Як зробити тороидальний трансформатор своїми руками?

Перетворення струму або напруги застосовується практично в кожному електроприладі. Для чого потрібен трансформатор? Більш практичного і універсального приладу для перетворення напруги ще не придумали.

Як влаштований трансформатор?


Основа приладу – замкнутий магнітопровід. На нього намотуються обмотки – від двох і більше. При появі на первинній обмотці змінної напруги, в основі збуджується магнітний потік. Він наводить на інших обмотках змінна напруга з аналогічною частотою.

Різниця в кількості витків між обмотками визначає коефіцієнт зміни величини напруги. Простіше кажучи, якщо вторинна обмотка має вдвічі менше витків, на ній виникне напруга, в два рази менше, ніж в первинній. Потужність залишається колишньою, що дозволяє працювати з великими струмами при меншій напрузі.

Важливо! Трансформатор може працювати тільки зі змінними або імпульсними струмами. Перетворити постійна напруга таким чином неможливо.

Конструктивне виконання різниться за формою муздрамтеатру.

Бронєвой

Утворює два витка магнітного поля, розрахований на великі навантаження. Магнитопровод роз’ємний, зручний в збірці – на центральний стрижень надівається готова обмотка. Недолік – важкий, габаритний. Крайні і поперечні стрижні муздрамтеатру ефективно не використовуються.

стрижневою

Конструкція аналогічна броньовий, магнітне поле одновиткового, відповідно потужність менше. Також має розбірну конструкцію. Ефективність використання поверхні муздрамтеатру не вище 40%.

тороїдальний трансформатор

Має найвищий ККД. Це досягається за рахунок 100% використання площі муздрамтеатру. Тому, при однаковій потужності, такі трансформатори мають менші розміри. Ще одна перевага – за рахунок розподілу обмоток по всій площі основи, охолодження витків більш ефективне. Це дозволяє ще більше навантажити перетворювач без перевищення критичної температури. Недолік один – такі трансформатори складно збирати, оскільки основа нероз’ємна.

Матеріали для муздрамтеатру:

Залізні основи набираються з пластин, намотуються стрічковим способом, або відливаються монолітно. Найбільш ефективний матеріал – ферит. Найчастіше застосовується саме в торах, збільшуючи їх ККД.

Які бувають трансформатори по конструкції, ми розглянули. При покупці готового приладу, вас мало хвилює, наскільки складно його зробити.

Тороїдальна конструкція зручна в монтажі (займає мало місця, кріпиться одним гвинтом). Однак варто такий прилад вище, ніж стрижневі або броньові перетворювачі напруги. Часто його ціна перекриває економію від самостійного виготовлення всієї електроустановки.

Тороїдальний трансформатор, як зробити своїми руками?

Перше, що спадає на думку – взяти готовий тор від зламаної побутової техніки, і спробувати змінити параметри вторинної обмотки під ваші розрахунки. Як перемотати трансформатор своїми руками, знають всі радіоаматори.

Але тороидальний сердечник не розбирається, якщо пропускати через «бублик» пару тисяч (або навіть сотень) витків, на перемотування підуть місяці. Та й вірогідність пошкодити оболонку дроту при такому способі досить висока.

Важливо! Намотувальна мідний дріт має захисне лакове покриття. Іноді ганчіркові, для потужних обмоток. Додаткова ізоляція збільшує перетин, відповідно обсяг обмотки виростає втричі. Тому при намотування, витки укладаються без поздовжнього переміщення (протягання), щоб не пошкоджувати ізоляцію.

Щоб не задаватися питаннями типу: «Що можна зробити з трансформатора від мікрохвильовки?» (З нього роблять споттери для точкового зварювання), логічніше буде підбирати трансформатор під конкретну задачу, а не навпаки.

Якщо ваш електроприлад компактний, шукайте тороидальний перетворювач. До речі, в мікрохвильових печах застосовуються броньовані трансформатори, досить великого розміру.

Маючи уявлення про характеристики зібраного блоку живлення, ви повинні знати, як розрахувати потужність трансформатора. Отримавши цю важливу характеристику, починаєте пошуки донора. Якщо придбаний трансформатор має заводську етикетку, або ще краще, паспорт виробу – ви користуєтеся цією інформацією. А якщо у вас в руках безіменне виріб?

Перше питання, яке виникне: «Як визначити висновки трансформатора?» Необхідно зробити виміри опору між контактами за допомогою мультиметра. Треба знайти первинну обмотку. Як правило, контакти первинки пов’язані з вторинними обмотками.

Тобто, якщо прозвонка показала гарантовано відокремлену обмотку, це первинка. За результатами замірів малюємо схему, і приступаємо до визначення коефіцієнтів зниження напруги.

Важливо! Ви повинні точно бути впевненими в тому, що перед вами саме трансформатор напруги на 220 вольт, а не дросель або прилад, розрахований на інше вхідна напруга.

На контакти первинної обмотки підводимо напругу 220 вольт. Для безпеки можна обмежити струм який-небудь навантаженням. Наприклад, послідовно включити лампу розжарювання потужністю 40-60 Вт. Лампа шунтируется звичайним тумблером. Підключення проводиться через запобіжник, або побутової подовжувач із захисним автоматом (на випадок короткого замикання).

Необхідно дати попрацювати тору кілька хвилин «в холосту» з включеною лампою. Потім вимкніть живлення, та оцініть температуру пристрою. Якщо надмірного нагріву немає – шунтуючі лампу вимикачем і знову дайте час на перевірку нагріву.

Після цього можна приступати до складання діаграми напруги на вторинних обмотках. Проведіть виміри на контактах у всіх можливих комбінаціях. Результати відобразите на схемі. Отримавши повну картину, подайте на обмотки навантаження, відповідну напрузі. Кращий спосіб – та ж лампа розжарювання.

Увага! Перевірка вторинних обмоток під навантаженням – непрямий спосіб, як дізнатися потужність трансформатора.

Оцінити можливості приладу можна за ступенем нагрівання під навантаженням. Нормальна температура – не більше 45 ° С. Тобто, відразу після відключення від мережі, трансформатор можна чіпати рукою без температурного дискомфорту.

Розглянемо як проводиться розрахунок потужності трансформатора

Для початку визначаємо перетин основи. Магнитопровод повинен не тільки витримати магнітне поле певної інтенсивності, він ще розсіює тепло, що виділяється. Існує спрощений метод обчислення площі перетину в см ?. Вона дорівнює квадратному кореню від необхідного значення потужності у ватах.

Це максимальне значення, реальний трансформатор повинен мати запас + 50%. Інакше сердечник потрапить в область магнітного насичення, що призведе до різкого локального нагрівання. Для сердечників тороидальной форми досить запасу 30% від розрахункової площі.

Далі необхідно знати, як визначити параметри проводу для обмоток, щоб забезпечити розрахункову потужність трансформатора. Перша величина – кількість витків на вольт (мова йде про первинній обмотці).

Для цього скористаємося нескладної формулою: константу 60 ділимо на площу перетину в см ?. Наприклад, перетин муздрамтеатру 6 см ?. Значить, на кожен вольт вхідного напруги, потрібно 10 витків дроту. Тобто при харчуванні 220 вольт, первинна обмотка буде складатися із 2200 витків.

Розрахунок вторинних обмоток проводиться в пропорції коефіцієнта трансформації. Якщо необхідно 20 вольт на виході, при константі 10 витків на вольт, буде потрібно 200 витків вторинної обмотки. Це абсолютне значення, без урахування втрат при навантаженні. Істинне кількість витків отримуємо, помноживши значення на 1,2.

Перш ніж намотати трансформатор, треба знати перетин дроту. Мінімальний діаметр дроту розраховується за формулою: D = 0.7 * vI

D – діаметр провідника в мм

Важливо! Діаметр провідника змиритися без урахування товщини ізолюючого лаку. Його треба змити ацетоном в місці вимірювання. Це актуально для проводів з малим перерізом.

0,7 – інсталяційний коефіцієнт

vI – квадратний корінь із значення сили струму в амперах

Економити на дроті не варто. Менший діаметр погано розсіює тепло, і обмотка може перегоріти. Чим тонше провід, тим вище опір. Можливі втрати потужності і зниження розрахункових характеристик.

Розрахунок справили, параметри «донора» визначили, потрібно перемотування вторинної обмотки. На стержневом або броньованому трансформаторах все просто – обмотка мотається на коробочку з електротехнічного картону, потім надівається на розбірний муздрамтеатр.

А як намотати тороидальний трансформатор?

Намотування тороїдального трансформатора своїми руками – відео.

Є два способи, відпрацьованих десятиліттями.

За допомогою човника. На вилочний човник попередньо наметовому необхідну кількість провідника. Краще розрахувати його з запасом, можливі втрати від перекосів на витках.

Цей спосіб годиться в випадках, коли внутрішній діаметр тора досить великий, а провідник тонкий і гнучкий. Кількість витків також має значення. Мотати обмотку навіть в 500-700 витків ви будете дуже довго.
Друга технологія більш прогресивна. Намотування за допомогою розмикати обода.

Намотувальний обід протягується в «дірку від бублика» і з’єднується в єдине кільце. Потім на нього намотується необхідну кількість дроту. Після чого провідник змотується з обода на тороид, з одночасним його обертанням для рівномірної укладання.

Незважаючи на гадану складність пристосування, його можна виготовити самостійно.

Ссылка на основную публикацию