Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.
Что понадобится для сборки?
Все преобразователи подразделяются на две основные категории – повышающие и понижающие трансформаторы.
В зависимости от предназначения, конструктивных особенностей и места установки их можно разделить на такие категории:
- Силовые трансформаторы;
- Измерительные трансформаторы;
- Импульсные трансформаторы;
- Сварочные трансформаторы;
Практически каждое из вышеперечисленных устройств вы можете воссоздать в домашних условиях. Наиболее простым вариантом является перемотка трансформатора из заводского изделия, так как он уже содержит необходимые элементы. Главное, чтобы первичная обмотка подходила по номиналу питающего напряжения и мощности. Куда хуже, если перематывать нужно обе обмотки, к примеру, если и первичная, и вторичная обмотка пробиты или получили механическое повреждение.
Точечный сварочный аппарат из трансформатора от телевизора
Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:
- Магнитопровод – служит в качестве проводника магнитного потока, лучше взять из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые параметры работы, характеризуется малыми потерями в железе.
- Провода нужного вам сечения в лаковой, полимерной или стеклотканевой изоляции. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилягут витки к каркасу и друг к другу.
- Каркас – служит в качестве основания для обмоток трансформатора, устанавливает габариты по ширине. Можно взять из старого трансформатора, а можно изготовить своими руками. Материалом для каркаса может послужить электротехнический картон, гетинакс или текстолит, важно чтобы он не занимал много места в зазоре между сердечником и проводом.
- Изоляция – предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лакотканевая лента, фторопласт, парафиновая пропитка, но при самостоятельном изготовлении подойдет любой имеющийся у вас материал, главное, чтобы его диэлектрической прочности хватало для напряжения сети.
- Намоточный станок – позволяет упростить процесс и обеспечить постоянное натяжение. Можно изготовить своими руками из ручной дрели или по принципу вертела на двух шарнирах. Важно, чтобы изготовленный станок имел как можно меньший люфт.
Помимо этого вам могут пригодиться: молоток с деревянной пресс-планкой, паяльник для соединения проводов, ножницы, пассатижи. Но перед изготовлением, обязательно рассчитайте параметры трансформатора.
Как запустить импульсный трансформатор
Расчеты
Наиболее сложный вариант, если вы будете изготавливать трансформатор своими руками с нуля. В таком случае расчет электрической машины производится в зависимости от выходной мощности. Исходя из этого параметра, рассчитывается мощность первичной обмотки. Если вы используете заводской сердечник, то можно считать эти величины одинаковыми, если вы соберете его самостоятельно, то P2 = 0,9 * P1
Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества шихтовки своими руками, разница мощностей может находиться в пределах от 5 до 20%.
В зависимости от мощности первички определяется сечение магнитопровода, которое вычисляется по формуле: S = √P1
Следует отметить, что мощность для вычислений берется в Ваттах, а размеры сердечника получаем в квадратных сантиметрах.
Далее определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f/S,
Где k – коэффициент передачи, f – частота сетевого напряжения переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода.
Исходя из полученного коэффициента, определяется число витков в обмотках по величине входных и выходных напряжений: N1 = k*U1, N2 = k*U2
Это приблизительные вычисления, предназначенные для бытового применения радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложную процедуру расчета, которая производится по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальные устройства и т.д.)
Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I1 = P1 / U1
Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по формуле: : I2 = P2 / U2
Исходя из величины тока в каждой обмотке, выбирается сечение жилы. Но заметьте, что проводник в обмотке значительно хуже охлаждается, поэтому запас сечения делается на 20 – 30%. Проще выполнять данную работу медными проводами, но это требование не критично.
Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока
| Медный проводник | Алюминиевый проводник | ||
| Сечение жил, мм 2 | Ток, А | Сечение жил. мм 2 | Ток, А |
| 0,5 | 11 | — | — |
| 0,75 | 15 | — | — |
| 1 | 17 | — | — |
| 1.5 | 19 | 2,5 | 22 |
| 2.5 | 27 | 4 | 28 |
| 4 | 38 | 6 | 36 |
| 6 | 46 | 10 | 50 |
| 10 | 70 | 16 | 60 |
| 16 | 80 | 25 | 85 |
| 25 | 115 | 35 | 100 |
| 35 | 135 | 50 | 135 |
| 50 | 175 | 70 | 165 |
| 70 | 215 | 95 | 200 |
| 95 | 265 | 120 | 230 |
| 120 | 300 | ||
Сборка повышающего трансформатора
Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.
Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.
Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:
- Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея.
Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.
- Сделайте отверстия в щеке катушки под выводы в электрическую сеть и к потребителю. Проденьте в них выводы.
- Уложите первый слой изоляции под первичку.
- Намотайте первичную обмотку трансформатора – если позволяет толщина, используйте станок, в противном случае, сделайте это руками. При намотке каждые 4 -5 витков проверяйте жесткость фиксации и плотность прилегания.
В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.
- Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
- После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке.
Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.
- Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек.
- Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
- Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации.
Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.
Сборка понижающего трансформатора
Понижающий трансформатор будет отличаться большим количеством витков на первичке. В быту их можно часто встретить в блоках питания, сварочных аппаратах и прочем оборудовании. Правда, в импульсных блоках используется другая технология, поэтому ремонт таких устройств производится без трансформаторов.
Так как изготовление сварочного трансформатора своими руками довольно актуально для домашних самоделок, рассмотрим на примере этот вариант. Требования к процессу сборки соответствует предыдущему. Отличительной особенностью такого агрегата является большое сечение провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать сотен ампер.
Процесс изготовления заключается в следующем:
- Возьмите старое или изготовьте основание для катушки.
- Зафиксируйте на трансформаторном каркасе слой изоляции.
- Намотайте первичную обмотку с попеременной изоляцией слоев.
- Заизолируйте первичку и намотайте вторичную обмотку, так как большой диаметр проводов не позволит сделать это вручную, используйте слесарный инструмент.
- Зафиксируйте выводы обеих катушек.
- Установите пластины сердечника.
Испытание
Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.
Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.
Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.
Список использованной литературы
- Подъяпольский А.Н. «Как намотать трансформатор» 1953
- Кислицын А.Л. «Трансформаторы» 2001
- Родштейн Л.П. «Электрические аппараты» 1989
- Бартош А.И. «Электрика для любознательных» 2019
Источник: www.asutpp.ru
Ламповый УМЗЧ с трансформаторами от телевизора
При изготовлении радиолюбителями конструкций с трансформаторами одной из проблем бывает их намотка. В этой статье автор рекомендует использовать готовые трансформаторы от старых телевизоров, из которых для описываемой здесь конструкции также можно изъять конденсаторы, дроссель, динамические головки. Эти детали обретут вторую жизнь.
У радиолюбителей, пожелавших собрать ламповый УМЗЧ, возникает проблема, зачастую непреодолимая для начинающих, — необходимость изготовления выходного трансформатора. Большая трудоемкость этой работы, отсутствие нужных обмоточных проводов или требуемого магнитопровода часто отпугивают радиолюбителей. Между тем в качестве выходного трансформатора с успехом можно использовать некоторые трансформаторы промышленного изготовления. К примеру, сетевой трансформатор ТС-200-2 от черно-белого телевизора «Чайка» или «Темп-209» можно использовать и в качестве выходного, причем без всяких переделок в нем.
Единственное, что требуется, — распаять гибкие выводы вторичной обмотки (это выводы 13, 14 и 13′, 14′) и спаять их согласно схеме на рис. 1.
Качество звучания УМЗЧ, собранного по «классической» схеме с двухтактным оконечным каскадом на лампах 6П14П и таким трансформатором, превзошло все ожидания. Номинальная выходная мощность этого лампового усилителя на нагрузке 4 Ом достигает 6 Вт на канал. Это, конечно, немного, но для жилых помещений более чем достаточно. К тому же главное не мощность, а естественность звучания.
Схема подобного УМЗЧ показана на рис. 2. Устройство имеет некоторые особенности: отсутствие общей отрицательной обратной связи, охватывающей весь усилитель, увеличенные сопротивления сеточных резисторов R7, R13-R15, что снижает нагрузку на предыдущий каскад и уменьшает нелинейные искажения.
Сигнал поступает на вход через регулятор тембра высоких частот R1C1 и регулятор громкости R2. Триод лампы VL1.1 имеет разделенную нагрузку из резисторов R4+R5 и R6, с которых снимаются противоположные по фазе напряжения, необходимые для работы двухтактного каскада. Правый по схеме триод лампы VL1.2 используется в первом каскаде второго канала стереоусилителя. Пара триодов VL2 образует предусилитель для получения необходимой амплитуды сигналов для «раскачки» мощного каскада. Небольшая нелинейность усиления этого парафазного каскада успешно компенсируется по четным гармоникам при суммировании сигнала в выходном трансформаторе УМЗЧ.
Выходной каскад УМЗЧ работает в ультралинейном режиме: экранные сетки мощных пентодов подключены к отводам первичной обмотки выходного трансформатора для образования местной ООС. Эта обратная связь, наряду с уменьшением нелинейных и частотных искажений, снижает и выходное сопротивление каскада, улучшая демпфирование громкоговорителя. Подстроечный резистор R20 в цепи катодов служит для выравнивания токов ламп VL3, VL4. Минимизация искажений достигается подстройкой баланса резистором R5 и подбором пар ламп.
Качество звуковоспроизведения с таким выходным трансформатором оценивается весьма хорошим как на средних, так и на высоких частотах. Автор испытывал широкополосность УМЗЧ сигналом прямоугольной формы. Характерный для ламповых усилителей завал фронтов импульсного сигнала наблюдался только на самых верхних (15. 20 кГц) частотах и был незначителен, что говорит о хорошей частотной характеристике этого УМЗЧ.
Несколько слов о конструкции и налаживании усилителя. Он собран на панели из фольгированного стеклотекстолита толщиной 3 мм. Фольга используется только как экран и соединяется с общим проводом возле входа УМЗЧ. Монтаж усилителя навесной, на одноконтактных монтажных стойках.
В отличие от печатного монтажа, он часто позволяет получить меньшие паразитные емкости и снижает вероятность нежелательных емкостных связей между каскадами. Монтажная схема не приводится; навесной монтаж проще, и любой радиолюбитель может разработать его сам в зависимости от имеющихся деталей.
В качестве монтажных стоек можно использовать кусочки фольгированного текстолита размерами до 10х 10 мм, приклеенные к несущей панели, а в качестве общего провода и шины питания — полоски из этого материала. Провода накала ламп обязательно нужно перевить.
Лампы VL1 и VL2 желательно подобрать по минимуму уровня шумов, а лампы VL3 и VL4 должны быть близки по своим параметрам. Если взять новые лампы из одной партии, часто этого бывает достаточно, и подбор пар не требуется. Разделительные конденсаторы С2 — низковольтные пленочные (не керамические), С5, С7, С8, С10 — с органическим диэлектриком, например, бумажные К40У-9, полипропиленовые К78-2 либо полиэтилентерефталатные К73-9 на рабочее напряжение не ниже 400 В. Оксидные конденсаторы — К50-32 или импортные (Jamicon и аналогичные). Резисторы — С2-23 или аналогичные. Резисторы и конденсаторы, стоящие в разных плечах УМЗЧ и выполняющие одинаковые функции, желательно подобрать попарно с разбросом не более 2 %.
В качестве сетевого трансформатора Т2 и дросселя L1 блока питания усилителя подходят соответствующие изделия практически от любого лампового телевизора.
Налаживание УМЗЧ сводится к проверке режимов ламп (см. таблицу) и балансировке оконечного каскада. Установив движок регулятора громкости в нижнем по схеме положении, между анодами ламп VL3 и VL4 включают вольтметр постоянного тока и подстройкой режима резистором R20 добиваются нулевого значения напряжения.
Затем к выходу УМЗЧ подключают нагрузку или ее эквивалент (мощный резистор сопротивлением 4 Ом) и осциллограф. Подав на вход сигнал частотой 1000 Гц от генератора 34, резистором R5 добиваются симметричного ограничения сигнала на выходе при небольшой перегрузке. Следует помнить, что без подключенной нагрузки подавать сигнал на вход усилителя нельзя.
Выходную мощность такого усилителя можно повысить, применив в выходном каскаде более мощные лампы (например, 6П3С, ГУ-50) с соответствующим изменением режимов.
«Радио», 2003. — № 8. — С. 19-20.
Источник: www.radionic.ru
Как сделать трансформатор своими руками — пошаговая инструкция, схема, чертежи, список материалов + фото готового самодельного трансформатора
Чтобы преобразовать напряжение в какую-либо сторону, используют трансформаторы, понижающие либо повышающие ток. Они являют собой электрический прибор с повышенным КПД, их применяют во множестве производственных и бытовых областях.
Возможно изготовить данный прибор самостоятельно, пользуясь схемой устройства трансформатора.
Сборка устройства, повышающего напряжение, требует точного выполнения всего технологического процесса и соблюдения рекомендаций специалистов.
Краткое содержимое статьи:
Что нужно знать
- Повышение или понижение напряжения.
- Какое напряжение имеется на входе и какое необходимо на выходе устройства.
- Какой частотой обладает сеть переменного тока.
- Какая мощность желательна от самодельного аппарата.
Если вы занимаетесь электроникой и вам необходим срочный монтаж печатных плат, вы всегда можете обратиться за этим на https://solderpoint.ru/.
- лакоткань (изоляционную ленту на тканевой основе);
- сердечник (можно использовать от неисправного телевизора, только подходящей мощности),
- необходимое количество, изолированных эмалью, провода.
- Доска размерами: шириной 10 см, длиной 40 см;
- Просверлить два бруса 50 х 50 мм на одинаковой высоте отверстия диаметром восемь миллиметров.
- Прикрутить их к доске саморезами на расстоянии в 300 мм.
- В отверстия брусков вставить прут, на котором заранее надета катушка предстоящего трансформатора.
- На одном конце штыря нарезать резьбу длиной 30 мм.
- На него гайками закрепить рукоятку, вращая которую на прут с катушкой будет наматываться провод.
Вышеприведенные размеры не стабильны, они зависят от параметров сердечника.
Нужно отметить, что не любую катушку можно намотать с помощью этого приспособления. Если сердечник изготовлен из ферросплавов либо обладает круглой формой, то приходится мотать вручную.
Предварительно рассчитать количество витков можно взяв за основу желаемую мощность прибора, либо ознакомившись с инструкцией как сделать трансформатор.
Там же можно найти необходимые диаметры и сечения проводов для обмоток, а также все вычислительные формулы.
После всех расчетов, можно приступить к намотке.
Каркас
Сделать каркас трансформатора своими руками не сложно. Подходящий материал для этого — картон. Полость внутри каркаса должна быть немного больше по размеру, чем тело сердечника, а боковины без труда входить в проём трансформатора. Используя круглый сердечник, наматываются две катушки, при использовании пластин в форме буквы «Е» — одну.
Применяя круглый сердечник от лабораторного автотрансформатора его нужно вначале обмотать изоляционной лентой и уже потом наматывать провод, по всему кругу распределяя витки необходимого количества.
Закончив намотку первичного слоя провода, ее надо заизолировать четырьмя слоями тканевой изоляцией, поверх начать накручивать витки вторичной обмотки. Затем такой же лентой полностью обматывают провод, оставив лишь окончания обмоток.
Источник: electrikexpert.ru