Перемотка трансформатора своими руками: Как перемотать трансформатор самому: мой опыт

Как перемотать трансформатор самому: мой опыт

Современные бытовые приборы используют трансформаторное преобразование электроэнергии в блоках питания. Домашнему мастеру приходится их периодически ремонтировать или переделывать.

На основе личного опыта электрика объясняю, как перемотать трансформатор своими руками в домашних условиях, имея минимум необходимого инструмента для работы.

Рассчитываю, что статья будет полезна в первую очередь начинающим электрикам, как полезная инструкция для работы с трансформаторными устройствами с частотой сигнала до 400 герц.

Содержание статьи

Перемотка трансформатора требует точного соблюдения технологии и правильного расчета его конструкции. При этом могут возникнуть различные ситуации.

Самый простой случай произошел весной прошлого года, когда ко мне обратился сосед, работающий в авторазборке. У них отказал сварочный трансформатор.

Я определил межвитковое замыкание и порекомендовал им самостоятельно размотать обмотку, улучшить ее изоляцию и снова намотать на катушку.

Сам процесс разборки поэтапно фотографировать. По этим фото проще собрать сварочник без ошибок.

К концу дня они с этой задачей справились. В качестве изоляции использовали офисную бумагу: нарезали ее на полоски и оборачивали каждый виток. Таким простым способом работоспособность была восстановлена. А сварочником они сейчас работают только под навесом.

Однако это частный случай. В большинстве ситуаций вам потребуются специальные методики, обеспечивающие оптимальный выбор соотношения параметров конструкции и выходных характеристик.

3 способа рассчитать характеристики трансформатора под конкретные нужды

Ниже привожу три методики расчета, любая из которых подойдет для ваших целей. Это:

1. Расчет конструкции трансформатора по электротехническим формулам;
2. Использование онлайн-расчета;
3. Скачивание и применение компьютерной программы

Ручной расчет по формулам за 4 шага

Шаг №1: выбор мощности или магнитопровода

Трансформатор преобразует электрическую мощность первичной цепи во вторичную с какими-то потерями.

При этом входная энергия передается магнитным потоком через сердечник, обладающий определенными магнитными свойствами.

Его пропускные характеристики ограничены, их следует оптимально подбирать под конкретные условия работы с учетом конструкции сердечника.

Магнитопровод может быть изготовлен из штампованных пластин или броневых лент. Его замкнутую форму делают в виде кольца или прямоугольника (может быть с закругленными углами) либо сдвоенной фигурой из них с двумя окнами просвета.

Поперечное сечение сердечника по всему периметру делается одинаковым для создания равномерных условий прохождения магнитного потока. Исключением является сдвоенный магнитопровод, собираемый из Ш-образных пластин или созданный приложением двух прямоугольных сердечников из лент.

У него на удвоенную по площади среднюю часть монтируются обмотки, а магнитные потоки равномерно распределяются по боковым ответвлениям.

Выходная электрическая мощность и пропускные характеристики магнитного потока являются связанными величинами, влияют друг на друга. Поэтому выбор и расчет трансформатора при перемотке проводят по одному из двух вариантов:

1. имея готовый магнитопровод, рассчитывают по нему вначале электрическую мощность, а затем остальную конструкцию;
2. задавшись требуемой электрической мощностью и напряжением, подбирают под нее форму и поперечное сечение сердечника.

Для расчета связи между поперечным сечением магнитопровода Q (см кв) и входной мощностью трансформатора S (вт) применяются две эмпирические формулы, учитывающие его конфигурацию:

1. Q=√S для кольцевых сердечников;
2. Q=0,7√S для сдвоенных конструкций.

При этих вычислениях используются усредненные параметры электротехнической стали, позволяющие сделать трансформатор для бытовых целей.

Разницу между этими двумя формулами позволяет хорошо понять простой пример. Допустим, у нас есть железо от двух одинаковых сердечников прямоугольного сечения 0,8х2,5 см.

Если наложить их друг на друга и намотать обмотки, то поперечное сечение будет 2,5х1,6=4,0 см кв.

При стыковке по Ш-образному принципу оно не изменится: 5,0х0,8=4,0.

Но, в первом случае получим мощность S=QхQ=4,0х4,0= 16 ватт, а во втором — она возрастет S= QхQ/0.49=16/0,49=32.6 ватта.

Таким образом: только за счет изменения формы магнитопровода можно увеличить входную мощность трансформатора на 49%.

Шаг №2: расчет выходной мощности по входной величине

Опытным путем давно установлена закономерность потерь электрической энергии в конструкциях различных сухих трансформаторов. Она представлена следующей таблицей.

Хорошо просматривается закономерность: с увеличением электрической мощности снижаются общие потери, а КПД возрастает.

Эта таблица позволяет очень просто вычислять выходную мощность по входной величине за счет ее умножения на выбранный КПД.

Шаг №3: выбор напряжений и расчет токов в обмотках

При перемотке трансформатора его создают на конкретные величины напряжений первичной и вторичной цепей. Например: 220/12, 220/24, 220/36 вольт и другие подобные.

Значения мощности на входе и выходе мы уже определили. Теперь можно посчитать рабочие токи, которые будут протекать в каждой обмотке. Для этого достаточно мощность в ваттах поделить на напряжение в вольтах. Вычислим ток в амперах.

Под него требуется подобрать медный провод, который хорошо справится с температурной нагрузкой, вызванной протеканием рабочего тока.

Шаг №4: расчет поперечного сечения провода

Берем за основу соотношение плотности тока в медном проводе катушки, лежащей в пределах 1,8-3 ампера на 1 мм квадратный поперечного сечения. Ему соответствует эмпирическое выражение D=0,8√I.

В шаге №3 токи нами рассчитаны, остается по приведенной формуле рассчитать диаметр медной проволоки. Ее можно немного увеличить или уменьшить.

Но, при уменьшении сечения станет возрастать нагрев трансформатора при работе. Тогда потребуется применять меры к его охлаждению или делать частые перерывы.

Увеличенный же диаметр может создать ситуацию, когда площади свободного окна в сердечнике для укладки всех витков провода банально не хватит. Этот вариант стоит просчитать заранее.

Шаг №5: как рассчитать количество витков каждой обмотки

Если приложить напряжение к отрезку выпрямленной проволоки, то маленькая величина активного сопротивления создаст аварийный режим: огромный ток короткого замыкания.

Когда провод намотан вокруг сердечника, то катушка создает индуктивное сопротивление для переменного тока, которое увеличивается с повышением числа витков.

Эту зависимость принято учитывать вольтамперной характеристикой обмотки. Рабочая зона выбирается на верхнем участке, но до начала точки перегиба ВАХ, когда даже незначительное прибавление напряжения вызывает резкое повышение тока, что в большинстве случаев недопустимо.

На этапе расчета нам достаточно воспользоваться опять же эмпирическим коэффициентом ω’, выражающим соотношение между количеством намотанных витков и приложенных к ним вольт.

Этот показатель зависит от магнитного сопротивления сердечника и его поперечного сечения.

Для неизвестной марки электротехнической стали рекомендую использовать отношение 45/Q, где поперечное сечение магнитопровода Q берется в сантиметрах квадратных.

Дальше просто коэффициент ω’ умножаем на выбранное количество вольт и получаем число витков, которые нужно намотать.

Шаг №6: проверка свободного места в окне магнитопровода

Расчет необходим для исключения ошибок при намотке. Он позволяет уточнить емкость окна для монтажа катушки с проводом, наличие резерва пространства и плотность укладки.

Зная диаметр проволоки и количество витков, считают общее пространство, которое они займут при очень плотной укладке. Далее этот показатель следует увеличить на 30-40%. Созданный резерв уйдет на дополнительные слои изоляции и неровности проволоки, «кривые руки».

Онлайн расчет трансформатора: простая методика

Все перечисленные выше данные можно получить проще. Например, достаточно воспользоваться онлайн расчетом.

Один из его вариантов можно взять здесь. Описание работы приведено прямо в статье.

Компьютерная программа для пересчета трансформатора

В любом поисковике достаточно набрать PowerTrans и нажать кнопку «Найти».

Мой Яндекс показывает ее на первой позиции. Дальше остается скачать программу на свой компьютер и пользоваться ей. Интерфейс простой и понятный.

Я рекомендую при расчете пользоваться всеми тремя методиками, ибо они довольно простые и, к тому же, помогут устранить случайные ошибки.

Как собрать трансформатор: проверенные технологии

Работа состоит из двух отдельных этапов:

1. монтажа сердечника;
2. намотки катушки.

Их последовательность меняется в зависимости от конструкции магнитопровода.

Как мотать обмотки проводом: 2 способа

Смонтировать обмотку с проводом вокруг сердечника можно двумя способами:

1. Намоткой витков прямо на изолированный лентами не разъемный магнитопровод с равномерной укладкой их вручную.
2. Созданием катушки с обмоткой и вставкой в нее разъемных пластин.

Первый способ более трудоемкий. Им пользуются для тороидальных магнитопроводов, выполненных из сплошных лент электротехнической стали.

Железо сердечника обматывают полосками изоляционного материала, например, лакотканью или бумагой, добиваясь сглаживания острых углов на профиле тора.

Для промышленных целей созданы специальные намоточные станки.

Для домашнего применения это затратный способ. Здесь поступают проще: длинный отрезок толстого провода сворачивают змейкой (порядка метра) и, продевая его через внутреннее окно сердечника, укладывают витки руками.

Тонкий провод удобнее разместить на челноке из дощечки или толстой проволоки и просовывать его внутрь отверстия.

Каждый слой обмотки покрывают слоем изоляции.

Второй способ применяют для разборных сердечников, собираемых стыковкой отдельных П- или Ш-образных пластин.

Под катушку делают каркас из изоляционного материала. Им может служить картон электротехнический, гетинакс, стеклотекстолит. Одна из форм показана ниже.

Во внутреннюю полость должны свободно входить пластины сердечника, а снаружи каркаса мотается провод. В верхней крышке с каждой стороны делают отверстия для вывода концов.

Мотать витки можно вручную или сделать простейший намоточный станок, значительно облегчающий эту работу.

Показываю два самодельных варианта его исполнения фотографиями ниже.

Такую конструкцию легко собрать из дощечек, придав ей форму перевернутой скамеечки. Счетчик числа оборотов, то есть количества витков, сейчас удобно делать из старого калькулятора.

Для этого вскрывают его корпус и к контактам кнопки «Равно» припаивают аккуратно проводки. Их вторые концы выводят на геркон, который закрепляют на стойке намоточного станка около оси вращения. Против нее на вращающейся части монтируют небольшой магнит.

Каждый оборот вала сопровождается прохождением магнита рядом с герконом и срабатыванием последнего. Замыкание контакта сопровождается показанием очередной цифры на табло.

Витки обмотки необходимо укладывать ровными рядами, как это делали в советское время, ценя качество работы, и прокладывать каждый слой изоляционной бумагой.

Часть самодельщиков практикует намотку «внавал», создавая общую массу без всякой дополнительной изоляции по принципу: и так работает.

Действительно: работает, но не длительное время. На многочисленных перегибах создаются узлы с дополнительными механическими усилиями. Динамические нагрузки от магнитных потоков, нагрев провода ослабляют изоляцию в этих точках.

Она пробивается со временем, создается межвитковое замыкание. Трансформатор утрачивает необходимые рабочие характеристики, выходит из строя.

Очень хорошо в качестве изоляции слоев подходит тонкая бумага для выпечки, выпускаемая для изготовления кулинарных изделий.

Из нее просто вырезают канцелярским ножом полоски по ширине проема катушки и прокладывают ими каждый слой.

Тонкий провод требует очень аккуратного обращения, он может порваться от небольшого случайного рывка. Если витков намотано мало, то его лучше заменить. Но, вполне допустимо зачистить изоляцию, скрутить и пропаять скрутку, а затем повторно ее заизолировать.

Когда место внутри катушки ограничено, то оборванный конец и его продолжение выводят за каркас и там делают соединение. Имеет смысл в этом случае посадить его на индивидуальную клемму: можно будет использовать в качестве отдельной отпайки для снятия части напряжения или проверок.

Силовые обмотки трансформаторов зарядных устройств, сварочных аппаратов могут подвергаться повышенным нагревам. Поэтому их изоляцию полезно усиливать пропиткой жидкого стекла. Это обычный силикатный клей, которым клеят бумагу.

Однако такая технология выполняется долго: каждый слой после пропитки необходимо просушить. Зато работать он будет надежно и долго. Поэтому так поступают только для самых ответственных устройств.

Обмотки, создаваемые по принципу внавал, можно усиливать пропиткой специальным лаком с электроизоляционными свойствами, например, марки МЛ-92. Пропитку наносят периодически в процессе работы на несколько слоев провода и дают ей возможность просохнуть.

Пользоваться нитролаком, клеями, эпоксидными шпаклевками не стоит. Они могут разъесть заводской слой изоляции и не подходят по линейному коэффициенту расширения при нагреве для меди: будут создаваться дополнительные механические нагрузки.

Пропитка витков после окончательной намотки катушки бесполезна: жидкий лак просто не проникнет вглубь обмотки.

Как монтировать пластины магнитопровода: на что обращать особое внимание

Вначале рекомендую взять в руки одну пластину и рассмотреть ее. Вы заметите с двух противоположных сторон разные цветовые оттенки. Это связано с изоляцией железа лаком. Бывает, что его наносят только с одной стороны.

Пластины надо вставлять так, чтобы слои лака постоянно чередовались, а не совпадали по окраске.

Особенности разборки сердечника

Электротехническая сталь мягкая, а в собранном сердечнике она плотно сжата. Часто для крепления используются клинья из стеклотекстолита, уплотняющие свободное пространство. Их при разборке следует вытащить или выбить.

Только после этого извлекают первую пластину. Если она плотно сидит и не достается, то ее вначале отделяют тонким лезвием ножа, а затем выбивают с помощью молотка и металлической плоской планки. Можно воспользоваться лезвием простой отвертки.

Особенности сборки сердечника

Основные пластины поочередно вставляют снизу и сверху катушки до полного заполнения ее внутреннего пространства. Затем к ним добавляют дополнительные вставки и сбивают на плоском твердом предмете легкими ударами молотка.

Необходимо добиться плотного прилегания всех стыков, чтобы исключить потери магнитного потока при его протекании по сердечнику.

В большинстве разборных магнитопроводов их конструкция стягивается крепежными болтами или винтами. Они должны быть надежно изолированы от пластин сердечника.

С этой целью достаточно вырезать из плотного картона плоские шайбы, а сами винты обернуть полосками бумаги.

Даже такая простая изоляция предотвратит потери электроэнергии на создание вихревых токов.

Все винты крепления следует хорошо прожать. Корпус трансформатора при работе подвергается действию динамических сил от протекающего по нему магнитного потока.

Плохо сжатый магнитопровод будет гудеть, издавать повышенные шумы, передавать дополнительные усилия на обмотку. Допускать этого нельзя. Сердечник должен быть собран очень плотно.

Электрические замеры: важный этап проверки работоспособности собранной конструкции по науке

Перемотка трансформатора должна обязательно закончиться оценкой его электрических характеристик. Необходимо проверить:

1. сопротивление изоляции;
2. параметры холостого хода:
3. работу под нагрузкой.

Сопротивление изоляции

Величину оценивают мегаомметром с напряжением 500-1000 вольт между:

• обмотками;
• обмотками и магнитопроводом;
• винтами крепления и сердечником.

Замер сопротивления мультиметром в режиме омметра может выявить только явно выраженные дефекты. Определить скрытые неисправности им не получится.

Оценка холостого хода

При включении питания на первичную обмотку с разомкнутыми выходными цепями проверяют коэффициент трансформации замером напряжения на силовой цепи и ток холостого хода в первичной обмотке.

Если выходное напряжение окажется ниже расчетного, то потребуется домотать витки во вторичную обмотку. Их количество поможет определить вычисленный коэффициент трансформации.

Его величина 100-150 миллиампер при пропорционально приложенной мощности для каждых 100 ватт считается допустимой. Если же ток будет больше, то изделие не должно длительно работать. Ему надо делать перерывы и контролировать нагрев.

Проверка под нагрузкой снятием вольтамперной характеристики

Потребуется собрать такую простенькую схему.

На ее основе:

• к выходным цепям подключается рабочая нагрузка;
• на вход от источника переменного напряжения, например, лабораторного автотрансформатора подается регулируемое питание, контролируемое вольтметром. Ток в цепи оценивают амперметром;
• напряжение поэтапно поднимают от нуля до какой-то конкретной величины, не забывая размагничивать сердечник;
• на контрольных точках оценивают ток и напряжение в обмотке;
• по полученным данным строят вольтамперную характеристику и определяют точку перегиба ВАХ.

Такая проверка под нагрузкой позволит сделать окончательный вывод о качестве собранного трансформатора и дать заключение на его дальнейшую эксплуатацию.

Ее удобно выполнять на специализированном оборудовании, например, Ретом-11М.

Электрические проверки перемотанного трансформатора под нагрузкой должны выполняться до его включения в постоянную работу. Они позволят исключить все допущенные ошибки и выявить дефекты сборки.

Если у вас еще остались вопросы, как перемотать трансформатор своими руками, то рекомендую посмотреть видеоролик владельца Сделал Сам.

Напоминаю, что свои вопросы и замечания вы можете оставлять в разделе комментариев. Я на них всегда отвечаю.

Полезные товары

• Спальный мешок
• Универсальный ТВ пульт в виде брелка
• Карманный складной нож

Полезные сервисы и программы

• Курсы по дизайну
• Онлайн изучение английского языка с репетитором или самостоятельно

Реклама

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

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).

ТРАНСФОРМАТОРЫ «Сделай сам»

Сколько раз вам понадобился трансформатор для «особых» нужд? Это происходит со мной постоянно, особенно при создании инверторов и преобразователей постоянного тока в переменный или постоянный. На данный момент мне нужен 20-ваттный трансформатор, который дает мне 250-0-250 В @ 50 мА плюс 6,3 В переменного тока @ 2 Ампера. Они есть, но не по моему карману. Я не против заплатить до 90 шведских крон (15 или 7 долларов). Трансформатор, который я хочу, можно приобрести в ELFA, но он в 10 раз дороже. Есть дешевые трансформаторы из-за границы, но почтовые расходы становятся проблемой из-за веса.

Около 10 лет назад я отказался от перемотки трансформаторов, потому что не мог достать эти дешевые испанские автотрансформаторы 230-115 В, которые идеально подходили для перемотки. А вот по-английски мы говорим « Needs must when theЧерт гонит «, а это значит, что я еще несколько раз почесал затылок и нашел практический метод. Это то, чем я поделюсь с вами сейчас.

Здесь, в Швеции, у нас есть компания под названием «Kjell & Company». они продают ряд трансформаторов, которые на первый взгляд кажутся всем обычным дерьмом на рынке — покрытые лаком, что делает их непригодными для перемотки.

Не бойтесь, я нашел способ, и он выполним, и у него есть несколько отличных побочных эффектов. Все, что вам нужно, это один из этих трансформаторов.

Разборка

Первое, что нужно сделать, это разобрать трансформатор на составные части. Вам не нужно снимать провод с катушек, но вы должны постараться не повредить катушки. Они вам понадобятся.

Трансформатор защищен двухкомпонентным металлическим монтажным кронштейном или кожухом. Поднимите метки внизу и выровняйте их. Можно снять нижнюю пластину и снять трансформатор с монтажного кронштейна.

Далее необходимо удалить пластины, не повредив их. Проблема в том, что они все залиты лаком. Но вы можете использовать тонкий канцелярский нож: такой вы используете при изготовлении моделей самолетов. Вы можете нажать на нее под верхней пластиной, чтобы отделить ее от остальных пластин. Вам в основном нужно сломать лаковое уплотнение.

Используйте модельный нож для разделения пластин

Когда вы это сделаете, поместите трансформатор в тиски и с помощью отвертки и молотка осторожно выбейте первую пластину. Возможно, вам придется уничтожить первую, но с небольшой осторожностью ее можно удалить, даже не поцарапав поверхность.

С помощью отвертки выбейте первый ламинат

Теперь удалите все оставшиеся пластины: разделите ножом, проведите ножом по бокам и по середине. Здесь есть два типа ламинирования, в форме «Е» и «И». Трансформатор собран с «EI», вставленными в разных направлениях. Спасите их всех и постарайтесь не согнуть.

Трансформатор в разобранном виде

Пояснение к рисунку:
1 — Кронштейн монтажный — два предмета 2 — пластины «Е» — около 30 штук 3 — «I» пластины — тоже около 30 штук 4 — Пластмассовая опора катушки — жестко фиксирует катушки для предотвращения вибраций 5 — Основная обмотка сети 230в (115в) — повторное использование 6 — обмотка 12-0-12в — под замену

Здесь есть один нюанс: пластины должны быть изолированы друг от друга. Более дешевые трансформаторы НЕТ, поэтому вам нужно покрыть их лаком или краской с одной стороны. Если пластины будут короткими, вы можете получить «закороченный виток» в конечном трансформаторе. Будет шумно и жарко.

Если вы используете те же трансформаторы, что и я, вы также можете отсоединить катушки от внутреннего пластикового держателя. Каждая катушка представляет собой отдельный модуль. В принципе, вы можете комбинировать эти модули для создания новых трансформаторов, например, 230 В в 6-0-6 В, 6-0-6 В в 12-0-12 В или 12-0-12 В в 24-0-24 В и т. д.

Пластмассовая опора катушки удерживает модули катушки

Можно было демонтировать низковольтную катушку и повторно использовать старую, но я решил скопировать прежние размеры и сделать новую катушку. Я использовал плакированную медью плату толщиной 0,5 мм, с которой я вытравил медь. На одной из боковых частей я сделал несколько медных площадок для подключения катушек. Это очень практично.

Оценка трансформатора

Временно намотайте 100 витков провода на свой новый прежний

Вы можете сделать простой инструмент для намотки, вырезав деревянный брусок так, чтобы он помещался в центре витков, и проденьте в него болт. Используйте металлическую шайбу или пластину на концах, чтобы просверлить отверстия на месте. Затем посчитайте количество оборотов патрона, когда вы повернете рукоятку на один оборот. У меня получается 51 оборот на 13 оборотов ручки = 3,92308 оборота на оборот ручки.

Инструмент для намотки трансформатора с ручной дрелью

Свободно соберите трансформатор с катушкой сети 230 В (115 В) и новой катушкой на 100 витков. Для этого теста проще вставить все буквы «Е» в одном направлении и использовать монтажную скобу, чтобы удерживать буквы «I» вместе на месте. Подключите трансформатор к сети переменного тока.

Катушка для испытаний трансформатора собрана и готова к испытаниям

Измерьте выходное напряжение трансформатора. В моем случае это было 16vAC. Это означает, что у меня 100/16 витков на вольт = 6 витков на вольт. Итак, теперь я знаю, что мне нужно 6 витков, умноженных на желаемое напряжение, плюс пара дополнительных витков.

Расчет катушки

Теперь, когда вы знаете, сколько витков на вольт, и вы уже знаете желаемое напряжение, все, что вам нужно сделать, это определить, сколько витков провода вам нужно и какой толщины провод вам понадобится для тока и доступного места. Не то, чтобы всегда будет обычно от 10% до 20% неиспользуемого пространства, если вы не наматываете идеально близко расположенные слои. Вы можете сделать это для низковольтных обмоток, но когда требуется более 500 витков, вы просто наматываете их друг на друга, стараясь, чтобы слои были как можно более ровными.

Эта таблица даст вам представление о том, какой размер провода вам нужен. Если вы не можете получить достаточно витков с достаточно толстым проводом, вам нужно понизить количество витков на вольт и перемотать первичную обмотку. Но с коммерческими трансформерами размер/пространство всегда должны вас устраивать.

5 94914 50114 3.8

Диаметр (мм)	AWG	I-максимум (мА)	Длина на 100-граммовую катушку
0,05	8200
0.10	38	24	1400
0.15	35	54	620
0.20	33	75	438
0.25	30	147	227
0.30	29	212	157
0. 35	27	288	118
0.40	26	377	88
0.45	25	476	69
0.50	24	585	56
0.60	22	849	39
0.70	21	1150	29
0.80	20	1490	21
0.90	19	1850	18. 5
1.00	18	2350	13.5
1.50	15	5250	6.3
2.00	12	9350	3,4

Стол из медных проводов – из расчета 3 ампера на квадратный миллиметр

Обратите внимание, что медный провод в воздухе будет нести в 2 или 3 раза больше этого количества, но когда он находится в пластиковом корпусе или смотан в катушку, тепло не может выйти. В результате принято понижать до 3 ампер на квадратный миллиметр площади поперечного сечения. Военные характеристики еще ниже этой цифры.

мне нужно 250-0-250в плюс 6.3в. Площадь поперечного сечения центра трансформатора внутри катушки определяется требуемой мощностью. Но это мы уже знаем, так как я выбрал 36-ваттный компонент. Мой первый имеет ширину 11 мм и глубину 6 мм внутри, где будет провод. Поэтому у меня космический бюджет 66 мм. Мне нужно 250-0-250 В при 50 мА, что составляет 25 мА на секцию 250 В. Я могу использовать 33 мм пространства для обмотки HT, а остальные 33 мм для обмотки LT.

250-0-250В ОБМОТКА ВТ

При 6 витках на вольт мне нужны две обмотки по 250В, или 500В Х 6т/В = 3000 витков.

Это означает, что при космическом бюджете мне нужно получить не менее 3000/33=91 витков на каждый квадратный миллиметр площади. При 100 витках на миллиметр я могу выбрать эмалированный медный магнитопровод диаметром 0,1 мм. Во всех смыслах и целях провод квадратный. Вы не собираетесь наматывать катушки идеальными слоями. Провод диаметром 0,1 мм оказывается достаточным для передачи 25 мА (при 3 А на квадратный миллиметр). Идеальный! катушка HT выглядит так:

1500 витков + 1500 витков с использованием провода диаметром 0,1 мм.

6,3 В ОБМОТКА

При 6 витках на вольт мне нужна одна обмотка 6,3 В X 6t/v = 18 витков (используйте 2 дополнительных) = 20 витков. Согласно таблицам медных проводов, диаметр 0,85 мм будет нести 2 ампера, но у меня есть место для эмалированного медного магнитного провода диаметром 1 мм. Это будет означать два хороших аккуратных слоя проволоки и займет 2 X 11 = 22 мм из моего бюджета на пространство. Провод диаметром 1 мм также обеспечивает ток до 2,5 ампер. Идеальный! катушка LT выглядит так:

20 витков с использованием провода диаметром 1,0 мм.

Обмотка катушки

У меня есть сотни этих дешевых и противных карандашей, которые вы получаете каждый раз, когда идете на лекцию или конференцию. Они идеально подходят для намотки катушек. Опустошите свинец и вырежьте кишки, которые держат свинец. Теперь вы можете пройти диаметр 0,1 мм. проволока, хотя это, когда вы наматываете. Таким образом, вы можете разместить проволоку там, где хотите, и предотвратить случайный скольжение витка по щеке накладки. Для диаметра 1 мм. провода вы можете сделать это вручную.

Намотка катушки с помощью карандаша

Начните с протягивания проволоки через пустой метательный карандаш, а затем через отверстие в щеке формирователя. Очистите и припаяйте конец провода к медной соединительной клемме. Начать обмотку. В моем случае мне нужно повернуть ручку дрели на 1500/3,92308=383 оборота.

Для высоковольтных обмоток важно, чтобы провод был уложен равномерными слоями. Таким образом, вы избежите высокого напряжения между соседними слоями. Это может быть источником неудач. Но если попытаться намотать обмотку равномерно из стороны в сторону по мере наматывания, то этого будет вполне достаточно.

Когда вы закончите первую катушку ВН, отрежьте провод и проденьте конец через отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод ко второй площадке для пайки. Наклейте один слой малярного скотча на катушку. Лента должна быть на 1 мм шире формирователя катушки, чтобы она прилегала к боковой стороне каркаса.

Подсоедините следующий конец провода ко второй площадке и намотайте следующие 1500 витков точно так же и в том же направлении, что и первая катушка. Завершите соединение катушкой с третьей контактной площадкой. Наклейте один слой малярного скотча на катушку.

Обмотка LT 6,3В намотана поверх первой катушки. Начните с пропускания конца проволоки через отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод к первой контактной площадке LT. Намотайте 20 витков как можно аккуратнее в два слоя. Пропустите конец проволоки через другое отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод ко второй контактной площадке LT.

Проверка катушки

Временно соберите трансформатор ТОЛЬКО с сетевой катушкой 230 В (115 В). Пропустить переменный ток 50Гц (60Гц) через катушку от другого низковольтного трансформатора, например 24в идеально. Измерьте напряжение на катушке и переменный ток, потребляемый катушкой.

Временная сборка для испытаний

Теперь снова соберите трансформатор с сетевой катушкой 230 В (115 В) И новой вторичной обмоткой, как показано выше. Проверьте каждую катушку на непрерывность постоянного тока (сопротивление) и отсутствие коротких замыканий на шасси или между катушками. Пропустите переменный ток 50 Гц (60 Гц) через катушку от трансформатора низкого напряжения, как и раньше. Первичная катушка должна потреблять примерно такой же переменный ток, как и раньше. Если ток значительно выше, то у вас, вероятно, есть короткое замыкание в вашей новой катушке. Не беспокойтесь обо всех вибрациях, они прекратятся, когда трансформатор будет наконец собран должным образом.

Если у вас есть много времени или вы повторно используете старый магнитный провод, вам следует выполнить этот тест после намотки каждой обмотки катушки. Таким образом, вы можете выявить неисправность на ранней стадии и избежать повторной перемотки.

Наконец, если все в порядке, разберите трансформатор, а затем снова соберите его, вставив буквы «Е» с разных сторон . Вот как он был собран, когда вы впервые разобрали его. «И» вы вставляете в пустые прорези между концами «Е». Последние пару букв «Е» немного сложно вставить, но вам нужно выпрямить все пластины и немного их сжать.

Если вам нужно покрыть лаком или покрасить ламинированные пластины, вы должны быть осторожны, вставляя их стороной с краской вверх. Другое дело, что вместить их все не получится, а неиспользованные пластины приберегите для своего следующего трансформера. После переборки трех-четырех трансформаторов у вас может хватить ламинатов, чтобы построить еще один трансформатор из всех остатков 🙂

Заключение

Ну, это было не так уж и плохо. Если вы следовали этим шагам, то обнаружите, что перемотать трансформатор того типа, который использовал я, очень просто. Эти трансформаторы стоят всего 19 шведских крон. (3 доллара, 1,5) за 5-ваттную версию. Один рулон эмалированного магнитного провода массой 100 г стоит 60 шведских крон (10,5 долларов США) и его будет достаточно для 5 обмоток по 250 В на 36-ваттном трансформаторе.

Если вам нужен трансформатор динамика для ламп, то квадратный корень из отношения импеданса для анода:динамика даст вам соотношение витков (напряжения). Анодная катушка 230в (115в) уже намотана за вас. Единственное отличие состоит в том, что все буквы «Е» должны быть установлены с той же стороны катушки, что и для теста. При сборке трансформатора положите тонкий лист фотокопировальной бумаги между банками «Е» и «И» так, чтобы был небольшой зазор 0,1 мм. Это предотвратит магнитное «насыщение» сердечника трансформатора при постоянном токе анода.

Что ж, надеюсь, вы узнали что-то полезное из этой информации. С наилучшими пожеланиями от Гарри — SM0VPO

Вернуться на страницу ИНДЕКС

Как сделать понижающий трансформатор

Обновлено 15 декабря 2020 г.

Автор Chris Deziel

Трансформаторы — это простые, но чрезвычайно полезные электрические устройства, и они работают благодаря явлению, известному как электромагнитная индукция. Если вы поместите проводник в переменное магнитное поле, поле индуцирует электрический ток в проводе, а там, где есть ток, есть и разность потенциалов, или напряжение. Обратное также верно. Изменение тока в проводнике создает магнитное поле. Поскольку ток должен изменяться (в потоке), трансформаторы работают только с электричеством переменного тока, что является преимуществом переменного тока перед мощностью постоянного тока.

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

Трансформаторы используют обмотки

В трансформаторе используется один проводник, намотанный несколько раз вокруг центрального сердечника для первичной цепи, и другой проводник, также многократно намотанный на тот же или другой сердечник для вторичной цепи. Соотношение числа витков в этих катушках определяет напряжение во вторичной катушке. Формула преобразователя, которая следует из закона Фарадея, такова:

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

, где N _s и N _p — количество витков вторичной и первичной катушек соответственно, а V _s и V _p — напряжения.

В понижающем трансформаторе вторичное напряжение меньше первичного, поэтому количество витков во вторичной обмотке должно быть меньше, чем в первичной обмотке. Если вы знаете напряжение в первичной цепи и у вас есть цель для вторичной катушки, вы достигаете своей цели, регулируя количество обмоток на обеих катушках.

Изготовление понижающего трансформатора

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

Для изготовления катушек можно использовать любой токопроводящий провод, но лучше всего использовать магнитный провод 28-го калибра, представляющий собой очень тонкий медный провод, покрытый изоляцией. Чтобы создать первичную катушку, плотно оберните проволоку вокруг шайбы не менее 500 раз, плотно прижав проволоку друг к другу. При необходимости намотайте его слоями. Тщательно подсчитайте количество обмоток и запишите число. Когда вы закончите намотку, оставьте два конца свободными для подключения к источнику питания и оберните провода малярной лентой, чтобы они оставались на месте.

Поскольку вы собираете понижающий трансформатор, количество витков во вторичной обмотке будет меньше. Фактическое число зависит от желаемого напряжения, и вы можете рассчитать его, используя формулу трансформатора. Намотайте вторичную катушку поверх первичной, оставив концы свободными для подключения к счетчику. Обмотайте катушку малярным скотчем, а затем весь трансформатор обмотайте изолентой, чтобы изолировать его. Теперь трансформатор готов к испытаниям.

Пример расчета

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

Обратите внимание, что использование домашнего напряжения в этом расчете является только большое напряжение будет быстро нагревать провода, и было бы опасно пытаться его уменьшить.