lightanddesign.ru
You might also like
Хотя на рынке представлен широкий ассортимент электрооборудования, не всегда можно найти подходящий инверторный блок для конкретного применения. По этой причине многие люди пытаются создать трансформаторы своими руками, чтобы добиться определенных рабочих параметров. Хотя стоит отметить, что намотать трансформатор может любой человек без специального оборудования и особых навыков, этот процесс очень трудоемкий и кропотливый. Поэтому сначала необходимо определить тип и функцию устройства.
Что понадобится для сборки?
Все трансформаторы делятся на две основные категории: повышающие трансформаторы и понижающие трансформаторы.
В зависимости от назначения, конструкции и места установки их можно разделить на следующие категории.
-
; ; ;
- Сварочные трансформаторы,.
Почти все вышеперечисленные устройства можно повторить в домашних условиях. Самый простой вариант — переделать трансформатор из заводского изделия, так как необходимые элементы уже включены. Главное, чтобы первичная обмотка соответствовала напряжению питания и номинальной мощности. Еще хуже, когда необходимо перемотать обе обмотки, например, если и первичная, и вторичная обмотки имеют отверстия или механические повреждения.
Чтобы собрать трансформатор своими руками, вам понадобятся
- Магнитопровод — действует как проводник магнитного потока. Лучше взять его из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые рабочие параметры, характеризующиеся низкими потерями железа.
- Кабель необходимого сечения с лаковой, полимерной или стекловолоконной изоляцией. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилегают рулоны к раме и друг к другу.
- Рама — служит основанием для обмоток трансформатора и определяет габаритные размеры по ширине. Его можно взять из старого трансформатора или сделать самостоятельно. Материалы каркаса включают электрокартон, гетинакс и текстилит. Важно не занимать слишком много места между сердечником и проводами.
- Изоляция — предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лента из лакированной кожи, фторопласты и парафиновая пропитка, но в самодельном производстве подойдет любой материал, лишь бы диэлектрическая прочность была достаточной для сетевого напряжения.
- Намоточный станок — облегчает процесс и обеспечивает постоянное натяжение. Его можно сделать своими руками из ручной дрели или по принципу двухшарнирного вала. Важно, чтобы машина имела как можно меньшее сопротивление.
Кроме того, вам могут понадобиться: молоток с деревянной нажимной пластиной, паяльник, ножницы и плоскогубцы для соединения проводов. Однако всегда рассчитывайте параметры трансформатора до начала строительства.
Расчеты
Рисунок 1: Принципиальная схема трансформатора
Самый сложный вариант постройки трансформатора с нуля своими руками. В таких случаях электродвигатель рассчитывается на основе выходной мощности. На основе этого параметра рассчитывается мощность первичной обмотки. Если используется заводской сердечник, эти значения можно считать такими же, если вы собираете его самостоятельно, P2 = 0.9 * P1
Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества вашего собственного ручного припоя, разница в мощности может составлять от 5 до 20%.
В зависимости от первичной мощности определяется площадь поперечного сечения магнитопровода. Этот показатель рассчитывается по следующему уравнению: S=?P1
Обратите внимание, что мощность в расчетах выражается в ваттах, а размер сердечника — в квадратных сантиметрах.
Затем определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f / S, где
где k — коэффициент передачи, f — частота переменного напряжения, S — площадь поперечного сечения магнитопровода.
На основе полученных коэффициентов передачи определяется количество витков обмотки в соответствии с входным и выходным напряжением: N1 = k * U1и N2 = k * U2
Это приблизительные данные, предназначенные для домашнего использования радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложный процесс расчета. Это делается по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальной компоновки и т.д.).
Затем рассчитывается ток на первичной стороне трансформатора.1 = P1 / U1
Поэтому ток через вторичную обмотку трансформатора рассчитывается по следующей формуле.2 = P2 / U2
На основании величины тока в каждой обмотке выбирается сечение проводника. Обратите внимание, однако, что создается запас по сечению 20-30%, так как охлаждение проводника в обмотке намного меньше. Это проще сделать с помощью медной проволоки, но это требование не является критичным.
Таблица: выбор площади поперечного сечения в зависимости от расхода тока
| Медный проводник | Алюминиевая труба | ||
| Поперечное сечение, мм 2 | Ток, A | Поперечное сечение, мм 2 | Ток, A |
| 0.5 | 11 | — | — |
| 0.75 | 15 | — | — |
| 1 | 17 | — | — |
| 1.5 | 19 | 2.5 | 22 |
| 2.5 | 27 | 4 | 28 |
| 4 | 38 | 6 | 36 |
| 6 | 46 | 10 | 50 |
| 10 | 70 | 16 | 60 |
| 16 | 80 | 25 | 85 |
| 25 | 115 | 35 | 100 |
| 35 | 135 | 50 | 135 |
| 50 | 175 | 70 | 165 |
| 70 | 215 | 95 | 200 |
| 95 | 265 | 120 | 230 |
| 120 | 300 | ||
Сборка повышающего трансформатора
Характерной особенностью повышающих трансформаторов является большая площадь поперечного сечения первичной обмотки трансформатора по сравнению со вторичной обмоткой. Типичными примерами являются устройства, повышающие напряжение питания с 220 вольт до 400, 500, 1000 и т.д. Здесь класс изоляции трансформатора, как и основного трансформатора, выбирается в соответствии с номиналом вторичной обмотки.
Обратите внимание, что намотка проводов большого диаметра на самодельные станки невозможна, так как они не могут производить достаточную мощность. Это очень легко определить. Если первый виток свободно перемещается в каркасе катушки, или, что еще хуже, если между сердечником и каркасом виден явный зазор, переходите к ручной намотке.
Для сборки необходимо соблюдать следующую последовательность действий
- Соберите основание из диэлектрика. Это позволяет вырезать основание из картонной формы. Рама должна быть склеена и собрана. Рисунок 2: Структура рамы трансформатора
Когда планы готовы, можно приступать к следующему шагу.
Если вы заметили какие-либо зазоры, рекомендуется прижать катушки деревянной прижимной дощечкой или постучать молотком по катушкам через дощечку.
- Подсчитайте количество витков. Это должно быть расчетное число. Затем вставьте проволоку через отверстия. Поместите слой изоляции на первичную обмотку.
- После изоляционного слоя намотайте вторичный. Поскольку здесь используется тонкая проволока, этот процесс можно легко осуществить на станке. Рис. 6: Намотка вторичной обмотки
Регулярно проверяйте, надежно ли закреплены витки на сердечнике. Хорошая ручка не должна прогибаться или деформироваться при нажатии пальцами.
- Если все катушки не помещаются в один слой, уложите их в несколько слоев. Важно соблюдать одинаковое количество витков в каждом слое. Слои покрыты диэлектриком. Убедитесь, что толщина изоляции не оказывает существенного влияния на габаритные размеры катушек. Рис. 7: Изоляция первого слоя
- Вставьте концы вторичной обмотки в щечки каркаса.
- Провода магнита помещаются в окно рамы. Сборка сердечника выполняется поочередно с обеих сторон. В противном случае потери будут очень высокими. Затем сердцевина расплющивается для плотного прилегания. Рис. 8: Размещение катушек в сердечнике
Силовые трансформаторы с высоким номинальным напряжением дополнительно пропитываются парафиновой изоляцией. Этот процесс увеличивает потери емкости, но обеспечивает улучшенную защиту от токов.
Сборка понижающего трансформатора
Понижающие трансформаторы характеризуются большим количеством витков на первичной обмотке. В быту они часто встречаются в блоках питания, сварочных аппаратах и другом оборудовании. Однако ремонт этих устройств производится без трансформаторов, так как импульсные устройства используют другую технологию.
Постройка сварочного трансформатора своими руками очень важна для домашнего ремонта, поэтому рассмотрим этот вариант в качестве примера. Требования к процессу сборки такие же, как и раньше. Такие аппараты характеризуются большой площадью поперечного сечения провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать нескольких сотен ампер.
Процесс производства выглядит следующим образом.
- Подготовьте старые или изготовленные подставки для катушек.
- Прикрепите изоляционный слой к каркасу трансформатора.
- Обмотайте первичную обмотку чередующимися слоями изоляции.
- Изолируйте первичную обмотку и намотайте вторичную. Используйте слесарный инструмент, так как это невозможно сделать вручную из-за большого диаметра проводов.
- Закрепите провода на обеих катушках.
- Прикрепите пластину сердечника.
Испытание
Чтобы проверить работу U-трансформатора или тороидального трансформатора в домашних условиях, используйте обычный мультиметр. Для этого установите измерительный прибор в режим "прозвонки" и проверьте целостность каждой обмотки. Затем проверьте изоляцию между каждой обмоткой и магнитопроводом и сопротивление между двумя обмотками. Это самая простая серия испытаний и является общим показателем состояния импровизированной установки.
Лампа, подключенная последовательно с первичной обмоткой, используется для проверки короткого замыкания.
Кроме того, электрическая машина испытывается в режиме холостого хода и короткого замыкания. Эти тесты показывают, насколько хорошо собран инвертор, но их не обязательно проводить в домашних условиях.
