Намотать трансформатор своими руками – просто и быстро
Блоки питанияБлок питания, Ремонт трансформаторовНет комментариев для Как намотать самому трансформатор
В современных броневых и стержневых трансформаторах намотка витков выполняется на жёсткий каркас. Поэтому, для закрепления каркаса, можно воспользоваться вот такими щёчками. Одну из щёчек нужно жёстко закрепить на шпильке двумя гайками, чтобы каркас вместе со щёчками при намотке не прокручивался относительно шпильки.
Вторая щёчка будет просто удерживать каркас.Если же Вам попадётся какой-нибудь старинный трансформатор с картонным каркасом, то придётся выпилить деревянную бобышку размером чуть шире сечения магнитопровода, чтобы при намотке каркас не деформировался вместе с обмотками.
Длина бобышки должна быть равной или чуть больше высоты каркасаКаркас вместе с бобышкой можно прикрутить к шпильке подобным образом.
Я использую для перемотки трансформаторов вот такое нехитрое приспособление, которое с натяжкой можно назвать намоточным станком.
Катушку с проводом закрепляю вот на таком мобильном устройстве, которое обычно стоит на полу, как раз под тем местом, где находится каркас.
Как трансформатор намотать на кольце
Трансформатор намотать на кольце можно намотать при помощи челнока. При мощности более 100 Ватт, число витков вторичной обмотки понижающего трансформатора столь мало, что намотка не вызывает серьёзных затруднений даже в отсутствие челнока.
челнок для намотки кольцевого трансформатораБыстро изготовить челнок под любые размеры сердечника трансформатора и диаметр провода можно из медной проволоки подходящего диаметра. Чем толще обмоточный провод, тем соответственно толще нужно выбирать и проволоку для челнока.
Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
вывод концов обмоток трансформатора гибким многожильным проводом.Если при намотке трансформаторов на броневых и стрежневых магнитопроводах, выводы катушки можно закрепить на контактах встроенных в каркас, то при намотке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, такая возможность отсутствует.
Одним из способов решения этой проблемы является вывод концов обмоток гибким многожильным проводом. Особенно это полезно делать, если обмотка намотана сравнительно тонким приводом.
Припаиваем к началу катушки отрезок многожильного провода. Лучше, если это будет провод во фторопластовой изоляции (МГТФ), но можно использовать и любой другой.
Затем помещаем место пайки в небольшой кусочек электрокартона или бумаги сложенной пополам. Толщина электрокартона – 0,1мм.
Закрепляем электрокартон вместе с местом пайки на внешней стороне магнитопровода при помощи витков катушки.
К концу катушки так же, как и к началу, припаиваем отрезок многожильного провода и изолируем кусочком электрокартона. Закрепляем соединение при помощи толстых швейных ниток. Чтобы при завязывании узла нить не ослабла, можно закрепить её расплавленной канифолью или клеем.
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:
- Расчет конструкции трансформатора по электротехническим формулам;
- Использование онлайн-расчета;
- 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:
- имея готовый магнитопровод, рассчитывают по нему вначале электрическую мощность, а затем остальную конструкцию;
- 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:
Q=√S для кольцевых сердечников;- 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:
- монтажа сердечника;
- 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:
- Намоткой витков прямо на изолированный лентами не разъемный магнитопровод с равномерной укладкой их вручную.
- 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:
- сопротивление изоляции;
- параметры холостого хода:
- 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
- Электропаяльник с регулируемой температурой
- Стержень-губка для чистки от ржавчины
- Герметичная бутылочка для воды 550ml
Реклама
Дизайн– Когда «намотать свой собственный» или «утилизировать» трансформатор?
спросил
Изменено 6 лет, 4 месяца назад
Просмотрено 672 раза
\$\начало группы\$
Я часто вижу ответы на одноразовые конструкции, включая совет: «Просто намотайте трансформатор…» Как будто в этом нет ничего страшного. Я пропустил занятие, на котором раздавали лист с формулами для размера ядра, состава, геометрии; калибр провода и изоляция; и тип обмотки в зависимости от напряжения, мощности, частоты, рабочего цикла и приложения нагрузки?
Но я также часто вижу, как люди очищают и реконструируют выводы обратноходовых трансформаторов ЭЛТ.
Итак, я делаю вывод, что есть конверт, внутри которого можно вручную намотать нестандартный трансформатор, и вне которого это было бы трудно/расточительно/опасно. Каковы параметры этой оболочки и почему?
- трансформатор
- дизайн
- выбор компонентов
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Стоимость (деньги и время) и доступность.
Есть несколько «стандартных» трансформаторов, которые можно купить готовыми, например, можно купить 1:1 с разными сердечниками и сечением проводов. Если вам нужно необычное передаточное отношение, несколько вторичных цепей, отводы со смещением от центра или их комбинация, то вы окажетесь в «длинном хвосте» рынка, где специализированные фирмы с радостью изготовят для вас трансформаторы… по цене.
В этот момент обычно становится дешевле и быстрее строить свои собственные, особенно для разовых проектов. Формулы можно найти в соответствующей литературе или в Интернете, и я уверен, что они более чем случайно упоминаются и в курсах ЭО.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Да! NAB=Vt для любой топологии насыщения сердечника, включая все трансформаторы 50/60 Гц, и Vrms=4,44fNAB для синусоидальных волн. Вы можете принять 1 для B для многослойного железного сердечника или, возможно, 0,8 для консервативной конструкции (здесь вы обмениваете потери холостого хода на потери в меди). 92 для очень маленьких с хорошим охлаждением и только температурой окружающей среды.
Если у вас есть импульсные приложения, уравнения насыщения сердечника те же, но калибр провода может быть сильно скомпрометирован.
\$\конечная группа\$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя адрес электронной почты и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
Импульсный источник питания– Ручная обмотка трансформатора – расстановка точек
спросил
Изменено 8 лет, 5 месяцев назад
Просмотрено 6к раз
\$\начало группы\$
Я уже видел это и это. Но не могу решить, как правильно намотать ИИП трансформатор. Это трансформатор:
Я придерживаюсь того же направления поворотов (против часовой стрелки, если смотреть на трансформатор сверху).
Начинаю наматывать первую половину первички. Я считаю это концом с точками .
Сейчас мотаю вторичку в том же направлении. Какой пунктирный конец? К пунктирному концу надо подсоединить анод быстродействующего выпрямительного диода и не знаю какой именно.
Сейчас мотаю вспомогательную. Учитывая точку в начале правильно?
И, наконец, вторая половина среднего. Но сейчас мотаю от верха трансформатора к его низу. Это правильно?
Чертежи не отражают фактическое количество витков.
- трансформатор
- импульсный источник питания
- фаза
- обмотка
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Намотка сверху вниз или снизу вверх не меняет «точку» (которая представляет направление магнитного северного/южного полюса для данного направления тока).
Вы можете использовать “правило правой руки”, чтобы сохранить это прямо.
Поместите правую руку на катушку пальцами в направлении тока. Ваш большой палец указывает на северный магнитный полюс. Концы с «точкой» будут теми, которые создают одинаковое направление магнитного поля, когда ток течет от одного конца к другому.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
Когда вы говорите «наматывать сверху вниз», я говорю, что это не меняет правила, если вместо этого вы наматываете «снизу вверх».
Точечный порядок обеспечивает следующее: –
Если на катушку подается переменное напряжение, другая(ие) катушка(и) будет находиться в фазе с этим переменным напряжением, когда (например) вы используете O-scope с зондом в точка заканчивается.
Кстати, похоже, вы правильно наматываете трансформатор, хотя изображения и этикетки потребовали небольшой расшифровки.