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

Что понадобится для сборки?

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

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

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

Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:

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

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

Расчеты

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

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

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

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

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

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

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

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

Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I₁ = P₁ / U₁

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по  формуле: : I₂ = P₂ / U₂

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

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Сборка повышающего трансформатора

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

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

Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:

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

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

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

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

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

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

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

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

Сборка понижающего трансформатора

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

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

Процесс изготовления заключается в следующем:

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

Испытание

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

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

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

Видео инструкции

какой и сколько покупать, как правильно выбрать

Провод для проведения намотки трансформатора – это не то, что дилетанту в электротехнике, но и любому восьмикласснику будет понятно, один из важнейших элементов такого преобразующего энергию электротехнического оборудования.

Фундаментальность, не просто нормальной а в принципе возможной работы трансформатора напрямую зависит от типа, качества провода его конструкции и физических свойств, верного процесса его намотки и соблюдения всех регламентов. Электрический проводник обладает большим спектром характеристик, рассказ о которых будет подробно построен далее.

Основные особенности

Так как заряженные частицы при упорядоченном движении в проводнике сталкиваются с определенными силами внутреннего сопротивления материала на пути к осуществлению процессов электромагнитной индукции и трансформации напряжения электрического тока из одного класса в другой в зависимости от текущего функционала трансформатора, его обмотки, а именно провод образующих их форму, должны обладать хорошей проводимостью, иметь надежную изоляцию как между своими витками, так и с другой обмоткой и магнитопроводом устройства, наматываться строго по технологическим нормам и правилам предписанным для конкретного изделия, в ряде случаев иметь определенную форму, длину, сечение и другие подобные свойства.

Особенностей проводника в обмотках преобразователя напряжения громадное количество, но именно их исправность обеспечивает длительную нормальную работу устройств трансформации, независимо от их величины и применения. Исправность проводника в трансформаторе одинаково важна как для небольших бытовых сетевых устройств, так и для силовых электроагрегатов, питающих целые районы.

В заводских условиях, при выпуске с производства, в момент планово-предупредительных ремонтах,  методиках приемо-сдаточных испытаний, осмотрах его обмоток преобразователь проходит не один десяток тестов на возможные скрытые дефекты или неполадки, и только после этого рабочий персонал выдает официальные заключения, по обследуемому оборудованию.

Бытового типа

Что касается менее серьезных по своей роли трансформирующих устройств бытового типа из современной электроники или другого оборудования, – очень часто радиолюбители, «самоделкины» берутся вести ремонт или даже личную перемотку обмоток устройства крайне легкомысленно подходя к вопросу. Без многочисленных знаний физических процессов проводников, понимания их типа, диаметра, сечения, длины, количества витков в конкретной катушке агрегата, используя подручную элементную базу в таких ремонтах все это заканчивается плачевно, как для техники в составе которой размещен трансформатор, так порой и для самих домашних ремонтников. В серьезных высоковольтных преобразователях такому деянию на практике нет места по понятным причинам.

Трансформаторы сложные электротехнические устройства от начала и до конца. Это приборы очень важные по функционалу и выходным характеристикам, плюс сюда добавляется и повышенная опасность для человека. А проводник на его катушке – это сердцевина оборудования. Он участвует, отвечает за главный процесс трансформации энергии на протяжении всей работы преобразователя.

Чтобы быть готовым к возможным потенциальным неисправностям в обмоточном секторе энерго агрегата, его проводники проходят тщательный подбор, расчёт и тесты, исходя из энерго систем, в ансамбле которых планируется устанавливаться весь передающий узел. Эти мероприятия проводят еще на заводе производителе. Те же знания, действия и анализ обмоточной проводки используют на этапах текущей эксплуатации.

Все проводники, применяемые в обмотках любых трансформаторов, имеют свою классификацию по спектру свойств и качеств, исходя из реальных нужд. О ней и дальше – рассказывает следующая глава статьи.

Классификация

Как раз само видовое различие части электротехнического устройства в свою очередь делится внутри себя на элементы, грубо сказать относящиеся к электрическим (полезной работе) параметрам оборудования, и второй подвид, отвечающий за безопасность и степень его безаварийной длительной работе.

По материалу проводника

Для проводников в обмотках трансформаторах напряжения в рамках электрических параметров эффективности, исходя из физики процессов внутренних сопротивлений проводником базово используют цветные металлы рудного типа. Их удельные сопротивления, токовая проводимость, магнитные характеристики, доступность и ценовая политика наиболее близко подходят к преобразователям и в целом для электрической проводки, если не учитывать последний из них.

Медные

В связи с своими отличными, значительно большими свойствами электропроводимости, по сравнению с другими электротехническими материалами, получило широкое распространение в использовании в качестве обмоточных проводников различной геометрии.

Медные провода обладают повышенной гибкостью и износостойкостью.

Тем не менее, в последнее время, есть ряд факторов подтверждающих замену медных проводников на более дешевые в связи с экономической составляющей.

Алюминиевые

Когда электрические свойства меди не были так широко исследованы научными методами, обмотки трансформаторов, линии электропередач выполнялись преимущественно из алюминия. Этот цветной металл по номинальному значению удельного сопротивления стоит на втором месте после меди, и вполне может заменить ее на обмотке трансформатора.

Однако, где необходимы большие мощности электротехнических устройств, без роста геометрических размеров обмоточных проводов все-таки используется медь. Алюминий к тому же имеет меньшую гибкость и стойкость.

Из сплавов сопротивления

В качестве таких материалов в большинстве случаев используется нихром. Его добыча, остатки в недрах Земли крайне малы. Поэтому, и исходя из высокой стоимости исполнения нихромовых проводников в обмотках преобразователе напряжения, подобные сплавы хоть и имеют ряд преимуществ, но используют в редких случаях. При проектировании специальных энергоустановок или устройств в основном.

По геометрии сечения

Сечение проводника — это второй параметр или характеристика, по которой в обязательном порядке производится выбор провода для намотки катушек трансформатора. Здесь зависимость выбора связана с увеличением электропроводимости у плоской (прямоугольной) геометрии проводника и ее уменьшение в случае, если проводник имеет круглую форму и площадь поперечного сечения.

Когда нагрузка в потребляющей сети имеет или необходима на высоком уровне, требуется аппараты преобразования большей мощности – выбирают проводники прямоугольной формы

В базовых номиналах потребления для намотки используются круглые проводники. Если требуется собрать катушки охлаждения – применяется полая внутри, круглая по своему сечению проволока.

По материалу изоляции

Третий параметр, отвечающий за длительность и безопасность электротехнического устройства в виде трансформатора напряжения, зовется изоляцией проводников. В свете развития технологического прогресса, открытия все новых и новых синтетических материалов, обладающих повышенными диэлектрическими свойствами, качество изоляционного материала в том, числе и в проводнике обмоток трансформатора стало намного выше.

Искусственно созданные диэлектрики позволяют экономить на своих габаритах, но при этом сохранять электрическую непроводимость в полной мере. К тому в расчете выбора проводников на изоляцию делают ставку не только по диэлектрическим свойствам, но и учитывать ее механическую износостойкость. Поэтому порой естественные и давно применяемые материалы в этом процессе являются основными в изоляции.

Бумага

Такая изоляция используется в совокупности проведения пропитки ее трансформаторным маслом, что увеличивает ее электроизоляционные свойства, уменьшает габариты и толщины диэлектрика обмоток, а значит позволяет направить размерную величину преобразователя на увеличение полезной выходной мощности.

В качестве бумажной изоляции дополнительно может использоваться электрокартон с той же масляной пропиткой.

В целом, исполнение изоляции из бумаги пропитанной маслом экономически выгодно, хотя и имеет на нескольких этапах сложность своего исполнения. Накладывается на провод методом обмотки проводника.

Волокнистая или пленочная

Изготовление проводится синтетическими (полимерными) или натуральными лентами путем намотки тремя разнообразными типами нитей волокон изоляционных материалов. Так называемая прядка для своей реализации изоляции обмотки трансформатора требует определенной заводской технологии процесса, специальных расчетов. Плоскопараллельные нити волокон натурального диэлектрика или пленочных синтетиков прядками накладывают на заводе производителе на катушки обмоток с проводниками основными методами:

1. Встык – где края витков изоляции плотно соприкасаются друг с другом;
2. С зазором – витки диэлектрика накладывают прядкой на проводники со специальным зазором между ними, который не более 1-2 мм;
3. Перекрытием – еще один метод намотки изоляции волокнистой изоляцией, при котором новый ее виток частично покрывает своей поверхностью предыдущий.

Каждый из методов определяется в зависимости от типа, мощности и назначения самого трансформатора напряжения. По сравнению с бумажной изоляцией имеет более лучшую электро изоляционные свойства и механическую прочность.

Эмаль

Проводники в эмалевой изоляции относятся к классу провода в синтетической изоляции. Ее выполнение происходит методом литья эмали на провод. За счет чего такая изоляция имеет повышенную термостойкость, минимальную толщину, прекрасные диэлектрические свойства, износостойкость и механическую прочность. Эмалевая изоляция способна противостоять многим химическим процессам и агрессивным средам. Материалы эмали – винифлекс, металвин и другие.

В различных конструктивных исполнениях электротехнических устройств возможно использование комбинированной изоляции проводников их обмоток, где будут применяться различные материалы диэлектрики. Порой только таким применением достигается экономический оптимум и необходимые электрические характеристики.

Маркировка

Различное конструктивное исполнение геометрии проводника, использование разнообразных типов изоляции провода для обмоток трансформаторов, остальные электротехнические свойства в «ПУЭ» привели к созданию регламентированных аббревиатур их маркировки.

Первый буквенный символ в такой аббревиатуре обозначает сам материал проводника: «А» – дает понимание, что провод обмотки алюминиевый. Другой символ обозначает нихром, а его отсутствие принято считать, что проводник медного исполнения.

Второй поясняет о том, что это непосредственно сам провод для обмотки, а последующие дают обозначение к какому типу и материалу диэлектрика относится его изоляция.

В маркировке используются и цифровые символы, после буквенных. Ими принято обозначать сечение проводника, а также максимально допустимое напряжение изоляции, на который рассчитан провод. В других случаях цифры могут относится к количеству слоев изоляции. Примеры обмоточных проводов трансформаторов:

• ПЭМ-1 – медный провод с эмалированной изоляцией в один слой;
• ПКР-1 – медный провод с капроновой изоляцией в одну прядку.

Запомнить все маркировки проводников для обмоток практически невозможно. Главное знать принцип составления этих маркировок и обладать умением пользоваться справочной литературой для его верного подбора.

Обмоточный провод для высоких частот

Основной нюанс в выборе обмоточной проволоки, как раз играет частота протекающего через нее тока. В случае базовых значений переменного тока с частотой в 50Гц или постоянного тока протекание упорядоченных частиц по обмоточным проводникам проходит в нормальном, равномерном режиме.

Как только частота протекания тока увеличивается, начинается смещение течения заряженных частиц. Электроны при этом начинают свое движение по внешнему слою проводника. К тому же в случае повышенной частоты тока увеличивается сопротивление протекания тока и нагрев обмотки.

Учитывая все физические факторы для изготовления обмоток для оборудования с высокой частотой протекания электрического тока применяют ряд мер, способствующих выравниванию всех факторов, обеспечивающих работу такого оборудования. Намотку проволоки обмотки производят по методу «жгута» из множества многопроволочных изолированных проводов.

При этом, чем выше частота тока в оборудовании, тем меньше должен быть диаметр провода обмотки.

Как правильно подобрать

Не погружаясь в детали изготовления таких обмоток для преобразователей высокой частоты, любому покажется метод изготовления достаточно простым. Однако, на практике у радиолюбителей, или даже бывалых электронщиков, чтобы правильно и качественно изготовить такой литцендрат возникает как минимум две трудности – зачистка концов проводника и реализация его создания в виде жгута из множества изолированных многопроволочных проводов.

Легкомысленное отношение к такому проекту по созданию обмоток «высокочастотников» приведет к ошибкам и напрасным материальным расходам. Требуется использовать предварительные инструменты выбора.

По справочникам и каталогам

Используя необходимую техническую литературу по электротехнике, где подробно приведены описания выбора проводников обмоток высокочастотного оборудования, а так же опубликованы уже готовые табличные справочные материалы стоит сравнить их данные с текущим проектом по всем техническим параметрам и выбрать нужный для себя. Это позволит избежать лишней ошибки и финансовых расчетов.

Методики расчета

Толщина изоляции, количество жил в жгуте, сопротивление жилы и диэлектрика не позволяют свободно покупать такой литцендрат готовый или в виде наборных инструментов на Российском рынке в настоящее время.

Здесь стоит или использовать мониторинг заграничного электротехнического рынка совершать далеко недешевые покупки (из-за расчетов в валюте) таких вариантов для намотки обмоток преобразователей высокой частоты, или вооружившись измерительной аппаратурой, справочно-технической литературой, измерив нужные параметры выполнять расчет нужной марки с помощью автоматизированных сервисов, в которых подставив требуемые значения на выходе получается нужный результат, либо изучив формулы ручного расчета, выполнить это по старинке.

Основа методики сводится к подбору многопроволочных проводников по удельному сопротивлению, длине, и их сечению максимально приближенному к справочному номиналу.

Ручные измерения

Вручную такие параметры позволит получить качественный мультиметр, детали проекта оборудования, которые требуется создать, техническая литература, которая направит на верный подбор экспериментальных марок проводника.

С помощью аппаратуры возможно измерить удельное сопротивление физически выбранной проволоки для обмотки. Имея это значение рассчитать его сечение сравнив со справочным значением и определив необходимую толщину жгута.

Процесс очень трудоемкий, но с дополнительной поддержкой в справочниках, любой другой всевозможной информацией по подбору таких проводов, вполне возможный к реализации.

Рекомендации по выбору материалов

При создании преобразовательных устройств в электротехники, радиолюбителями, опытными и не очень, в силу опыта фактического проведения таких работ, сложились определенные полезные советы для будущих проектантов и создателей, которые регламентируются в трех сегментах.

Каркас

В зависимости от конкретики конечного трансформаторного устройства, для верной, удобной и качественной намотки их обмоток существует ряд каркасных механизмов и приспособлений самостоятельного изготовления из подручных инструментов, использования заводских станков для правильной намотки проводника и других.

Сердечник

Здесь тоже исходят изначально из назначения, мощности трансформатора, который есть желание или отремонтировать или создать заново. Цели и назначение преобразовательного устройства позволят точнее выбрать и форму его сердечника и материалы, из которого он будет состоять. Исходя из предназначения оборудования станет ясно, что будет проще – перепаковать имеющиеся под рукой старые шихтованные сердечники, модернизировать и улучшить их электрические и магнитные свойства или купив в радио магазинах специальные материалы создать его с нуля самому, заказать создание на производстве.

Провод

Выбор этой составной части подробно описан выше, исходя также из назначения устройства, его электрических характеристик, мощности и сферы использования, включая полезные параметры и необходимую длительность, безопасность использования.

Подкладки изоляционные

В качестве прокладок диэлектрика самым распространенным диэлектриком является бумага или электротехнический картон. Иногда возможно использование полимерных сред.

Определение направления витков обмотки катушек

В зависимости от параметрических данных самого устройства, формы его магнитопровода, типе и геометрии провода встречается или выбирается определенное направление обмотки из витков на катушке.

При использовании обмотки в одну сторону встречается левое и правое направление обмотки катушки или же с применяя необходимый шаблон с помощью намоточного станка выполняется левосторонняя или правосторонняя цилиндрическая намотка проводника.

Встречается многослойный тип намотки катушек преобразователей, если этим обусловлено дальнейшее использование устройства и техническая необходимость. При этом цилиндрическая обмотка в несколько слоев на станке может накладываться в виде

• встречной направленности – где новый слой проходит встречным направлением по старому слою проводников;
• в одном направлении – несколько слоев прямоугольного проводника накладываются друг на друга в одном направлении.

Каждый слой при этом проходит прокладку изоляционного слоя из бумаги и полимеров. Осевые каналы создаются в момент проведения намотки на станке. В сердечник закладываются специальные рейки, которые по окончании процесса создания обмоток демонтируются, оставляя необходимые каналы.

Иногда требуется создание зазоров в намоточных проводниках. Их расчеты проводят с помощью специальных базовых форм, используя параметры проводников, конструктивного исполнения будущей обмотки и других параметров, которые берутся из технической литературы.

Разницу между фактически полученными значениями при расчете сравнивают с табличными значениями.

При допустимых отклонениях работу продолжают, если требуются корректировки – вносят.

Намотку резонансных катушек преобразовательных устройств электрической энергии проводят, дополнительно руководствуясь их значениями номинальной индуктивности, необходимой собственной емкости и стойкости, и длительности работы.

Как правильно мотать

Получив большинство технических данных, определив точное назначение и сферу использования будущего устройства, элементов обмоток катушки трансформатора, получив заводские шаблоны для выбранного вида обмотки приступают к практической реализации намоточных процессов.

Здесь большую роль будет играть опытность исполнения таких работ, наличие инструментов для такой работы, а также терпение.

Требуется использовать обязательный алгоритм действий в таком формате работ и приготовится к нескольким неудачам заблаговременно, если опыта проведения намотки витков катушки трансформатора ранее не было. В настоящее время как электронных, так и бумажных обучающих источников по всем правилам намотки обмотки трансформатора достаточно много для того, чтобы новичок через некоторое время в этих работах смог стать профессионалом.

схема хитрого устройства, способ намотки

На основе трансформатора Зацаринина изучаются неизвестные науке свойства магнитного поля, делаются попытки создать генератор, который способен на выходе дать большее напряжения, чем получил на входе. Первый импульсный генератор уже существует, имеются разработки для создания бытовых блоков питания. Самостоятельно возможно создать самую простую модель, если хочется убедиться в том, что теория Зацаринина верна.

Что представляет собой трансформатор Зацаринина

Согласно официальной электродинамике и ее модели магнитного поля проводник, по которому протекает ток, создает векторное магнитное поле, которое выглядит как замкнутые круги. Внутри проводника оно концентрируется на поверхности, в центре и снаружи интенсивность ниже.

Если на тот же проводник надевается ферромагнитный цилиндр или несколько колец, магнитное поле сосредоточится в них при условии, что индукция выше напряженности магнитного поля проводника. Магнитное поле останется замкнутым, но усиливается благодаря относительной магнитной проницаемости ферромагнетика.

При замене однородного проводника цилиндрическим внутри него магнитного поля нет, оно сосредотачивается в ферромагнетике, не выходя за его пределы. Согласно Фарадею в подобных условиях нет причины для возникновения индукции, однако на самом деле в такой системе есть Э.Д.С. (электродвижущая сила). Если ферромагнетик заменить магнитом, в проводнике Э.Д.С. нет до того момента, когда магнит начинает двигаться.

При разрезании вторичной обмотки трансформатора ток в любом месте постоянный. Если разорвать полый проводник и соединить диодом или конденсатором, Э.Д.С. не теряется, но ток в различных местах разный. При намотке на проводник в форме цилиндра проводов качество магнитного поля зависит от схемы. Зацаринин назвал такую катушку «хитрым трансформатором» и описал принцип его работы.

Использовалась медная трубка длиной 8 см с диаметром 1,6 см. На нее была намотана первичная обмотка с обычной индуктивностью. Роль вторичной обмотки выполнял медный стержень. Зацаринин считал эту конструкцию силовым трансформатором, в котором коэффициент передачи мощности из первичной обмотки на цилиндрический стержень (вторичную обмотку) равен единице.

Для чего предназначен

Основная отличительная особенность «хитрого трансформатора» – независимость индуктивности коэффициента трансформации от количества витков при условии, что коэффициент трансформации по току и напряжению является постоянной величиной.

Энергия из первичной обмотки передается на вторичную даже в том случае, если витки расположены перпендикулярно (ортогонально), поэтому Зацаринин назвал индуктивность такого трансформатора ортогональной. Официальная наука (физика и математика) этого не признает, так как считает ортогональные величины независимыми друг от друга.

Теория Зацаринина, проверенная на практике, говорит о том, что переменные магнитные и электрические поля все же способны влиять друг на друга. Доказать это научными методами невозможно, если не отменить теорию о независимости ортогональных величин.

На основе исследований Зацаринина был разработан первый в мире самовращающийся генератор электрических импульсов, но идея «хитрого трансформатора» в нем не реализована до конца.

Так выглядит новое изобретение:

Принцип работы основан на увеличении инерции ротора. Объем энергии, которую создает статор, не зависит от того, сколько ее подавалось от наружного источника. Электроэнергия вырабатывается за счет кинетической энергии вращения ротора, созданной при запуске. Уровень поддерживается за счет импульсов, подаваемых наружным источником. В результате генератор вырабатывает больше энергии, чем получает.

Во время испытаний оказалось, что при вращениях ротора 2000 об/мин объем электроэнергии на выходе в 5 раз больше, чем на входе. Определено количество оборотов в минуту, при которых показатель увеличивается до 10-и раз, но в таком режиме генератор способен работать до 10-и минут.

Где применяется устройство

По теории Зацаринина можно получить генератор, который при минимальном значении входного напряжения создает максимальные объем выходного. Основная задача разработчика – оптимизировать конструкцию для каждой конкретной цели.

Да данный момент существует концепция, позволяющая изготавливать бытовые блоки на 5-10 кВт. Питать их можно от аккумулятора, который автоматически подзаряжается от генератора. Полученной энергии достаточно, чтобы того, чтобы заставить двигаться автомобиль. Но автор использует свое изобретение только для проверки нового закона электродинамики, отказываясь от коммерциализации.

Можно ли сделать «хитрый трансформатор» своими руками

«Хитрые трансформаторы» пытались сделать многие, процесс и результаты публиковались в интернете.

Расходные материалы и инструменты

Для изготовления самой простой конструкции требуется каркас из диэлектрика любой формы и размера, провод для намотки первичной катушки, сердечник (он же вторая обмотка) из любого материала, проводящего ток, 2 лампочки накаливания, снимающие ток с обмоток.

Схема и пошаговое руководство сборки

Первичная катушка из медного провода мотается на сердечник с б способом намотки – одна половину в одну сторону, вторая – в другую. Основная особенность данной конструкции – при подаче тока на концах и в центре образуется магнитное поле, сила которого примерно равна, но полюса разные. Это характеристика безиндуктивного магнита Зацринина – магнитное поле нарастает независимо от индуктивности.

После намотки катушка надевается на сердечник, выполняющий роль вторичной обмотки. Для проверки работоспособности напряжение из наружного источника подается на первичную обмотку, выходное снимается из любой точки второй.

Как протестировать устройство

Для того чтобы протестировать «хитрый трансформатор», к обмоткам подключаются лампочки накаливания, значения тока определяются мультиметром, напряжения – вольтметром, сопротивление – омметром.

У Зацаринина коэффициент трансформации был 95-99, то есть, выходное напряжение мало отличалось от входного. Такие же показатели по мощности, так как в этой конструкции нет вихревых токов. Можно считать, что домашний генератор получился качественный, если параметры соответствуют тем, которые опубликовал Зацаринин.

устройство, рабочая схема и расчет своими руками

Трансформатор Игоря Кулдошина представляет собой изобретение, которое используется для преобразования реактивной мощности. Этого эффекта добиваются увеличением емкости обмоток. Своими руками изготовить устройство довольно сложно, но вполне реально. Для этого потребуются определенные познания в данной сфере и подходящие материалы.

Описание патента

Игорь Павлович Кулдошин создал трансформатор, услышав историю об энергетике, который сконструировал прибор для оренбургской нефтеперерабатывающей компании. Патент на изобретение выдан в 2000 году. В нем сказано, что устройство способно решить проблему с недостатков топлива для выработки энергии, которая бы обеспечила потребности всего человечества.

Изобретение названо трансформатором с емкостным сопротивлением, работающим на токах смещения, тогда как все остальные трансформаторы функционируют на токах проводимости на основе ленточного конденсатора.

Конструкция и принцип работы изобретения

Так как емкость обмоток увеличена, то трансформатор выполняет процесс преобразования реактивной мощности. Устройство изобретено на основе резонансных стоячих электромагнитных волн, которые появляются на витках катушки. Он включает первичную обмотку, количество витков в которой меньше, чем у остальных трансформаторов, конденсатор и искровой промежуток.

Вторую катушку делают из прямого провода. Если контур первичной обмотки колеблется одновременно с частотой волн вторичной, то этот резонансный процесс приводит к возникновению стоячей электромагнитной волны.

Для создания емкостной конструкции необходимо воспользоваться входным трансформатором, катушкой индуктивности, прерывателем или разрядником, конденсатором, терминалом.

Первичную обмотку, подключению к конденсатору и разряднику делают из медной трубки. Вместо него можно воспользоваться проводом крупного сечения. Вторичную выполняют из провода с меньшим сечением.

Разрядник исполняют из электродов с регулируемым расстоянием между ними. У них должно быть отменное охлаждение. Это поможет избежать сбоев в работе.

Чтобы устройство могло выполнять свои функции, его нужно настроить на одну резонансную величину. Для этого следует изменить величину емкости конденсатора или число завитков, пока на выходе не будет получена максимальная величина.

Примеры расчетов

Для расчета ширины ленточного конденсатора для трансформатора Кулдошина необходимо понимать, какая требуется емкость, мощность устройства и количество витков. Если использовать небольшое число витков, то лента конденсатора будет шире, и наоборот. Этот показатель для подобных трансформаторов определяют, учитывая такие же принципы, как и при создании обмотки из провода.

На первичной обмотке происходит вибрация тока смещения. С помощью уравнения можно осуществить расчеты амплитудного значения напряжения, а также узнать, какая требуется емкость и частота переменного напряжения. Для проведения расчетов необходимо амплитудное значение напряжения между лентами умножить на число Пи, частоту напряжения и емкость конденсатора.

Важно, чтобы витки и емкость конденсатора были достаточными для нулевого показателя сдвига напряжением и током.

Правильные элементы обеспечивают достаточный процесс преобразования реактивного тока в противоположный. Этот вид тока концентрируется на обмотках.

У трансформатора Кулдошина есть большая экономическая перспектива. Благодаря этому изобретению появилась возможность в дальнейшем создавать небольшие трансформаторы для электронных приборов. Но хорошего эффекта добиться можно только в тех случаях, если правильно выполнить расчеты.

Для трансформаторов небольшого размера необходимо подбирать и соответствующий ленточный конденсатор. Его ширина должна быть достаточной для покрытия всей поверхности катушек лентой.

Применение ленточных конденсаторов практикуют для радиоприемников, катушек зажигания, телевизоров, а также для других приборов.

Подобные обмотки ленточных конденсаторов применяются в сфере энергетики и электропромышленности.

Особенность изобретения Кулдошина в том, что первичную обмотку трансформатора наматывают в качестве ленточного конденсата, а вторичную выполняют, как стандартную с применением круглого провода. Но это не единственный возможный вариант. Трансформатор применяется и при выполнении вторичной обмотки в виде ленточного конденсатора.

Есть также трансформаторы, в которых практикуется смешанная обмотка и обычная. Вариант выбирают исходя из поставленных целей и необходимого уровня мощности. Все расчеты следует проверять несколько раз, чтобы не потратить много материалов на производство трансформатора.

Схематические решения

Схема трансформатора Кулдошина показывает, что в этом приборе присутствует магнитомягкий сердечник, первичная и вторичная обмотки. При этом первичная представлена в виде ленточного конденсатора. Он изготавливается в виде катушки с магнитным сердечником. Этот элемент следует изготавливать из специальной стали, чтобы он не перегревался и не нарушал процесс функционирования прибора.

Ленточный конденсатор представляет собой две ленты из металла одинаковой формы и размера. Их разделяет диэлектрик, изолированный с внешней стороны и намотанный, как катушка.

Важно, чтобы ширина и длина данного элемента были подобраны правильно. При этом больше внимания следует уделять мощности прибора и необходимому количеству витков. Это обеспечит эффективную работу прибора.

Внимание! При правильном выполнении трансформатора, он получит способность к преобразованию переменного реактивного тока в активный.

Он необходим электроприемникам, способным преобразовывать электричество в другие виды энергии, имеющие похожий на магнитное поле принцип действия. Большую часть реактивной мощности потребляют именно трансформаторы и асинхронные двигатели.

Через трансформатор электричество поступает от станции к потребителям. Количество ступеней трансформации отличается. Этот показатель зависит от того, где находится электростанция и потребитель. Ступеней преобразования может быть от 2 до 6. По этой причине мощность трансформатора значительно превышает больше, чем уровень у генераторов энергосистемы.

Результаты проверок на практике

Рабочая способность трансформатора преобразовывать реактивную мощность достигается увеличением емкости обмоток. Это изобретение Кулдошина многие старались воплотить на практике, но столкнулись с тем, что подобное устройство изготовить довольно сложно.

Первые попытки сделать прибор потребуют материала и фольги с большим запасом. Следует подготовиться к тому, что могут возникать отрицательные результаты. Но не стоит сдаваться после нескольких неудач. Если повторить эксперимент несколько раз, можно добиться больших успехов.

На созданном устройстве следует пересчитать обмотки и перемотать любой попавший под руку трансформатор. Габаритное железо при этом будет превышать показатели в 500 Вт. После намотки следует сразу снять АЧХ. При этом резонанс будет находиться на показателях точно в 50Гц.

Чтобы испытать конструкцию, можно воспользоваться счетчиком. Он отличается большей наглядностью для учета активной и реактивной мощности. Посредством счетчика трансформатор можно включить в сеть и проследить за процессом движения колеса счетчика. Оно будет перемещаться медленно. Этому процессу способствует ток холостого хода. Но это явление нормально и присуще всем видам трансформаторов.

В качестве нагрузки можно воспользоваться лампой от фары. Казалось бы, при этом может наблюдаться прибавление оборотов колеса счетчика. Но прослеживается другой результат. Хоть счетчик и начинает вращаться более медленно, но этот процесс вполне заметен.

Если воспользоваться токовыми клещами и продеть их сквозь шину вторичной обмотки, закоротить накоротко, то трансформатор не будет гудеть, а выдаст ток на клещах до 170 ампер. Если перевести полученные показатели на мощность, то получится около 500 вт.

Интересно то, что счетчик практически останавливается. Этот факт удивляет многих пользователей. Интерес этот эффект представляет благодаря тому, что пользуется для преобразования только реактивной мощностью.

Вывод

Хоть все и заинтересованы созданием новых видов трансформаторов, но вытеснить классические преобразователи энергии пока не удается. Еще в прошлом разработчики выдвигали смелые теории по поводу того, как можно удешевить электроэнергию, преобразовывая реактивную мощность в активную. Но для достижения этих целей не хватало техники, оборудования или параметров элементов, которые смогли бы обеспечить подобный эффект. Но научно-технический прогресс помогает человечеству получить все новые изобретения, среди которых и трансформатор Кулдошина.

Это устройство уникально тем, что первичная обмотка выполняется с использованием ленточного конденсата, а вторичная осуществляется по стандартной схеме с использованием круглого провода. Но есть возможность и выполнения вторичной обмотки из ленточного конденсатора. Данное изобретение может быть экономически выгодным при условии его правильного составления.