Как перемотать трансформатор самому: мой опыт

Содержание

Тороидальный трансформатор своими руками

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

Преимущества и недостатки тора

Тор обладает несомненными достоинствами по сравнению с другими видами:

Относительно небольшие размеры.
Очень сильный выходной сигнал.
Обмотки имеют маленькую длину, и, как следствие, эти устройства характеризуются небольшим сопротивлением и очень высоким КПД.
Благодаря своей форме легко устанавливаются и также легко демонтируются в случае необходимости.

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

Расчет мощности тороидального трансформатора

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

Мощность будущего трансформатора рассчитывается по следующей формуле:

P=U*I*cosf/n

U — напряжение холостого хода

I — сила тока

cos f — коэффициент мощности, равный 0.8

n — коэффициент полезного действия, равный 0.7

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

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

N=4960*U/(S*I)

U — напряжение тока на первичной обмотке.

I — ток вторичной обмотки, или сварочный ток.

S — площадь сечения магнитопровода.

Количество витков на вторичной обмотке вычисляется по следующей формуле:

U1/U2=N1/N2

Тороидальный сердечник

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

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

Создание обмоток для увеличивающего трансформатора

Следует надеть катушку на брусок из натурального массива. В нём необходимо просверлить специальное отверстие для прутка намоточного.

К одному из серьёзных этапов относится подключение тока. Деталь вставляется внутрь станка и можно производить обмотку:

Сверху катушки наматывается лакоткань в несколько слоёв.
Конец имеющегося провода закрепляется на обустроенной щёчке, после чего можно приступать к вращению ручку.
Витки укладываются максимально плотно.
После обмотки следует обрезать провод для последующего закрепления сверху щёчки возле первого.
На имеющиеся выводы необходимо закрепить трубку изоляционную.

Устройство самоделки

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

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

Удалите все ненужные вторичные обмотки, оставив только первичную.
Выполните расчёт необходимого числа витков и сечения проволоки для подходящего напряжения и тока. Для этого есть специальные калькуляторы и формулы из курса физики. Необходимый диаметр проволоки рассчитывается по таблице ниже. Проволока обязательно должна быть в лаковой изоляции. А число витков определяется соотношением: U1/U2=N1/N2. Отсюда следует, что если у вас первичная обмотка состоит из 480 витков, то для получения 13 Вольт на выходе необходимо намотать всего 26 витков, так как напряжение сети – 220 Вольт.
После этого уложите проволоку на основу виток к витку, делая изоляцию между слоями бумагой или изолентой в несколько слоев. Конец и начало обмоток выведите и надежно закрепите на корпусе. Чтобы припаять к ним провода, зачистите изоляцию ножом.
Для уменьшения шума и вибраций, а также улучшения изоляции, можно пропитать устройство парафином.

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

Нам также понадобятся:

4 Диода. Подойдут любые диоды с током не менее 10 ампер. Одни из самых популярных: импортные – 10A10, отечественные – Д242А, 2Д203А, КД213Б. Или диодные мосты, например: КВРС1001, КВРС1002 и их аналоги.
4 радиатора для диодов. Можно, конечно, обойтись и без них на малых токах порядка 3-5 Ампер. Но это может привести к их быстрому выходу из строя, поэтому необходимы радиаторы площадью 32 кв. см или 128 кв. см для диодного моста. Их можно сделать из листового алюминия или использовать кулеры от компьютера и материнских плат.
Разборная электрическая вилка или сетевой шнур.
Медные провода сечением не меньше 2,5 кв. мм.
Предохранители на 0,5А и на 10А.
Термоусадочная трубка или изолента.
Пластина из диэлектрика, а еще лучше – корпус, например фанерный или пластиковый.
Кусок нихромовой проволоки от электроплитки.
Мультиметр или вольтметр с амперметром.
Паяльник, припой и флюс (канифоль или ЛТИ-120).
Еще несколько радиокомпонентов, если мы хотим сделать устройство с защитой и автоматическим отключением.

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

Как перемотать трансформатор из блока питания ПК

Перед тем как начать перемотку трансформатора, его нужно разобрать. О простом методе разборки импульсного трансформатора из блока питания ПК можно прочитать тут.

Итак, разобрали трансформатор. Далее нужно нам разобраться для чего или подо что мы будем перематывать импульсный трансформатор.

Можно перемотать трансформатор для самого блока питания ПК, делается это для того, чтобы повысить выходное напряжение, при переделке БП ПК в регулируемый. В данном случае можно первичную обмотку оставить родной. Чаще всего, первичная обмотка импульсных трансформаторов из БП ПК разделена на две части. То есть, сначала мотается половина первичной обмотки, потом мотаются вторичные обмотки и сверху мотается вторая половина первичной обмотки. Так же, первичные полуобмотки могут иметь экран, в виде медной фольги.

Так вот, разматывая родные вторичные обмотки, можно посчитать количество витков, далее перемотать вторичную обмотку уже на несколько витков больше и восстановить верхнюю половину первичной обмотки. Тем самым мы сэкономим лакированный провод.

Лично я при переделке блоков питания ПК в регулируемый перематываю первичную и вторичную обмотки с нуля, пересчитывая их в программе Lite-CalcIT. При новом расчете следует учесть тот факт, что частота ШИМ у блоков питания ПК 30-36 кГц.

Приведу пример расчета и намотки импульсного трансформатора на сердечнике от БП ПК.

Скачиваем и запускаем программу Lite-CalcIT. Вбиваем нужные нам напряжения и диаметры обмоточных проводов. Также указываем схему преобразования и схему выпрямления. Частота преобразования в моем случае 50 кГц, если трансформатор рассчитывается для переделки БП ПК в регулируемый, то следует указать частоту преобразования 30 кГц, иначе из-за малого количества витков, сердечник войдет в насыщение и по первичной обмотке начнет протекать очень большой ток холостого хода.

Если рассчитывать трансформатор под переделку БП ПК, то ничего в программе менять не нужно, за исключением частоты (30 кГц), то есть будем иметь также две вторичных обмотки. Единственное, что изменится, это схема выпрямления, она будет однополярная со средней точкой.

Далее указываем габариты и другие параметры сердечника, добытого из БП ПК.

Ничего в расчете сложного нет. В ходе него я получил следующие параметры:

— Число витков первичной обмотки 38;

-Число витков вторичной обмотки 10+10 двумя жилами указанного провода.

Начинаем мотать транс.

38 Витков первичной обмотки в один слой не влезут на мой каркас, поэтому мотать буду в два слоя по 18 витков.

Подпаиваем к контакту провод и мотаем 18 витков, один к другому. Если смотреть на каркас сверху, то мотаю по часовой стрелке все обмотки.

Далее кладу слой изоляции. Изоляцию использую, какая есть, либо лавсановая пленка из ненужных обрезков витой пары, либо скотч.

После чего, не меняя направления, мотаем к основанию каркаса еще 18 витков, один к другому. Припаиваем контакт.

Кладем изоляцию. Все, первичка готова.

Пример намотки первичной обмотки на частоту 30 кГц.

По расчетам я получил количество витков первичной обмотки, равное 48. В первый слой я положил 35 витков.

Далее слой изоляции и остальные 13 витков, равномерно расположенных по всей длине каркаса.

Изолируем первичную обмотку от вторичной.

P.S. Если в один слой не влезает расчетное количество витков, то можно разделить на две равные половины, или мотать в один слой такое количество витков, которое влезет на всю длину каркаса. Остальное количество витков, которое не влезло, распределяем равномерно по всей длине каркаса сердечника.

Конструкция трансформатора

Этот замечательный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем. Тороидальный автотрансформатор – это специальный прибор, который предназначен для преобразования переменного тока. Использовать их можно в разнообразных линейных установках. Это электромагнитное устройство может быть однофазным и трехфазным.

На этом фото вы сможете увидеть, что конструкция состоит из следующих элементов:

Металлический диск, который изготовлен из рулонной магнитной стали.
Специальные резиновые прокладки.
Выводы первичной обмотки.
Вторичная обмотка.
Изоляция, которая располагается между обмотками.
Экранирующая обмотка.
Дополнительный слой, который располагается между первичной и экранирующей обмоткой.
Первичная обмотка.
Изоляционное покрытие сердечника.
Тороидальный сердечник.
Предохранитель.
Крепежные элементы.
Слой покрывной изоляции.

Чтобы соединить обмотки производитель использует магнитопровод. Этот тип преобразователя квалифицируется по: назначению, охлаждению и типу магнитопровода. По назначению можно разделить на импульсный, силовой и частотный преобразователь. По охлаждению трансформаторы воздушными или масляными. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про тороидальный трансформатор.

Устройство этого типа может использоваться в стабилизаторах или системах охлаждения. Главным отличием конструкции будет считаться количество обмоток, которое содержит трансформатор. Кольцевая форма считается наиболее распространенной. В этом случае намотка тороидального преобразователя выполняется равномерно. Благодаря этому расположению катушек преобразователь охлаждается быстро и не будет нуждаться в использовании кулеров.

Как правильно разобрать

Несмотря на то, что с виду трансформатор кажется сложным устройством, его разборка достаточно проста в исполнении. Главная задача в данном случае, это удаление поверхностной оболочки, состоящей из ферритового магнитопровода.

Для этого требуется подогреть феррит до 300С и расшатывая имеющиеся половинки вытянуть их из каркаса. Делать это нужно быстро, чтобы размягченный клей не успел застыть. Такую процедуру нужно производить обязательно в перчатках. Далее потребуется:

откусить кусачками прикрепленные медные обмотки;
размотать проволоку до самого основания;
устранить на каркасе оставшиеся кусочки обмотки.

Всего несколько шагов и каркас трансформатора полностью очищен. Главная сложность заключается в разогреве ферритовой оболочки. Но в данном случае можно воспользоваться несколькими советами. Например, использовать строительный фен, паяльную станцию или же подогреть на сковородке.

Трансформатор тока

Кроме стандартного типа трансформаторов напряжения существует особый вид, называемый трансформатором тока. Основное его назначение — изменять значение тока относительно своего входа. Другое название такого вида устройства — токовый.

Токовый трансформатор — измерительный прибор, предназначенный для измерения силы переменного тока. Применяются токовые устройства тогда, когда нужно измерить ток большой силы или для защиты полупроводниковых приборов от возникших на линии нештатных его значений.

Токовое устройство по виду ничем не отличается от трансформатора напряжения, его отличия — в подключении и количестве витков в обмотке. Первичка выполняется с помощью одного или пары витков. Эти витки пропускаются через тороидальный магнитопровод, и именно через них измеряется ток. Токовые устройства выполняются не только тороидального типа, но и могут быть выполнены и на других видах сердечниках. Главным условием является то, чтобы измеряемый провод совершил полный виток.

Вторичная обмотка при таком исполнении шунтируется низкоомным сопротивлением. При этом величина напряжения на этой обмотке не должна быть большого значения, так как во время прохождения наибольших токов сердечник будет находиться в режиме насыщения.

В некоторых случаях измерения проводятся на нескольких проводниках которые пропущены через тор. Тогда величина тока будет пропорциональна силе суммы токов.

Процесс намотки обмоток

Намотка трансформатора заключается в намотке обмоток. Для этого провод, который планируется использовать для обмоток, наматывается на любую катушку туго (для упрощения процесса). Далее сама катушка устанавливается либо на приспособление, указанное выше, либо наматывается «вручную» (это сложно и неудобно). После этого на катушке обмотки закрепляется конец обмоточного провода, к которому припаивают выводной провод (это можно сделать как вначале, так и в конце операции). Далее начинают вращение катушки.

Трансформаторы распределения медной оболочки всегда меньше и легче, чем алюминиевые раны с эквивалентной производительностью и энергетическими характеристиками. Поскольку удельное сопротивление меди в 6 раз больше, чем у алюминия, поперечное сечение алюминиевого проводника должно быть в 66 раз больше, чем у медного проводника при том же сопротивлении. Это приводит к увеличению сердечника трансформатора и объема, что также приводит к увеличению емкости трансформатора, чем к медной конструкции. В то время как алюминий легче, чем медь одинакового объема, в случае распределительных трансформаторов это преимущество нейтрализуется увеличением объема проводника, стального сердечника, резервуара и масла.

При этом катушка не должна никуда смещаться, а провод должен иметь сильное натяжение для плотной укладки.

Намотка витков провода продольно должна производиться так, чтобы витки прилегали друг к другу максимально плотно. После того, как был намотан первый ряд витков по длине, его обматывают специальной изоляционной бумагой в несколько слоев, после чего наматывают следующий ряд витков. При этом ряды должны плотно прилегать друг к другу.

Более высокое содержание меди в трансформаторах повышает энергоэффективность и, как следствие, снижает затраты на жизненный цикл в большинстве случаев. Исследование, проведенное по заказу Европейской комиссии, показало, что вариант конструкции трансформатора, который дает наименьшую стоимость жизненного цикла, имеет более низкие потери энергии и использует значительно больше меди, чем соответствующий базовый корпус.

Нелинейные нагрузки вызывают дополнительные потери нагрузки в силовых трансформаторах, на которые сильно влияют геометрия трансформатора, конфигурации намотки и изоляционные и проводящие материалы. В частности, распределение тока более однородно с медными проводниками из-за более высокой проводимости.

В процессе намотки следует контролировать количество витков и остановиться после намотки нужного количества

Важно, чтобы считались полные витки, не учитывая расход провода (т.е. второй ряд витков требует большего количество провода, однако наматывают количество витков)

Наконец, трансформаторы с медными обмотками часто дешевле в производстве, чем у алюминиевых обмоток. Это связано с тем, что это не просто стоимость проводника, но также стоимость магнитной стали, резервуара и масла, необходимых для достижения заданного уровня энергетических характеристик, который определяет общую стоимость производства трансформатора.

Обратившись к таблице ниже, мы можем определить размер первичной и вторичной катушек. Рассчитайте количество оборотов для первичных обмоток. Почему первичные обмотки и вторичные обмотки трансформатора не замыкаются? Прикладывается напряжение, протекает ток, импеданс. Недостаточное количество катушек из-за просчета приведет к короткому замыканию. Трансформатор подчиняется закону ом или нет? Закон ом предназначен для определения поведения электричества через нагрузку. Трансформатор не больше пары индукторов. Трансформатор сам по себе не является нагрузкой. Вы применяете закон Омега к первичному контуру и к вторичной цепи трансформатора. Вы не используете закон Ома, чтобы узнать, как первичный индуцирует ток во вторичном. Ток, который мы вычисляем, представляет собой максимальный или идеальный ток трансформатора. Если мы поместим резистор в любую сторону, он по-прежнему будет соблюдать ом. Почему мы обычно используем магнитный медный провод для обмоток? Магнитная медь имеет изоляцию. Чтобы построить трансформатор, соленоид или индуктор, каждый из них поворачивается, а другой — сбоку. Суруханджая Тенга Малайзия.

Найдите ток первичной обмотки.
Найдите размер кабеля для первичных обмоток и вторичных обмоток.
Мы можем использовать любую комбинацию длины и ширины, чтобы получить область.

Расчет силового трансформатора.

Каркас для трансформатора

Каркас трансформатора (или дросселя) нужен для изоляции обмоток от сердечника и для удержания в порядке обмоток, изоляционных прокладок и выводов. Поэтому он должен быть изготовлен из достаточно прочного изоляционного материала. Вместе с тем он должен выполняться из достаточно тонкого материала, для того чтобы не занимать много места в окне сердечника.

Обычно материалом для каркаса служат плотный картон (прессшпан), фибра, текстолит, гетинакс и т. п. В зависимости от размеров трансформатора или дросселя толщина листового материала для каркаса берется от 0,5 до 2,0 мм.

Для клейки картонного каркаса можно употреблять конторский универсальный клей или обычный столярный клей. Лучшим клеем, обладающим хорошей влагоустойчивостью, следует считать нитроклей (эмалит, геркулес). Гетинаксо-вые или текстолитовые каркасы обычно не склеиваются, а собираются «в замок».

Фиг. 6. Соразмерность каркаса и пластин сердечника. а – для разъемных пластин; б – для пластин с просечкой среднего керна.

По размерам сердечника определяются форма и размеры каркаса, после чего вычерчиваются, а затем нарезаются его детали. Если применяются трансформаторные пластины с просечкой среднего керна,то высоту каркаса делают на несколько миллиметров меньше высоты окна, чтобы без затруднений можно было вставлять пластины сердечника.

Во избежание ошибок размеры пластин сердечника нужно тщательно измерить (если они неизвестны) и начертить на бумаге эскиз с размерами отдельных частей каркаса

Особенно важно согласование отдельных частей каркаса при сборке его «в замок». Соотношения размеров каркаса и пластин сердечника для разного типа пластин даны на фиг. 6

Фиг. 7. Выкройка и склейка каркаса для трансформатора.

Обычный каркас для трансформатора можно изготовить так. Сначала вырезают щечки каркаса и выкраивают гильзу с отворотами на торцевых сторонах согласно фиг. 7. Сделав надрезы в местах сгиба, выкройку свертывают в коробочку, причем сторона 1 склеивается со стороной 5. После того обе щечки надеваются на гильзу.

Затем нужно отогнуть отвороты гильзы и, раздвинув щечки на края гильзы, приклеить отвороты к наружным плоскостям щечек. В углы на наружной стороне щечек можно вклеить кусочки того же картона, из которого изготовлялась гильза каркаса. Если клей достаточно прочен и надежен, то гильзу можно делать без отворотов, приклеивая щечки непосредственно на краях гильзы.

Фиг. 8. Детали сборного каркаса для трансформатора. а – ширина пластины сердечника, плюс зазор, плюс толщина материала деталей 3; б – толщина набора пластин сердечника плюс толщина деталей 2; в -толщина материала.

Более сложным в изготовлении является сборный каркас, но зато он обладает большой прочностью и не требует склеивания. Детали сборного каркаса изображены на фиг. 8.

Они изготовляются следующим образом. Размеры с эскиза путем разметки переносятся на лист материала (текстолита, гетинакса, фибры). Если материал не слишком толст, то детали вырезают ножницами.

Затем напильником пропиливают в них пазы. В щечках 1, после высверливания в них нескольких отверстий, выпиливают окна.

Фиг. 9. Сборка каркаса для катушек трансформатора в замок.

После этого, разложив детали на столе, производят подгонку сторон 2 и 3 гильзы так, чтобы при сборке каркаса сошлись все пропилы и выступы «замка». При разметке и изготовлении деталей 2 у одной из них можно «замочную» часть сделать значительно больших размеров (контуры показаны пунктиром на фиг.

для размещения на ней контактов или лепестков для подпайки выводов обмоток. Чтобы не спутать детали, их следует перед сборкой пронумеровать. Порядок сборки каркаса ясен из фиг. 9.

Сразу же после изготовления щечек лучше заранее насверлить в них «в запас» отверстия для выводов. При сборке каркаса или приклейке щечек необходимо учесть, с какой из сторон трансформатора (или с обеих) и на какой из сторон щечек будут сделаны выводы, чтобы правильно расположить стороны щечек, имеющие отверстия для выводов.

Надо обратить внимание на то, чтобы стороны щечек с отверстиями в случае квадратного сечения сердечника не оказались закрытыми пластинами сердечника. Готовый склеенный или собранный каркас нужно подготовить к намотке, для чего следует напильником скруглить углы гильзы и щечек, а также снять заусеницы. Полезно (но необязательно) промазать или пропитать каркас шеллаком, бакелитом и пр

Полезно (но необязательно) промазать или пропитать каркас шеллаком, бакелитом и пр

Готовый склеенный или собранный каркас нужно подготовить к намотке, для чего следует напильником скруглить углы гильзы и щечек, а также снять заусеницы. Полезно (но необязательно) промазать или пропитать каркас шеллаком, бакелитом и пр.

Как разобрать импульсный трансформатор

Работая над своим новым проектом у меня возникла необходимость перемотать трансформатор с ферритовым магнитопроводом от импульсного блока питания под нужные мне напряжения. Покупать каркас и феррит мне не очень хотелось, поскольку в моей кладовке полно неисправных компьютерных блоков питания из которых легко достать необходимый для моей самоделки трансформатор. Клея китайцы не пожалели, залили на совесть и на века… Думали разбирать никто не будет. Наши Кулибины все разберут, перемотают и опять соберут.

Технология разборки очень простая надо сильно нагреть ферритовый магнитопровод до 300°С, клей хорошенько размякнет и аккуратно расшатывая вытаскиваем половинки феррита из каркаса. Делать надо быстро и аккуратно, обязательно в перчатках, не дожидаясь охлаждения магнитопровода, иначе клей снова намертво прилипнет. Я решил использовать паяльную станцию предварительно выставил 300°С на терморегуляторе. Можно использовать строительный фен или положить трансформатор ферритом на сковородку. Скажу честно, пока научился расколол пять трансформаторов.

Аккуратно извлеките очень хрупкий ферритовый магнитопровод из каркаса.

Кусачками откусите медные обмотки и размотайте.

Остатки медного провода следует удалить паяльником.

Готовый к намотке каркас с ферритовым магнитопроводом.

Чтобы намотать новые обмотки на каркас я использую самодельный станок для намотки трансформаторов.

Обычно импульсные трансформаторы мотают в одну сторону виток к витку. Каждый слой во избежание пробоя изолируется специальной изолирующей лентой. К сожалению её не возможно достать в моем городе, поэтому каждый слой я изолирую обыкновенным скотчем, наматываю в три слоя.

Выводы обмоток надо хорошо пропаять.

В заключение хочу сказать пару слов про ферритовые магнитопроводы. Для чего в некоторых импульсных трансформаторах в ферритовых магнитопроводах делают небольшой немагнитный зазор? Для того, чтобы уменьшить индукцию и увеличить накачку трансформатора, что положительно влияет на выходную мощность устройства. Все зависит от схемы, устройства бывают однотактные или двухтактные. Магнитопровод для однотактника делают с зазором, а для двухтактника без, последние имеют большую выходную мощность по сравнению с первыми. На этой картинке с левой стороны вы увидите магнитопровод с немагнитным зазором, а с правой стороны без зазора.

Как сделать немагнитный зазор если магнитопровод без него? Достаточно вырезать из картона пару кружочков и приклеить супер клеем к центральному стержню Ш образного магнитопровода. Толщина картонных прокладок подбирается опытным путем, при настройке девайса надо добиться максимальной выходной мощности при минимальном потреблении электроэнергии. После сборки трансформатора приклейте феррит супер клеем к каркасу.

Друзья, желаю вам хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как разобрать импульсный трансформатор.

Источник

Расчёт параметров изделия

Перед тем как намотать тороидальный трансформатор в домашних условиях понадобится рассчитать его значения. Для этого нужно знать исходные данные. К ним относят: величину напряжения на выходе, внешний и внутренний диаметр сердечника.

Мощность устройства определяется произведением площадей S и Sо, умноженных на коэффициент: P=1,9* S * Sок.

Площадь поперечного сечения рассчитывается по формуле: S=h*(D-d)/2, где:

S- площадь сечения;
h- высота конструкции;
D- наружный диаметр;
d — внутренний диаметр.

Для вычисления площади окна используется формула: Sок=3,14*d2/4.

Количество витков во вторичной обмотке равно произведению W2=U2*50/Sок.

Далее остаётся рассчитать количество витков в первичке. Для этого используется выражение: W1=(Uвх*W2)/Uвых, где Uвх — напряжение на входе, а Uвых — напряжение на выходе устройства.

Такую методику расчёта можно применить почти для любого вида тороидального трансформатора. Но для расчёта некоторых изделий существует своя методика.

Сварочное устройство

Такой тип трансформатора характеризуется большой силой тока на выходе. В качестве вводных параметров используется максимальная сила тока и напряжение. Например, для устройства с величиной сварочного тока 200 ампер и напряжением 50 вольт расчёт происходит следующим образом:

1. Рассчитывается мощность трансформатора: Р = 200 А * 50 В = 1000 Вт.

2. Вычисляется сечение окна: Sок = π * d2/ 4 = 3,14 * 144 / 4 (см2) ≈ 113 см².

3. Площадь поперечного сечения: Sс=h * Н = 2 см * 30 см = 60 см².

4. Мощность сердечника: Рс = 2,76 * 113 * 60 (Вт) ≈ 18712,8 Вт.

5. Количество витков первичной обмотки: W1 = 40 * 220 / 60 = 147 витков.

6. Количество витков для вторичной обмотки: W2 = 42 * 60 / 60 = 42 витка.

7. Площадь провода вторички находится исходя из наибольшего рабочего тока: Sпр = 200 А /(8 А/мм2) ≈ 25 мм².

8. Вычисляется площадь провода первички: S1 = 43 А /(8 А/мм2) ≈ 5,4 мм².

Такой вариант расчёта применим не только для сварочников, но и с успехом может быть использован для других типов. Как видно, никаких трудностей при расчёте возникнуть не должно.

Токовый трансформаторный прибор

Трансформатор тока своими руками сделать несложно, но перед его изготовлением понадобится выполнить расчёт. Такой расчёт отличаетчя от общепринятого в связи с конструктивными особенностями изделия. Начинается он с необходимой величины тока вторички (единица измерения ампер): Iам = Iпер / Iвт, где:

• Iпер — величина тока первичной обмотки, умноженная на число витков в ней;

• Iвт — количество витков во вторичной обмотке.

Для того чтобы разобраться, как правильно выполнить расчёт, проще рассмотреть практический пример самодельного токового устройства. Пусть на выходе токового устройства необходимо получить 4 вольта, а ток ограничить уровнем 5 ампер.

Поэтапно методика вычисления выглядит так:

Берётся ферритовое кольцо, для примера 20×12х6 из 2000hМ.
Мотается 100 витков провода. Эти витки составляют вторичную обмотку, так как первичная — это просто один виток проволоки, пропущенный через феррит.
Значение тока во вторичке будет равно: I/Kтр = 5 / 100 = 0,05 A. где Ктр — коэффициент трансформации трансформатора (отношение количества первичной обмотки к вторичной).
Величина нагрузочного шунта рассчитывается согласно закону Ома: R = U/I. Получается R= 4/0,05 = 80 Ом.

Таким образом можно выполнить расчёт для любых требуемых параметров. Независимо от формы тока на входе, на выходе токового устройства напряжение всегда двухполярное. В качестве шунта вторичной обмотки используется именно сопротивление, а не диод. Если есть необходимость в диоде, то вначале подключается резистор, а затем диод или диодный мост. Во втором случае сопротивление включается в диагональ моста.

https://youtube.com/watch?v=CKgUuyxEJHY

Виды эффектов от катушки Тесла

Дуговой разряд – возникает во многих случаях. Он характерен ламповым трансформаторам. Коронный разряд является свечением воздушных ионов в электрическом поле повышенного напряжения, образует голубоватое красивое свечение вокруг элементов устройства с высоким напряжением, а также имеющим большую кривизну поверхности.
Спарк по-другому называют искровым разрядом. Он протекает от терминала на землю, либо на заземленный предмет, в виде пучка ярких разветвленных полосок, быстро исчезающих или меняющихся.
Стримеры – это тонкие слабо светящиеся разветвляющиеся каналы, содержащие ионизированные атомы газа и свободные электроны. Они не уходят в землю, а протекают в воздух. Стримером называют ионизацию воздуха, образуемую полем трансформатора высокого напряжения.

Действие катушки Тесла сопровождается треском электрического тока. Стримеры могут превращаться в искровые каналы. Это сопровождается большим увеличением тока и энергии. Канал стримера быстро расширяется, давление резко повышается, поэтому образуется ударная волна. Совокупность таких волн подобен треску искр.

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.

Повышающий трансформатор своими руками схема