Интересни начини за включване на тороидални трансформатори. Тороидални трансформатори - устройство, приложение, технически характеристики

Ако се интересувате от производството на заваръчна машина или стабилизатор на напрежението, тогава определено трябва да знаете какви са тороидалните трансформатори. Но най-важното е как работят и какви тънкости имат в производството. В допълнение, такива трансформатори, поради своя дизайн, са способни да доставят по-голяма мощност в сравнение с тези, навити на W-образно ядро. Следователно такива устройства са идеални за захранване на много мощно оборудване - например нискочестотни усилватели.

Основни данни

Така че, преди да започнете да правите трансформатор, трябва да проучите хардуера. Първо, трябва да вземете решение за вида на кабела, който да използвате. На второ място, трябва да изчислите броя на завъртанията (от това следва, че ще знаете колко метра тел имате нужда). Трето, трябва да изберете напречното сечение на проводника. Изходният ток и следователно мощността на тороидалния трансформатор зависи от този параметър.

Също така е необходимо да се вземе предвид, че при малък брой завъртания в първичната намотка ще настъпи нагряване. Подобна ситуация възниква, ако мощността на консуматорите, свързани към вторичната намотка, надвишава стойността, която трансформаторът може да достави. Последствието от прегряването е намаляване на надеждността. Освен това прегряването може дори да доведе до запалване на трансформатора.

Какво е необходимо за производството

И така, започвате да правите трансформатор. Трябва да вземете инструменти и материали. Разбира се, може дори да имате нужда от шевна игла или кибрит, но със сигурност всеки има такива аксесоари. Най-важното е желязото, от което се правят тороидалните трансформатори. Ще ви трябва много трансформаторна стомана, тя трябва да е във формата на тор. Следва, разбира се, жицата в лакова изолация. Не забравяйте да имате маскираща лента и PVA лепило. За разделяне на намотките е необходима и изолационна лента на тъканна основа. И няколко парчета тел за свързване на краищата на намотките. Освен това проводникът трябва да се използва в силиконова или гумена изолация.

Трансформаторна стомана

Получаването на такъв аксесоар може да изглежда много трудно. Но във всяка къща, плевня, дори в пунктовете за събиране на метал днес можете да намерите неизползваеми стабилизатори на напрежението. IN съветски годините бяха много популярни, те бяха използвани заедно в черно-бели телевизори, за да не се повредят кинескопите. За вас няма значение дали този стабилизатор работи или е изгорял. Най-важното са тороидалните трансформатори, които се използват в него. Те ще бъдат в основата на вашия дизайн. Но преди това трябва да се отървете от старата намотка, от която е направена алуминиева тел. И след това - подготовка на сърцевината. Моля, имайте предвид, че има прави ъгли. Нямате нужда от това, тъй като можете да повредите лаковата изолация при навиване. Опитайте се да заоблите ъглите колкото е възможно повече, като ги изпилите. След това поставете платнена електрическа лента върху трансформаторната стомана. Необходим е само един слой.

Намотки

И сега малко за това как се изчислява тороидален трансформатор. Можете, разбира се, да използвате прости програми, от които има много. Можете да използвате линийка и калкулатор, за да направите изчислението. Разбира се, ще има грешка, тъй като много повече фактори, които съществуват в природата, не се вземат предвид. При изчисляване трябва да се придържате към едно правило - мощността във вторичната намотка не трябва да бъде по-голяма от същата стойност в първичната намотка.

Що се отнася до такъв процес като навиване на тороидален трансформатор, той е много трудоемък. Добре е, ако е възможно да разглобите магнитната верига и след навиване да я сглобите заедно. Но ако това не е възможно, тогава можете да използвате един вид шпиндел. Навивате около него известно количество тел. След това, прекарвайки този шпиндел през тора, очертавате завоите на намотките. Това ще отнеме много време, така че ако не сте уверени в способностите си, по-добре е да закупите готово захранване.

Пример за изчисление

Процесът е най-добре описан като конкретен пример. Първичната намотка, като правило, се захранва от мрежа с променливо напрежение от 220 V. Да приемем, че имате нужда от две вторични намотки, така че всяка да произвежда 12 V. И също така използвате проводник с напречно сечение от 0,6 mm в първичната навиване. Следователно площта на напречното сечение ще бъде приблизително 0,23 квадратни метра. мм. Но това не са всички изчисления, тороидалните трансформатори се нуждаят от внимателна настройка на всички параметри. И сега отново малко математика - трябва да разделите 220 (V) на сумата от напреженията на вторичните вериги. В резултат на това получавате определен коефициент от 3,9. Това означава, че напречното сечение на проводника, използван във вторичната намотка, трябва да бъде точно 3,9 пъти по-голямо, отколкото в първичната. За да изчислите броя на завъртанията за първичната намотка, ще трябва да използвате проста формула: умножете коефициента „40“ по напрежението (в първичната верига е равно на 220 V), след това разделете този продукт на площта напречно сечениемагнитна верига. Струва си да се отбележи, че неговата ефективност и експлоатационен живот зависят от това колко точно е изчислен тороидалният трансформатор. Затова е по-добре да повторите всеки етап от изчислението още веднъж.

Повечето електронни устройства изискват определен тип захранване, за да работят, различно от това, което идва индустриална мрежа. Един вид такова устройство е тороидален трансформатор. Устройството намери широко приложение в различни области на енергетиката, електрониката и радиотехниката. Трансформаторите се използват най-често в електрически мрежии в захранвания за всички видове електронно оборудване.

Устройство и принцип на работа

Трансформатор – името на думата идва от латинското transformare, което означава трансформирам. Общоприетата дефиниция за него е следната: трансформаторът е устройство, което, използвайки явлението електромагнитна индукция, може да променя амплитудата на напрежението, без да променя формата и честотата на сигнала.

Трансформаторът е електрическо устройство, което намалява или увеличава променливото електрическо напрежение. Такива трансформатори се наричат ​​понижаващи или повишаващи трансформатори. Трябва да се отбележи, че има и устройства, които оставят величината на синусоидалния сигнал непроменена; те се наричат ​​галванични или дроселни.

Всеки трансформатор в своя дизайн съдържа следните компоненти:

• магнитна верига (ядро);
• намотки;
• рамка за навиване;
• изолатор;
• различни допълнителни елементи(скоби за закрепване, лайсни за контактен изход и др.).

Трансформаторът в своя дизайн има две или повече намотки с индуктивно свързване. Те се произвеждат както във вид на тел, така и в лента и винаги са покрити със слой изолация. Намотките са фиксирани към магнитна сърцевина, изработена от мек феромагнитен материал. Първичната намотка е свързана към източника на напрежение, а вторичната намотка към товара.

Общият принцип на работа на устройството, независимо от неговия тип и предназначение, е следният. Към първичната намотка на устройството се подава променлив сигнал, което води до появата на променлив ток. Този ток от своя страна индуцира променливо магнитно поле в сърцевината, под въздействието на което в намотките възниква променлива електродвижеща сила (ЕМС). Когато товарът е свързан към вторичната намотка, през него започва да тече променлив ток. Намотката, към която се прилага сигналът, се нарича първична. Намотката, свързана към товара, се нарича вторична.

Според метода на охлаждане тороидалните устройства се разделят на въздушно и течно охлаждане. Освен това има трансформатори с комбинирано охлаждане - течност-въздух. Към основното технически параметриустройствата включват:

1. Стойност на входното напрежение: допустимата стойност на напрежението, подадено към първичната.
2. Големината на изходното напрежение. Определя се от коефициента на трансформация.
3. Тип трансформация. Съществува с увеличаване или намаляване на нивото на сигнала.
4. Брой фази. В зависимост от мрежата, в която се използват трансформаторите, те се делят на еднофазни и трифазни.
5. Брой намотки. Има устройства с две или много намотки.

Основните параметри на устройството включват: номинална мощност и коефициент на трансформация. Единицата за мощност е волт-ампер (VA). Коефициентът на трансформация показва съотношението на нивата на напрежение на входа на устройството към неговия изход. Стойността му е право пропорционална на съотношението на броя на завъртанията на първичната към вторичната.

Тороидалният трансформатор използва пръстеновидно ядро ​​като своя основа, което геометрично представлява тор. Предимството на този тип магнитна верига е, че можете просто да пренавиете трансформатора със собствените си ръце и да получите най-високия коефициент полезно действие(КПД) в сравнение с други видове трансформатори със същите габаритни размери. Недостатъците на торите включват повишено нагряване по време на работа.

Настоящ трансформатор

С изключение стандартен типИма специален тип трансформатор на напрежение, наречен токов трансформатор. Основната му цел е да промени текущата стойност спрямо входа. Друго име за този тип устройство е актуално.

Настоящ трансформатор - измервателен уред, предназначен за измерване на силата на променлив ток. Текущите устройства се използват, когато е необходимо да се измери висок ток или да се защитят полупроводникови устройства от необичайни стойности, които се появяват на линията.

Настоящото устройство не се различава по външен вид от трансформатор на напрежение, разликите му са във връзката и броя на завъртанията в намотката. Първичният се прави с помощта на един или чифт завои. Тези навивки преминават през тороидална магнитна верига и чрез тях се измерва токът. Текущите устройства са направени не само от тороидален тип, но могат да бъдат направени и върху други видове ядра. Основното условие е измерваният проводник да направи пълен оборот.

При този дизайн вторичната намотка е шунтирана с ниско съпротивление. В този случай напрежението на тази намотка не трябва да бъде от голямо значение, тъй като по време на преминаването на най-високите токове ядрото ще бъде в режим на насищане.

В някои случаи измерванията се извършват на няколко проводника, които преминават през тора. Тогава големината на тока ще бъде пропорционална на силата на сумата от токовете.

Изчисляване на параметрите на продукта

Преди да навиете тороидален трансформатор у дома, ще трябва да изчислите неговите стойности. За да направите това, трябва да знаете изходните данни. Те включват: изходно напрежение, външно и вътрешен диаметърсърцевина.

Мощността на устройството се определя от произведението на площите S и Sо, умножено по коефициента: P=1,9* S * Sоk.

Площта на напречното сечение се изчислява по формулата: S=h*(D-d)/2, където:

• S - площ на напречното сечение;
• h - височина на конструкцията;
• D - външен диаметър;
• d - вътрешен диаметър.

За изчисляване на площта на прозореца се използва формулата: Sok=3,14*d2/4.

Броят на навивките във вторичната намотка е равен на произведението W2=U2*50/Sok.

Този метод на изчисление може да се приложи към почти всеки тип тороидален трансформатор. Но за изчисляването на някои продукти има собствена методология.

Устройство за заваряване

Този тип трансформатор се характеризира голяма силаток на изхода. Максималният ток и напрежение се използват като входни параметри. Например, за устройство със заваръчен ток от 200 ампера и напрежение от 50 волта, изчислението е както следва:

1. Изчислява се мощността на трансформатора: P = 200 A * 50 V = 1000 W.

2. Изчислява се напречното сечение на прозореца: Sok = π * d2/ 4 = 3,14 * 144 / 4 (cm2) ≈ 113 cm².

3. Площ на напречното сечение: Sc=h * H = 2 cm * 30 cm = 60 cm².

4. Мощност на ядрото: Рс = 2,76 * 113 * 60 (W) ≈ 18712,8 W.

5. Брой обороти на първичната намотка: W1 = 40 * 220 / 60 = 147 оборота.

6. Брой обороти за вторичната намотка: W2 = 42 * 60 / 60 = 42 оборота.

7. Площта на вторичния проводник се определя въз основа на най-високия работен ток: Spr = 200 A / (8 A/mm2) ≈ 25 mm².

8. Изчислява се площта на първичния проводник: S1 = 43 A / (8 A/mm2) ≈ 5,4 mm².

Тази опция за изчисление е приложима не само за заварчици, но може успешно да се използва и за други видове. Както можете да видите, не трябва да възникват трудности по време на изчислението.

Устройство за токов трансформатор

Не е трудно да направите токов трансформатор със собствените си ръце, но преди да го направите, ще трябва да извършите изчисление. Това изчисление се различава от общоприетото поради характеристики на дизайнапродукти. Започва с необходимата стойност на вторичния ток (единица ампер): Iam = Iper / Ivt, където:

Iper - стойността на тока на първичната намотка, умножена по броя на завоите в нея;

Ivt - броят на завъртанията във вторичната намотка.

За да разберете как правилно да извършите изчислението, е по-лесно да разгледате практически пример за домашно текущо устройство. Нека е необходимо да се получат 4 волта на изхода на текущото устройство и да се ограничи токът до 5 ампера.

Методът за изчисление стъпка по стъпка изглежда така:

1. Вземете феритен пръстен, например 20x12x6 от 2000hM.
2. Навиват се 100 навивки тел. Тези намотки съставляват вторичната намотка, тъй като първичната е просто един намотка от проводник, прекаран през ферит.
3. Стойността на тока във вторичната ще бъде равна на: I/Ktr = 5 / 100 = 0,05 A. където Ktr е коефициентът на трансформация на трансформатора (отношението на броя на първичните намотки към вторичната).
4. Размерът на шунта на товара се изчислява съгласно закона на Ом: R = U/I. Оказва се, че R= 4/0,05 = 80 ома.

По този начин могат да се извършват изчисления за всякакви необходими параметри. Независимо от формата на тока на входа, напрежението на изхода на текущото устройство винаги е биполярно. Съпротивлението, а не диодът, се използва като шунт на вторичната намотка. Ако има нужда от диод, първо се свързва резистор, а след това диод или диоден мост. Във втория случай съпротивлението е включено в диагонала на моста.

Самопроизводство

Цена за готова продукцияе голям и не винаги е възможно да се намери устройство с необходимите параметри. Ето защо е препоръчително да направите трансформатор или автотрансформатор със собствените си ръце. В допълнение към направата на трансформатор от нулата е възможно да се пренавие дефектно устройство.

За производството на продукта ще ви е необходим трансформаторен хардуер и проводник. Желязото се състои от плочи, събрани под формата на тор и образуващи магнитна верига. Можете да го закупите или да го вземете от стари разглобени устройства. Например вземете плочи от промишлени трансформатори и с помощта на устройство под формата на изрязан пръстен навийте метала в плочи с форма на поничка. Сглобете плочите, покрийте ядрото с фибростъкло и го напълнете с лак.

Завоите на намотките са направени от медна жица необходим диаметър. Самото навиване не е трудно:

Ако е необходимо прибиране по време на процеса на навиване, тогава навитата жица е счупена. Към мястото на счупване се запоява кран, а основният проводник се навива допълнително. Мястото на изхода обикновено е внимателно изолирано. Закрепването на краищата на намотките обикновено се извършва с помощта на нишки, които завързват проводниците към повърхността на сърцевината или положения проводник. По-добре е да поставите лентата от тел, която се навива, върху „совалката“. Прави се от малки пластмасов профилс прорези в краищата за фиксиране на жицата.

Такава работа изисква внимание и точност, особено при навиване на първичната намотка. За производството на няколко устройства е препоръчително да използвате машина за навиване на тороидални трансформатори. Трудно е да направите такова устройство със собствените си ръце, но е възможно.

Направи си сам машина за навиване

Един от възможни варианти- направете машина, оборудвана с регулируем стакер и брояч на конци, използвайки принципа на велосипедно колело.

Колелото е поставено на щифт в стената, а ръбът му е снабден с гумен пръстен. За да поставите сърцевината върху джантата, първо трябва да я изрежете и след това да я закрепите отново, за да получите плътен кръг. След навиване на необходимата дължина на тел около него, единият му край се свързва към сърцевина, свободно разположена върху ръба. Намотката се движи по ръба в пълни кръгове, в резултат на което жицата се полага върху рамката. В този случай за отчитане на оборотите се използва велосипеден брояч.

Създаването на по-модерно устройство ще изисква използването на стъпкови двигатели с позициониране на тяхната позиция. За това се използват микроконтролери и електронен брояч. Такъв дизайн изисква определени умения в радиоелектрониката.

Те стоят заваръчни инверториевтини, закупуването им днес не е проблем. И все пак много домашни занаятчии се интересуват от въпроса как да направят трансформатор (заваряване) със собствените си ръце. Колко трудно е и как ще работи? домашен апарат. По принцип не е трудно да го направите с правилния подход. Основното нещо е намотката на трансформатора, тъй като мощността на уреда и качеството на неговата работа зависят от правилно избрания брой завъртания и напречното сечение на използвания проводник.

Така че, преди да навиете заваръчния трансформатор, е необходимо да го изчислите според всички необходими параметри. Трябва да се отбележи, че извършените изчисления не винаги съответстват на стандартните правила и диаграми, тъй като заваръчната машина понякога се сглобява от материали, различни от тези, използвани при фабричното сглобяване. Тоест каквото са намерили, това са го използвали.

Например, не е използвано най-доброто трансформаторно желязо или намотка. Но дори след такова навиване, трансформаторите се готвят перфектно, въпреки че бръмчат и се нагряват много. Нека добавим, че когато избирате трансформаторно желязо, трябва да обърнете внимание на такъв показател като формата на сърцевината. Може да бъде брониран или пръчков. Вторият тип се използва в домашните заваръчни трансформатори по-често, тъй като те имат по-добра ефективност. Вярно е, че трудоемкостта на навиването на трансформатор със собствените си ръце тук е много по-висока. Но това не плаши майсторите.

Нека добавим, че трансформаторът може да бъде навит по няколко схеми.

• Мрежова намотка е, когато и двете намотки са еднакви по брой навивки и са свързани последователно.
• И двете намотки са свързани по принципа гръб-към-гръб.
• Намотаният проводник е разположен от едната страна на сърцевината.
• Същото като в предишната позиция, само от двете страни, свързани последователно.

Повечето проста схема- последният. Обикновено се използва за сглобяване на трансформатор у дома. В него вторичната намотка се състои от две равни половини. И те са разположени на противоположните рамена на магнитната верига. Връзката, както беше споменато по-горе, е серийна.

Изчислението се основава на теоретични параметри, въз основа на които ще трябва да се изберат действителните параметри на магнитната верига. Основният параметър на заваряване е токът, подаван към електрода. Тъй като в ежедневието електроди с диаметър 2; 3 или 4 mm, тогава за тях ще бъде достатъчен ток от 120-130 ампера. Сега можете правилно да изчислите мощността заваръчен трансформаторизползвайки тази формула:

P=U x I x cos φ / η

U е напрежението на отворена верига, I е силата на тока (120-130 A), cos φ се приема равен на 0,8, η е коефициентът на ефективност, който за домашни заваръчни машиние 0,7.

Изчислената стойност на мощността трябва да се провери в съответствие с таблицата с напречното сечение на магнитната верига. Стойността на таблицата за такива параметри обикновено е 28 cm², но всъщност е необходимо да изберете от диапазона от 25-60 cm². Сега, използвайки други референтни таблици, се избира броят на навивките на проводника спрямо напречното сечение на сърцевината.

Много важен момент– колкото по-голяма е площта на сърцевината, използвана за трансформатора, толкова по-малко навивки трябва да има в намотката. Работата е там, че голям брой навити завои може да не се поберат в дупката в магнитната верига. Изчисляването на броя на завоите се извършва по тази формула:

N = 4960 × U/(S × I), където U е напрежението на източника на енергия върху първичната намотка, I е токът на вторичната намотка, всъщност това е същото заваръчен ток, S – площ на напречното сечение на сърцевината.

А броят на завъртанията на вторичната намотка може да се изчисли, като се използва съотношението:

U1/U2=N1/N2

Напрежението на празен ход на вторичната намотка в домашните заваръчни трансформатори е 45-50 волта.

Как да навиете трансформатор

И така, изчисленията са извършени, параметрите на елементите на използвания повишаващ трансформатор са определени, веригата на намотката е определена и можете да продължите към самия процес на пренавиване. Но преди това трябва да се справите с проводниците, които ще бъдат навити около сърцевината.

Върху първичната намотка се навива медна жица в стъклена тъкан или памучна изолация. Без гума. Въз основа на силата на тока на първичната намотка, равна на 25 ампера, напречното сечение на проводника на намотката е 5-6 mm². Напречното сечение на проводника на вторичната намотка трябва да бъде 30-35 mm², тъй като през него протича голям ток (120-130 A). Специално вниманиеИзолацията на този проводник трябва да е топлоустойчива. Сега всичко е готово, можете да продължите с навиването на тероидния трансформатор.

Преди да пренавиете трансформатор, е необходимо да разберете една истина, че проводниците на първичната намотка са подложени на по-голямо напрежение, тъй като използват по-малък проводник. В допълнение, плътността на положените намотки тук е по-висока, така че те се нагряват повече. Ето защо трябва да се обърне специално внимание на качеството на монтажа в първичната намотка.

Случва се, че домашен трансформатор не е сглобен от цяло парчепроводници, но от няколко сегмента. В това няма нищо лошо, защото краищата на парчетата могат да се съединяват. За да направите това, не можете да използвате усукване, по-добре е да свържете двата края с медна жица на няколко завъртания, след което да запоите съединението и да го изолирате.

Намотките трябва да се навиват внимателно, като се притискат плътно една към друга. В този случай жицата не трябва да се поставя строго перпендикулярно на допирателната на желязото, а леко настрани. Но вътрешната намотка трябва да е напред. Това просто ще улесни притискането на следващата обвивка върху предишната. Не е необходимо да подрязвате жицата.

Моля, имайте предвид, че по време на процеса на пренавиване на трансформатора жицата се подава в равномерно състояние. Завоите и завоите само ще усложнят самия процес. Ето защо по-добра жицаувийте около ръката си и дърпайте, докато стилизирате.

За да навиете тороидален трансформатор, всеки положен слой трябва да бъде изолиран. За да направите това, по-добре е да използвате специална импрегнирана лато тъкан, която при контакт се придържа към всичко. Или можете да използвате строителна лента, която сами увивате около трансформатора. Най-удобно е, ако лентата се нареже на ленти с ширина 15 мм. Те са лесни за покриване на слой тел и в същото време трябва да се опитате да се уверите в това вътрешна частнамотката беше покрита изолационен материална два слоя, а отвън на един.

След това цялата намотка трябва да бъде смажена с PVA лепило. Първо, ще укрепи изолацията, правейки я монолитна. Второ, намотката няма да бръмчи. Не бива да съжалявате за PVA, трябва да третирате добре цялата повърхност с него. След което устройството трябва да се изсуши. И след това навийте още един слой завои и така нататък, докато заваръчният трансформатор е напълно готов. Навиването на тороидалния трансформатор със собствените си ръце е завършено.

Пренавиването на трансформатор, извършено правилно, е гаранция Високо качествои неговата дългосрочна експлоатация. Пренавито устройство ще работи абсолютно същото като практически ново. Разбира се, той бръмчи повече, но във всички останали отношения той все още е същото необходимо устройство.

Материали за навиване

Като сърцевина се използват предимно профилни плочи от специална сплав. Те се сглобяват до необходимата дебелина, като се вземе предвид проектното напречно сечение на сърцевината. Има няколко форми на плочи, но най-често се използват W-образни елементи.

Рамката на трансформатора по принцип е изолатор, който предпазва сърцевината от намотките. На него лежи и макарата. Рамката и диелектричният материал са направени, той трябва да е тънък (0,5-2,0 mm), за да влезе в прозореца на ядрото. Ако стар трансформатор е пренавит, тогава функциите на рамката могат да се изпълняват от картон, текстолит и др. Размерите на рамката и нейната форма се определят от параметрите на сърцевината. Но височината на конструкцията трябва да бъде повече размеринамотки

За тороидални трансформатори е по-добре да се използва медни проводници, покрити със защитен емайл. За заваръчни машини е по-добре да използвате медни или алуминиеви проводници с изолация от целулоза, памук или фибростъкло. Последният изглед не е най-добрият. Справя се добре с натоварвания, особено с високи температури, но по време на вибрации влакната се разслояват и това е нарушение на изолационния слой. Що се отнася до изходните проводници, оптимално е, ако са различен цвят. Това ще опрости метода на свързване.

Както можете да видите, пренавиването на вашия собствен стар трансформатор не е много трудно. Това, разбира се, ще отнеме много време, но устройството ще работи добре. Във всеки случай ще бъде по-евтино от закупуването на нов.

"Указател" - информация за различни електронни компоненти: транзистори, микросхеми, трансформатори, кондензатори, светодиодии т.н. Информацията съдържа всичко необходимо за избор на компоненти и извършване на инженерни изчисления, параметри, както и разводки на корпуса, типични комутационни схеми и препоръки за използване на радиоелементи.

Всеки трансформатор е преобразувател на променливо напрежение, който работи съгласно закона за електромагнитната индукция, определен от М. Фарадей.

Технически, по-голямата част от трансформаторите, използвани в радиоелектрониката, са направени с помощта на феромагнитни сърцевини; работата при свръхвисоки честоти може да се направи без тях. Феромагнетиците предават електромагнитни трептения (поле) от една намотка на друга без почти никакво изкривяване.

За справка, феромагнетиците са вещества, които могат да запазят намагнитване дори без външен източник магнитно поле.

Ако говорим за видовете трансформатори, тогава сред актуални моделиподчертаване:

1. Дву- или трифазен;

2.Връх;

3.Пулс;

4.Мощност;

5.Заваряване;

7. Разделяне и съпоставяне;

8.Въртящ се;

9. Въздух и масло;

10.А също и други.

По вид строителство има:

1. Бронирани (намотките са заобиколени от ядра);

2. Пръчка (магнитна сърцевина се намира главно само вътре в намотките);

3. Тороидален (означава ядро ​​във формата на тор/тороид, т.е. пръстен).

Ориз. 1. Пръчков трансформатор

Принципът на работа не зависи от вида на конструкцията. Дизайнът на корпуса засяга основно технологичен процеспроизводство на крайния продукт.

По-долу ще се спрем по-подробно само на тороидалните трансформатори.

Ориз. 3. Тороидален трансформатор

Принцип на действие на тороидални трансформатори

Работата на тороидален трансформатор не се различава от другите видове преобразуватели:

1. Променливо напрежение върху първичната намотка генерира променливо магнитно поле;

2. Феромагнетикът (ядрото) предава магнитното поле към вторичната и другите намотки (ако има повече от една);

3. В проводника на вторичната намотка (и следващите), съгласно закона за електромагнитната индукция, a електричествосъс същата честота като на първичната намотка.

Разбира се, идеалният модел предполага преобразуване без загуба на мощност, но на практика не цялата енергия се прехвърля към вторичните намотки. Възможни са загуби поради вихрови токове в самата сърцевина, неизползвани хистерезисни вериги (линии на магнитно поле) и др.

При идеална трансформация работи следната връзка:

Където n е коефициентът на трансформация, U 1 и U 2 са напреженията на първичната и вторичната намотка, а I 1, I 2 са силите на тока, N 1 и N 2 са броят на навивките.

Това показва, че колкото повече завъртания има на вторичната намотка, толкова по-високо е напрежението и по-малък е токът върху нея и обратно.

Навиване на тороидален трансформатор

Преди да навиете трансформатора, е необходимо да го изчислите правилно.

Няма да се спираме подробно на процеса на изчисление, но ще отбележим няколко точки:

1. Броят на завоите и диаметърът на проводника пряко влияят върху размерите на сърцевината (тора). Колкото повече завои и диаметър на проводника, толкова по-голям обем ще заема намотката, което означава, че в определени размери може да не се побере в пръстена на текущото ядро;

2. Трябва да се вземе предвид изолацията на проводника. При изчисляване на размерите диаметърът на проводника се взема предвид само заедно с изолацията;

3. Тел не може да се използва за навиване без изолация;

4. Напречното сечение на магнитната сърцевина (тор) трябва да се вземе с марж от най-малко 30% от изчислената мощност на енергията, получена в първичната намотка (като цяло напречното сечение в cm2 е корен квадратенот мощността на първичната намотка във ватове);

5. Сърцевината трябва да бъде изолирана от намотките;

6. Мощността на първичната и вторичната намотка е еднаква, следователно, когато броят на завъртанията на вторичната намотка намалява, силата на тока се увеличава, което означава, че площта на напречното сечение на проводника трябва да бъде по-голяма.

Технологията на тороидното навиване е значително по-бавна от всички други видове трансформатори. Това се дължи на факта, че телта трябва да се завива в пръстена всеки път, за да се направи всяко завъртане. И колкото по-дълъг е жицата, толкова по-дълъг ще бъде процесът на „резба“.

Следните са доказани решения:

1.Совалки ( малки макари, способни да се притискат във вътрешния диаметър на тора заедно с телта, навита върху тях);

Ориз. 4. Совалка

2. Специални разцепени пръстени (обикновено те са с голям диаметър; след монтажа върху тороида жицата първо се навива върху разцепващия пръстен и след това се прехвърля върху тороида).

Ориз. 5. Разделени пръстени

Последният метод се използва в промишлено производство.
И накрая – технология за навиване (вижте изображението по-долу). Навиването на всяка отделна намотка върху нейната част от тора е грешно! Проводниците трябва да бъдат разпределени по цялата площ на тора.

Навиването на трансформатор със собствените си ръце не е трудна задача, ако се подготвите за това предварително. Хората, които произвеждат различно радио оборудване или електрически инструменти, имат нужда от трансформатори за специфични нужди. Тъй като не винаги е възможно да се закупят определени продукти, занаятчиите често сами навиват тороидални трансформатори. Тези, които се опитват да извършат навиване за първи път, срещат трудности: не могат да определят правилността на изчисленията или да изберат подходящите части и технология. Необходимо е да се разбере това различни видовесе навиват по различен начин.

Също тороидалните устройства са коренно различни. Изчисляването на тороидален трансформатор и неговата намотка ще бъде специално. Тъй като радиолюбителите и занаятчиите създават части за енергийно оборудване, но не винаги имат достатъчно знания и опит за производството им, този материал ще помогне на тази категория хора да разберат нюансите.

Подготовка за навиване

Необходими материали

Материалите за навиване изискват внимателен подбор, всеки детайл е важен. По-специално ще ви трябва:

1. Трансформаторна рамка. Използва се за изолиране на сърцевината от намотките и също така държи намотките на намотките. Изработен е от здрави и тънки диелектрични материали, така че да не заема много място в интервалите („прозорците“) на сърцевината. Можете да използвате картон, микрофибър, текстолит. Дебелината на материала не трябва да надвишава 2 мм. Рамката е залепена заедно с помощта на обикновено дърводелско лепило (нитролепило). Формата и размерите му зависят изцяло от сърцевината, като височината му е малко по-голяма от тази на плочата (височина на навиване).
2. Ядро. Тази роля обикновено се изпълнява от магнитни вериги. Най-доброто решениеще бъде използването на плочи от разглобени трансформатори, тъй като те са направени от подходящи сплави и са проектирани за определен брой завои. Магнитните ядра имат различни форми, но най-често има продукти под формата на буквата "W". Освен това те могат да бъдат изрязани от различни заготовки, които са налични. За да се определят точните размери, проводниците на намотките са предварително навити.
3. Проводници. Тук трябва да използвате два вида: за навиване и за проводници. Оптималното решение за трансформиращи устройства са медни проводници с емайлова изолация (тип PEL или PE). Достатъчни са дори за силови трансформатори. Богат избор от секции ви позволява да изберете най-подходящия вариант. Често се използват и фотоволтаични проводници. За изхода е най-добре да вземете проводници с многоцветна изолация, за да не се объркате при свързване.
4. Изолационни подложки. Помага за увеличаване на изолацията на намотаващия проводник. Като правило се използва тънка и дебела хартия (перфектна е паусът), която трябва да се постави между редовете. Но хартията трябва да е непокътната, не трябва да има разкъсвания или пробиви, дори и най-незначителните.

Как да ускорите работния си процес

Много радиолюбители имат в арсенала си прости специални единици, с помощта на които се извършва намотката. В много случаи ние говорим заза прости конструкции във формата малка масаили стойки за маса, върху които са монтирани няколко бара с въртяща се надлъжна ос. Дължината на самата ос трябва да надвишава дължината на рамката за навиване 2 пъти. Към един от изходите от решетките е прикрепена дръжка, която ви позволява да завъртите устройството.

Рамките на макарите са поставени върху осите, които се заключват от двете страни с ограничителни щифтове (предотвратяват движението на рамката по оста).