубическое содержимое сердечника, и, зная, что кремнистая сталь весит 0,27 фунта на кубический дюйм, мы можем вычислить вес сердечника. Конечно, ядро ​​тоже несложно поставить на весах и прочтите вес, если они у вас под рукой. Наши основные потери будут около 1.7 Вт на фунт материала сердцевины. Умножьте вес сердечника на 1,7 и результатом будут потери в сердечнике в ваттах. Добавьте эти показатели потерь вместе с потерями в меди и потерях в сердечнике, а также их сумма даст нам общие потери нашего трансформатора.

Возьмите мощность вторичных обмоток и умножьте ее на 100. Разделите это произведение на ту же мощность плюс общие потери, включая потери в меди и железные потери.Это приведет к процентному коэффициенту, который будет эффективностью трансформатора. Выражается математически:

Эфф. = (Ш с x 100) / (Ш с + потери)

КПД должен быть около 90% или выше. Если вы использовали меньший размер провода где-то потому что он у вас был под рукой, возможно, вы увеличили медь потеря; если потери в сердечнике кажутся высокими, не уменьшайте размер сердечника, а используйте провод большего размера на одной или нескольких обмотках для уменьшения потерь в меди.

Собираем в одну кучу все расчеты нашего последнего абзаца для предлагаемого трансформатора. Во-первых, мы обнаруживаем, что наша средняя длина поворота составляет примерно 7 дюймов. Есть 270 витков первичной обмотки, что требует 157 футов эмалевого провода №19. В качестве второстепенного # 1 и №2 используйте провод одного и того же размера, мы можем рассматривать как одновременно, так и наш провод здесь требуется 16 футов эмалевого провода №14. Вторичный № 3 потребует 1232 фута эмалированной проволоки №28. Сопротивление на фут для этих размеров проводов это: 0.002525 Ом на фут для № 14; 0,008051 Ом на стопу для эмали №19; и 0,065 Ом на фут для провода № 25. Сопротивление различных обмоток являются:

Первичный 1,26 Ом; вторичный № 1, 0,018 Ом; вторичный № 2, 0,022 Ом; вторичный №3, 80 Ом.

Падение напряжения на обмотке:

Вторичный № 1 0,054 В; вторичный № 2, 0,088 вольт; вторичная №3, 16 вольт.

Падение напряжения на вторичной обмотке №3 не вызывает возражений.Чтобы компенсировать для наших падений напряжения во вторичных обмотках № 1 и 2, а также для преодоления сопротивления в выводах от трансформатора к розеткам добавим по одному витку на каждую этих обмоток. Таким образом, мы даем им новое значение 13 и 16 витков соответственно. с центральными метчиками теперь на 6 1/2 и 8 оборотов. Изменить ранее сделанный график к этим новым ценностям.

Текущий квадрат, умноженный на сопротивление каждой обмотки:

Первичная, 2.8 Вт; вторичный №1 0,16 ватт; вторичный №2, 0,35 Вт; вторичный # 3, 3,2 Вт. Общие потери в меди составляют 6,51 Вт.

Поскольку сердечник имеет внешние размеры 4 1/2 на 3 3/4 дюйма и весит 4,6 фунтов, потери в сердечнике составляют 7,8 Вт. Общие потери складываются из меди и потери в сердечнике или 14,3 Вт. КПД трансформатора:

с x 100) / (Ш с + потери) или (130 х 100) / (130 + 14,3)

Выполняя указанные математические операции, мы обнаруживаем, что наша эффективность составляет почти 91%.Поскольку наш показатель эффективности — это наша проверка полезности наших дизайн и наша эффективность более 90% в этом случае дизайн полностью удовлетворительный и мы можем пойти дальше и сконструировать наш трансформатор.

Опубликовано: 5 марта, 2021

Основы электроники: трансформатор

Строительство трансформатора

Теория предыстории: что делает трансформатор?

Как в огромных количествах вырабатывается электроэнергия на огромных атомных электростанциях (или ветряных электростанциях, солнечных полях и т. Д.)), а затем подключитесь к розетке в гостиной с правильным напряжением для питания телевизора, чтобы посмотреть последний выпуск Wheel of Fortune? 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.

Вы могли бы подумать, что технология, столь важная для нашей повседневной жизни, будет иметь сложную структуру, но когда 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, E-образной, с цельным, воздушным и даже стальным слоем. 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 высоких частотах, 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 отношение, прямо пропорциональное отношению напряжений. Обе стороны зависят друг от друга через свойство индукции и магнитный поток, который проходит через сердечник трансформатора.

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


Где

В П = 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
а = 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 сторону 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 угловому штырю 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 ответвитель, 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

Использование трансформаторов в LTspice / Switcher CAD III

Трансформаторы

являются ключевым компонентом многих конструкций импульсных регуляторов, обеспечивая изолирующий барьер в опасных системах большой мощности, обеспечивая очень высокие коэффициенты понижения или повышения в высоковольтных схемах и (с дополнительной обмоткой) легко размещая несколько или инвертирующих выходов. .Конвертеры обратного, прямого и SEPIC используют трансформаторы. В этой статье рассказывается, что вам нужно знать, чтобы добавить трансформаторы в симуляции LTspice / SwitcherCAD III.

О LTspice / SwitcherCAD III

LTspice / SwitcherCAD III — это мощный инструмент моделирования SPICE со встроенным схематическим захватом. В отличие от многих других бесплатных симуляторов, LTSpice является универсальным инструментом без ограничений. LTspice включает модели для большинства импульсных преобразователей постоянного / постоянного тока Linear Technology, а также библиотеку устройств для общего моделирования аналоговых схем, включая операционные усилители, компараторы, линейные регуляторы и дискретные устройства.LTspice / SwitcherCAD III можно бесплатно загрузить здесь.

На рисунке 1 показана основная методика. Просто рисуем каждую обмотку трансформатора как катушку индуктивности и соединяем катушки индуктивности с помощью директивы SPICE, называемой K-оператором (например, «K1 L1 L2 1».)

Рис. 1. Чтобы добавить трансформатор к вашей модели LTSpice / SwitcherCAD III, просто нарисуйте две катушки индуктивности и добавьте оператор «K» для соединения катушек индуктивности.

Чтобы добавить директиву, выберите «Директива SPICE» в меню «Правка».Это позволяет вам размещать текст на схеме, которая включена в список соединений SPICE. Как только катушка индуктивности упоминается в K-выражении, LTspice использует символ катушки индуктивности с видимой точкой фазирования, чтобы указать фазировку каждой обмотки.

Установка коэффициента трансформации трансформатора — это просто вопрос выбора правильных значений индуктивности. Помните, что индуктивность пропорциональна квадрату отношения витков. В приведенном выше примере отношение витков 1: 3 дает отношение индуктивности 1: 9.

Последняя запись K-оператора — это коэффициент взаимной связи.Это шкала от 0 до 1, где 1 означает идеальное соединение между катушками индуктивности (т.е. отсутствие индуктивности рассеяния). Индуктивность утечки обычно нежелательна в практических схемах. Например, в трансформаторах, предназначенных для хранения энергии, таких как обратный преобразователь, индуктивность рассеяния не позволяет вторичной обмотке удалить всю энергию, накопленную первичной. В трансформаторе без накопления энергии импеданс индуктивности рассеяния может ограничивать, насколько хорошо вторичная обмотка может экранировать сердечник от первичного тока, устанавливая жесткий предел того, сколько энергии может быть преобразовано через трансформатор.В любом случае индуктивность рассеяния может вызвать нежелательные всплески напряжения или звон, что может привести к необходимости использования демпфирующих цепей и связанных с ними потерь энергии. Мы вернемся к индуктивности рассеяния позже, но для начального моделирования проще и часто бывает достаточно игнорировать индуктивность рассеяния, установив коэффициент взаимной связи равным 1.

Если у вас есть трансформатор с более чем одной первичной и одной вторичной обмотками, вы должны убедиться, что учтены все взаимные индуктивности.Рассмотрим трансформатор с четырьмя обмотками; L1, L2, L3 и L4. Распространенной ошибкой является добавление только трех взаимных связей с тремя отдельными К-образными формулами для такого трансформатора с четырьмя обмотками:

K1 L1 L2 1
K2 L2 L3 1
K3 L3 L4 1

LTspice скажет вам, что этот трансформатор невозможен, поскольку невозможно идеально соединить L1 с L2, а L2 идеально соединить с L3 без некоторой связи между L1 и L3. Да, две катушки индуктивности могут не иметь взаимной индуктивности, но иметь некоторую связь с третьей, но есть ограничения на то, насколько хорошо они могут быть связаны с этой третьей.LTspice анализирует матрицу коэффициентов взаимной связи и определяет, достижимы ли ваши коэффициенты связи физически.

Трансформатор с четырьмя обмотками обычно имеет шесть ненулевых взаимных индуктивностей:

K1 L1 L2 1
K2 L1 L3 1
K3 L1 L4 1
K4 L2 L3 1
K5 L2 L4 1
K6 L3 L4 1

Обычно количество взаимных индуктивностей в трансформаторе с N обмотками составляет N • (N — 1) / 2. Обратите внимание, что число растет как N в квадрате, так же как индуктивность каждой отдельной обмотки пропорциональна квадрату количества витков.

Перестановка всех названий катушек индуктивности вручную для генерации отдельных операторов взаимной связи для каждой взаимной индуктивности в лучшем случае утомительна и, как правило, подвержена ошибкам. Лучше использовать один K-оператор, в котором упоминаются все катушки индуктивности, намотанные на одном сердечнике, и позволяющий LTspice выполнять работу:

К1 L1 L2 L3 L4 1

LTspice понимает, что все эти индукторы связаны друг с другом одним и тем же коэффициентом взаимной связи. На рис. 2 показан этот метод, используемый в трансформаторе с четырьмя обмотками, сконфигурированном как автотрансформатор путем последовательного соединения обмоток.

Рис. 2. Чтобы добавить трансформатор с более чем двумя обмотками, добавьте оператор «K», который включает все связанные индукторы.

Вы можете смоделировать эффекты индуктивности рассеяния, чтобы рассмотреть конструкции демпфера или определить время коммутации преобразователя с резонансным переключением. Есть два способа добавить к вашей модели индуктивность рассеяния. Вы можете либо подключить дополнительные индукторы последовательно с выводами индукторов обмотки — очень прямой подход — либо использовать коэффициент взаимной связи меньше единицы.Индуктивность рассеяния L LEAK может быть связана с индуктивностью обмотки L и коэффициентом связи K следующим уравнением:

Если K близко к 1, оба метода электрически эквивалентны.

Одно предостережение: усилия по моделированию значительно возрастают, когда добавляется утечка, потому что после добавления индуктивности рассеяния к моделированию вам также необходимо смоделировать емкости, которые могут звенеть вместе с ней, и потери, ограничивающие добротность звона, в чтобы получить какое-либо согласие между смоделированными и измеренными эффектами.По этой причине я обычно рекомендую начать моделирование без какой-либо индуктивности рассеяния, а затем добавить ее позже, если вы чувствуете, что вам нужно исследовать неидеальное поведение из-за индуктивности рассеяния в трансформаторе.

Чтобы смоделировать трансформатор в ваших симуляциях LTspice / SwitcherCAD III, просто нарисуйте каждую обмотку трансформатора как отдельную катушку индуктивности. Затем добавьте в схему директиву SPICE вида K1 L1 L2 L3 … 1.. Вот и все!

Чтобы просмотреть пример файла моделирования с использованием связанных катушек индуктивности в преобразователе SEPIC, посетите страницу продукта для контроллера LTC1871 и щелкните вкладку «Моделирование», чтобы получить готовую к запуску демонстрационную схему.

Ридли Инжиниринг | — [053] Конструкции первичной обмотки обратного трансформатора

Как намотать обратный первичный преобразователь для достижения наилучших характеристик.

Введение

Доктор Ридли показывает, как сложные детали конструкции магнетика могут иметь большое влияние на работу обратноходового преобразователя. Это может иметь огромное влияние на емкость и форму сигнала вызывного сигнала вашего преобразователя.

Первичные обмотки обратного трансформатора

Если вы разрабатываете обратноходовой преобразователь, он обычно рассчитан на высоковольтный вход, и вам не требуется много энергии — обычно 10 Вт или меньше. Пространство всегда в дефиците, и вы хотите, чтобы трансформатор был как можно меньше.

Эти общие ограничения часто приводят к конструкции с небольшим сердечником и множеством первичных витков, часто более 100. Использование нескольких слоев обмотки обычно невозможно избежать, и необходимо принять решение о том, как именно расположить несколько слоев обмотка.В этой статье будет рассмотрен случай 130-витковой первичной обмотки, намотанной в два слоя на бобине EPC19 от TDK. Были изготовлены и испытаны три различные конфигурации обмоток.

На рис. 1 показана первая конфигурация, в которой проволока диаметром 34 AWG наматывается на бобину и обратно без ленты между слоями. Это наиболее распространенная схема, поскольку недорогая намоточная машина может быть запрограммирована на автоматизацию этой схемы очень легко. Также очень легко собрать прототип вручную.

Рис. 1. Двухслойная первичная обмотка обратноходового трансформатора без ленты. Это конфигурация максимальной емкости.

К сожалению, это также наихудший способ организации двухслойной обмотки, поскольку он обеспечивает максимальную емкость обмотки и максимальное напряжение между соседними проводами в начале и в конце обмотки. Несмотря на эти недостатки, большинство производителей так и поступают, и у большинства дизайнеров нет опыта, чтобы настаивать на изменениях, которые могут улучшить производительность.

Рис. 2: Измерение первичного импеданса с конфигурацией обмотки максимальной емкости, два слоя без ленты. Эквивалентная емкость 82 пФ.

На рис. 2 показано измерение частотной характеристики этой конфигурации первичной обмотки трансформатора. Все измерения в этой статье были выполнены с помощью анализатора частотной характеристики AP300, сконфигурированного для измерения высоких импедансов и емкости трансформатора до 2 пФ.

Машины для намотки трансформаторов

, их значение и типы

Трансформатор

— один из важнейших компонентов любой электрической цепи.Трансформатор в основном используется для преобразования (увеличения или уменьшения) напряжения в зависимости от максимально допустимого напряжения приложения. Таким образом, существует два основных типа трансформаторов: повышающие и понижающие трансформаторы. Основное различие между этими двумя типами трансформаторов — количество обмоток. Таким образом, обмотка становится важнейшей частью этого электрического устройства. Эти обмотки изготавливаются с помощью трансформаторных намоточных машин.

Трансформаторы используются в широком спектре приложений, начиная от мобильных зарядных устройств и заканчивая крупными отраслями промышленности.Таким образом, номинал трансформаторов может варьироваться от ВА до МВА. ВА — номинальное напряжение и ток трансформатора. Таким образом, в зависимости от области применения используются трансформаторы с разными обмотками. Существуют различные типы трансформаторных намоточных машин, которые используются для производства трансформаторов с различными номиналами ВА / МВА. Помимо этого, требуются различные типы намоточных машин в зависимости от производства небольшого или большого объема. Что это за машины? Какое значение имеют эти станки при изготовлении обмоток? Вам интересно узнать о них больше? Прочтите следующий пост, чтобы получить подробное представление об этих машинах.

Какие бывают типы машин для намотки трансформаторов?

Как обсуждалось ранее, трансформаторы с разной номинальной мощностью требуют разных катушечных обмоток. Исходя из этого, используются три основных типа намоточных машин. Вот эти три типа машин:

  • Ручные машины для намотки трансформаторов —

    Этими машинами для намотки трансформаторов можно управлять вручную или с помощью небольшого двигателя.Катушки трансформатора можно точно намотать с помощью ручных намоточных машин для трансформаторов. Одним из основных преимуществ этих машин является их легкий вес. Это делает их портативными, и их можно легко переносить из одного места в другое.

  • Программируемые машины для намотки трансформаторов —

    Программируемые машины для намотки трансформаторов представляют собой усовершенствованную версию намоточных машин, которые оснащены 16-битным микропроцессором для интеллектуальной работы. Эти машины также имеют шаговый двигатель, который может намотать до 750 об / мин.В этих машинах настраиваются и программируются различные функции трансформатора. Это одно из самых больших преимуществ этих машин, поскольку программирование этих функций обеспечивает высокую точность в работе. Таким образом, катушки трансформатора легко наматываются. Вот некоторые поразительные особенности этих устройств:

    • Они имеют встроенный счетчик продукции, который отслеживает количество обмоток катушки трансформатора.
    • Есть ряд пунктов меню, которые можно легко запрограммировать.
    • Эти намоточные машины оснащены ручкой регулировки скорости. Это помогает регулировать скорость.
    • Еще одна важная и полезная особенность этих трансформаторных намоточных машин — наличие дисплея.
  • Автоматические машины для намотки трансформаторов —

    Как следует из названия, автоматические машины для намотки трансформаторов выполняют свою работу практически без вмешательства человека. Преимущество использования этих типов намоточных машин заключается в том, что они помогают снизить трудозатраты.На эти машины можно загружать различные задания, и они управляются с помощью компьютеризированных программ. Многошпиндельная особенность этих станков помогает сделать оборудование многообмоточным. На этих машинах можно одновременно наматывать несколько катушек.

Это были три основных типа трансформаторных намоточных машин, используемых рядом производственных фирм. Чтобы получить более подробную информацию по этой теме, вы всегда можете связаться с отраслевыми экспертами, такими как Armature Coil, которые имеют достойный опыт в предоставлении услуг по намотке трансформаторов и производству.

Машины для намотки трансформаторов, их значение и типы Последнее изменение: 13 апреля 2018 г., Скотт Херан.

О Скотте Херане и Жан с восьми лет. Скотт проработал в отделе продаж в ACE более 20 лет. Скотт окончил Университет Джона Кэрролла. Женат на Терезе, он гордый отец двоих детей и двух внуков.

Руководство по выбору — PDFCOFFEE.COM

Marko Delac Delatsch Electronics 2018. 6 января. Практическое руководство по простой односторонней обмотке выходного трансформатора

Просмотры 120 Загрузки 49 Размер файла 39KB

Отчет DMCA / Copyright

СКАЧАТЬ ФАЙЛ

Рекомендовать истории
Предварительный просмотр цитирования

Marko Delac Delatsch Electronics 2018.6 января.

Учебное пособие по простой односторонней обмотке выходного трансформатора Практический способ намотки собственных трансформаторов мощности и выходного трансформатора. Обмотка собственного силового и выходного трансформатора дает вам очень удобное положение при изготовлении или проектировании электронного оборудования. Это дает вам свободу экспериментировать, модернизировать существующий трансформатор или создавать совершенно новую конструкцию, которую просто невозможно найти среди доступных готовых трансформаторов. Имея возможность наматывать специальные силовые и выходные трансформаторы в соответствии с вашими потребностями и предпочтениями, вы можете значительно контролировать конечный продукт, который вы создаете и строите.Использование нескольких ответвлений напряжения, которых нет в стандартных трансформаторах, или просто неиспользование некоторых ответвлений, имеющихся в стандартных трансформаторах, само по себе может быть большим преимуществом. Например, если вы разрабатываете гитарный предусилитель, который требует относительно небольшого количества тока, но вам нужна обмотка высокого напряжения и более тонкий калибр для проводов нагревателя (если вы хотите использовать 12,6 В вместо 6,3 В, что более эффективно по току и менее шумно) Вам также не нужна обмотка 5V, с которой идет стандартный трансформатор.Таким образом, вы можете намотать индивидуальный трансформатор, который будет иметь все необходимые вам функции и в то же время не будет иметь функций, которые вам не нужны, что делает трансформатор значительно легче и компактнее, чем стандартные трансформаторы. Есть много разных способов рассчитать и намотать выходной трансформатор. В этом уроке я постараюсь объяснить и продемонстрировать довольно простые (на мой взгляд) методы расчета и намотки вашего выходного трансформатора. Прежде чем приступить к подсчетам и количеству поворотов, следует иметь в виду несколько важных моментов.Самый главный вопрос — для чего будет использоваться выходной трансформатор? Если вы планируете намотать выходной трансформатор для своего гитарного лампового усилителя или домашнего усилителя Hi-Fi, на самом деле нет никаких сложных шагов, и расчет довольно прост. Однако, если вы планируете намотать очень линейный высококачественный Hi-Fi или линейный выходной трансформатор для записи части оборудования, это потребует больше, чем простые вычисления. ПРОСТОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПО ОБМОТКЕ

! 1

При разработке выходного трансформатора для гитарного усилителя или даже выходного трансформатора Hi-Fi с приличным звуком (не высокого класса) вам не нужно слишком беспокоиться об индуктивности рассеяния и межобмоточной емкости , сбалансированные обмотки, экранирование, качество сердечника, сильное чередование обмоток, сопротивление вторичной обмотки и все другие потери и детали, которые вы должны учитывать при проектировании трансформатора для упомянутых выше применений.Сами по себе расчеты более чем достаточны даже для трансформаторов более высокого качества, линейность и другие высокопроизводительные характеристики потребуют более качественного сердечника, чередования и улучшенных общих методов намотки и сборки. Расчет выходных трансформаторов SE очень похож на расчет выходных трансформаторов мощности или PP. Основное отличие состоит в том, что через первичную обмотку трансформатора протекает постоянный ток. Относительно высокий постоянный ток в первичной обмотке может перенасыщать сердечник, что может вызвать значительные и неприятные искажения исходного сигнала.Чтобы предотвратить это нежелательное насыщение сердечника, нам нужен так называемый воздушный зазор между пластинами E и I. Существует теоретическая формула для воздушного зазора, поэтому в идеале вы можете рассчитать правильный размер воздушного зазора, но на практике она не дает никакой реальной пользы. Потому что на практике очень сложно подогнать пластины E и I так, чтобы воздушный зазор был точным. Обычно на практике используют кусок прессованной бумаги толщиной от 0,1 мм (0,04 дюйма) до 0,3 мм (0,12 дюйма). Точное значение и общая точность воздушного зазора не критичны для звука.Важнее то, что есть воздушный зазор. Конечно, после того, как вы построили трансформатор, вы можете прослушать, измерить и отрегулировать воздушный зазор, изменив толщину бумаги, чтобы увидеть, как это влияет на характеристики вашего трансформатора. Поскольку мы нарушаем магнитный путь в сердечнике и делаем его практически бесконечным для нежелательного намагничивания, магнитное поле нашего переменного сигнала также страдает и теряет часть своей силы. Вот почему нам необходимо компенсировать эту потерю, увеличив количество витков в первичной обмотке.Есть много способов рассчитать количество витков выходных трансформаторов. В этом уроке я буду использовать два разных метода. Они доступны как в метрической, так и в британской системе мер. Если вы хотите намотать трансформатор для hifi, я предлагаю использовать первый способ. Для гитарного трансформера я бы предложил второй. Итак, начнем с расчетов. Для импеданса динамика вы можете выбрать номинальное значение динамика, который вы планируете использовать. В нашем примере мы будем использовать 8 Ом, поэтому мы можем ввести это значение в ячейку B3 нашей электронной таблицы.Допустим, мы выбрали лампу 6V6 и хотим сделать простой моноблочный усилитель SE Hi-Fi, и нам нужно намотать для него выходной трансформатор

SIMPLE SE OT WINDING TUTORIAL

! 2

. Во-первых, мы сверимся с таблицей данных на лампу 6V6 и выясним, что для работы класса A она дает выходную мощность около 5 Вт. Мы используем это для ячейки B4. Нагрузка на пластину также указана в технических характеристиках трубки, поэтому мы используем 5000 Ом (ячейка B5). Мы также хотим ввести самую низкую частоту, которую, как мы надеемся, будет достигать наш трансформатор.Допустим, это 50 Гц. Так же, как трансформатор PP, вы можете попробовать более низкие частоты, но для вашего первого трансформатора я бы не рекомендовал его. Все, что находится в диапазоне 40-70 Гц, будет нормально работать со средними динамиками. Итак, мы используем 50 для ячейки B6. Теперь по рассчитанному значению поперечного сечения жилы вы можете выбрать ближайший размер, который у вас есть под рукой или есть в наличии. Для этого расчета используйте поперечное сечение, максимально близкое к рекомендуемому (ячейка B9), поскольку в этом расчете размер сердечника не используется для непосредственного определения количества витков.Итак, выбранное значение поперечного сечения жилы в ячейке B15 только для справки. Другое значение, которое вам нужно проверить, — это постоянный ток, протекающий через первичную обмотку. Вы должны найти это значение в техническом описании трубы или иногда оно будет записано на схеме. Вы также можете использовать технический паспорт существующего трансформатора в качестве руководства. Введите значение постоянного тока в ячейку B21. Чтобы убедиться, что обмотки поместятся на шпульку, вам необходимо указать поперечное сечение окна.Введите длину и ширину окна в ячейки B31 и B32. Если поперечное сечение окна (ячейка B33) больше, чем общее пространство, занимаемое пакетом провод + медь (ячейка B44), вы сможете установить свои обмотки на бобину. Теперь, как человек, который только запускает или наматывает свой первый трансформатор SE, вы должны использовать сердечник и катушку, где разница между ячейками B33 и B44 составляет не менее 20 процентов. Как видно из таблицы, это все, что вам нужно было сделать для расчета выходного трансформатора SE! Теперь можно начинать наматывать! Давайте воспользуемся другим методом, чтобы рассчитать аналогичный трансформатор, но для гитары.Вы можете выбрать импеданс динамика (ячейка B3), мощность (ячейка B4) и нагрузку на пластину (ячейка B5), как в первом методе. Для минимальной или самой низкой частоты мы можем использовать 60 или 70 (это значение действительно не критично для гитары OT, так как самая низкая частота на электрогитаре составляет 82 Гц (также расчетная частота не будет точным значением в нашем практическом трансформаторе). Для трансформаторов SE стандартная плотность магнитного потока обычно составляет 4000 Гаусс. В зависимости от качества сердечника она может быть выше, но это хорошая отправная точка.Для наших целей мы можем использовать значение по умолчанию 4000 Гаусс. Поэтому, если вы не собираетесь экспериментировать или не знаете, какое значение использовать, просто используйте это значение по умолчанию в ячейке B12.

УПРАЖНЕНИЕ ПО ПРОСТОЙ НАМОТКЕ

! 3

Для выбранного поперечного сечения сердечника не нужно слишком строго придерживаться эффективного или рекомендованного значения (ячейка B9). Жила может быть намного меньше рекомендованного сечения жилы. Доказательство тому — выходной трансформатор Fender Champ, который действительно очень, очень крошечный.Вы также можете использовать ядро ​​большего размера. Независимо от того, какой размер вы выберете, обязательно введите его в ячейку B15, поскольку расчет количества витков зависит от выбранного вами размера для этого метода. Для постоянного тока вы можете выбрать то же значение или немного меньшее значение тока, чем в предыдущем примере, чтобы вы могли намотать его проволокой меньшего калибра и вставить в меньшую бобину (ячейка B21). Не забудьте дважды проверить, можете ли вы подогнать обмотки к выбранной шпульке, введя значения длины и ширины окна в ячейки B31 и B32.Как и в предыдущем примере, это все, что вам действительно нужно для расчета выходного трансформатора SE. Вы готовы к намотке! Что касается схемы обмотки, для гитарных усилителей и простых домашних усилителей Hi-Fi вы можете просто намотать всю первичную обмотку, а затем вторичную обмотку поверх первичной обмотки. Если вы хотите расширить высокочастотную характеристику, вы можете использовать одно или несколько чередований. Попробуйте намотать одну половину первичной обмотки, затем всю вторичную обмотку и, наконец, вторую половину первичной обмотки.Существует также известная схема чередования, которую вы можете попробовать: намотайте четверть первичной обмотки, затем половину вторичной обмотки, затем половину первичной обмотки, затем вторую половину вторичной обмотки и, наконец, четверть первичной обмотки. (1 / 4P-1 / 2S-1 / 2P-1 / 2S-1 / 4P) Другое очень важное различие между выходным трансформатором PP и SE — это наложение пластин. Для двухтактных и силовых трансформаторов вы сначала вставляете всю пластину E (одну с левой стороны бобины, другую с правой стороны), а затем заполняете зазоры всеми пластинами I.Для трансформаторов SE вам нужно вставить все слои E с одной стороны бобины, а затем сложить все слои I вместе и положить кусок прессованной бумаги между слоями E и I. Это может быть сложно сделать, потому что вам нужно найти способ скрепить все пластинки I вместе, а затем скрепить пластинки E и I вместе с помощью специального металлического кронштейна или пары пластин I из пластин меньшего типа EI, которые будут подходят, и отверстия для винтов совпадут, когда вы наденете их на собранный сердечник.Для получения дополнительной информации и подробностей о практической намотке и сборке трансформаторов, пожалуйста, ознакомьтесь с другими моими доступными учебными пособиями и видеоуроками.

УПРАЖНЕНИЕ ПО ПРОСТОЙ УСТАНОВКЕ

! 4

(PDF) Конструкция магнитного шунта и их влияние на электромагнитные силы обмотки трансформатора

Дальнейшее объяснение различий было дано в их отчетах

. За исключением вышеупомянутых аспектов, деформации обмотки

, нарушения изоляции, т. Е. Межвитковое короткое замыкание,

— все они были перечислены как способные повлиять на поток утечки, что указывает на

, что при расчете электромагнитной силы следует учитывать и их

(Аривамудхан и др.2008; Фейзи и Сабахи 2008; Cabanas

2009). Cabanas (2005) и Cabanas et al. (2007) даже

применил его для контроля состояния трансформаторов, чтобы

обнаруживал деформацию обмотки с точки зрения радиальных выпуклостей

и осевого разрушения.

Среди предыдущих обсуждений расчета электромагнитной силы

и влияющих на него факторов следует отметить влияние магнитных шунтов потока

, которые изначально предназначены для уменьшения реактивного сопротивления утечки

, потерь мощности и тепловых проблем в

. конструкции из ферромагнитного материала (Namjoshi and

Biringer 1997; Chen et al.1999; Szabados et al. 2007),

еще не рассмотрено. Действительно, расположение магнитных частей из ферро-

может повлиять на распределение потока утечки.

Аранд и Аббасзаде (2004) сообщили, что положение, магнитная проницаемость

и геометрические параметры шунта магнитного потока

оказывают заметное влияние на реактивное сопротивление утечки

трансформаторов. Этот вывод, естественно, является подтверждающим доказательством существования

ЭМ сил трансформатора

, поскольку он, очевидно, влияет на поток утечки

.

В таком контексте нам рекомендуется изучить, как различные типы шунтов магнитного потока

влияют на транс-

бывших электромагнитных сил из-за высокой потребности в их точном прогнозе

. В следующих разделах исследуются шунты в форме ленты и лепестковидного типа

, а также металлический корпус трансформатора

, который выполняет роль магнитного шунта, когда внутри корпуса нет

тщательно спроектированных шунтов. последовательность для достижения цели.Основное обсуждение

основано на вычислении FE, которое подтверждено аналитическим методом

, полученным с использованием метода двойных рядов Фурье

(DFS).

2 Описание модели

Силовой трансформатор модели мощностью 10 кВА использовался для детального исследования

влияния шунтов магнитного потока на электромагнитные помехи. Он специально спроектирован и изготовлен на основе

дисковой структуры обмоток большого силового трансформатора

, производимого Universal Transformers (Wang and

Pan 2014).Его номинальный ток составлял 20 А в первичной обмотке

(240 витков) и 35 А во вторичной обмотке

(140 витков). Более подробные технические характеристики

можно найти в Таблице 1.

На основе основной структуры модели силовой трансмиссии

была построена серия аналитических и КЭ моделей, и проанализировано

, включая:

• 2D аналитический модель

• 2D FE-модель

• 3D-модель FE (с осесимметричными граничными условиями

ступеней (BC))

• 3D-модель FE (с асимметричными BC)

• 3D-модель FE (с металлическими кожухами разных размеров )

• 3D КЭ модель (с различными типами и размерами магнитных шунтов

).

Уверенность в расчетах КЭ достигается путем построения моделей

шаг за шагом от аналитической двухмерной модели

к двухмерной модели КЭ и затем трехмерной аксиально-симметричной модели

. Таким образом, можно сделать вывод о дальнейшем обсуждении влияния магнитных шунтов

на электромагнитные силы. 3D модели

с учетом различных расположений, размеров

ферромагнитных границ представлены на рис. 1.

Осесимметричная модель на рис.1а состоит из

узлов обмоток и окруженного сердечника, который

образует симметричный путь магнитного потока в пространстве. Граничное условие Neu-

Mann выполняется естественным образом из-за большой проницаемости сердечника трансформатора

. Асимметричная модель

на рис. 1b заменяет сердечник трансформатора в модели

(a) сердечником с тремя выводами. Эта конфигурация нарушает осевую симметрию

магнитного пути. Модель (c) включает в себя металлический корпус

, который больше похож на практичные трансформаторы.В этом случае в

металлический корпус можно рассматривать как специальный шунт магнитного потока

, хотя он специально не спроектирован.

Его влияние на электромагнитную силу трансформатора, а также чувствительность

к размерам корпуса будет обсуждаться. 3D-модель

, показанная на рис. 1d, является более популярной и представляет собой конструкцию шунтов для магнитного потока. Включены два типа

шунтирующих геометрий «открытой топологии», полоски и лепестки —

.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.