Похожие статьи

Намотка трансформатора для импульсного источника питания

Захотел я как-то собрать импульсный блок питания. Схему взял с радиокота. За схему автору спасибо!

Мотивировался простотой и подробностью описания схемы — вплоть до изображения намотки трансформатора. Однако как показала практика, и этого оказалось недостаточно…

К моему большому сожалению с первого раза схема не заработала должным образом — напряжение на выходе скакало от 3 до 5 вольт. После непродолжительных мучений взорвалась управляющая микросхема. Причем взорвалась буквально, отлетел кусок пластикового корпуса и были видны её «мозги». Эта неудача меня не огорчила, а наоборот прибавила решительности довести дело до ума. Купив новую микросхему и намотав, на всякий случай, новый трансформатор, я повторил эксперимент. В результате на выходе напряжение отсутствовало вовсе. После перепроверки схемы я обнаружил, что не правильно впаял оптопару. Заменив на всякий случай оптопару и впаяв её правильно я подал сетевое напряжение на вход… и снова пиротехнический эффект. Микросхема снова показала свои внутренности. От досады я сгреб все в ящик стола на несколько дней. Но идея сделать этот блок питания не покинула меня.

После длительных размышлений над смыслом бытия и о том в чем могла быть ошибка я пришел к выводу — что-то не так с трансформатором. Было решено избавиться от цепи BIAS (обозначена красным на схеме), чтобы еще упростить схему, а также понять как все-таки нужно наматывать трансформатор. В результате появились такие картинки (см. ниже).

Начнем с рассмотрения первичной обмотки трансформатора.

Для упрощения рассмотрим один виток первичной обмотки. Точкой обозначено начало обмотки. Обмотку мы наматываем против часовой стрелки (можно и по часовой стрелке, никто не запрещает, но в этом случае, как мы увидим далее, вторичную тоже нужно будет мотать по часовой стрелке). На схеме блока питания более положительный потенциал подключен к концу первичной обмотки (на рисунке обозначен как «+»), а более отрицательный потенциал к началу обмотки («-» на схеме). Из курса средней или высшей школы (в моем случае высшей, т.к. физику я начал учить только в институте) мы помним, что движущиеся электрические заряды создают магнитное поле, причем направление линий индукции магнитного поля определяется правилом буравчика. Эти линии на рисунке изображены элипсами со стрелочками. Суммарное магнитное поле проходит как бы от наблюдателя, через плоскость монитора и выходит с обратной стороны. В школе нас учили обозначать вектор крестиком (Х), если мы смотрим на него сзади и точкой, если смотрим на него спереди. Таким образом обозначен суммарный вектор магнитной индукции В в центре одиночного витка.

С первичной обмоткой разобрались. А теперь, товарищи, взгляните на вторичную обмотку. Согласно правилу Ленца, в замкнутом контуре, помещенном во внешнее магнитное поле (в данном случае созданном первичной обмоткой) возникает ток, направление которого стремиться ослабить внешнее поле. Точнее внешнее поле ослабляет не сам ток, а магнитное поле, которое он создает. Это поле вторичной обмотки обозначено на рисунке маленькими элипсами. Как видно, его направление противоположно магнитному полю первичной обмотки. Это поле, согласно школьным правилам отмечено жирной точкой в центре витка. Для упрощения рисунка часть силовых линий магнитного поля В была удалена. А теперь вопрос: каким должно быть направление тока во вторичной оботке, чтобы создать магнитное поле такого направления?.. Правильно, ток должен идти от начала вторичной обмотке к ее концу, т.е. на начале обмотки у нас более положительный потенциал (+), а на конце — минус. Теперь смотрим на схему блока питания. Действительно, «плюс» выходного напряжения начинается с начала вторичной обмотки, а «минус» — с конца.

Желающие могут потренироваться в рисовании силовых линий магнитного поля. Лично я ими исписал несколько тетрадных листов:)

Из всего выше сказанного следует, что обе обмотки трансформатора следует мотать против часовой стрелки. Собственно автор схемы это и изобразил на рисунке. После подробного анализа мне стало ясно почему это так, а не иначе.

Ну и в качестве завершения истории… Разобравшись с этой кухней я заново спаял схему. На этот раз навесным монтажем и без цепи BIAS. Какова же была моя радость когда я у видел на дисплее мультиметра заветные 5.44В 🙂 Думаю многим из нас знакомо это чувство.

Рассуждения представленные здесь ни в коем случае не претендуют на то чтобы быть единственно правильными. Возможно в чем-то они упрощены, но мне они показались весьма логичными, т.к. направление токов и магнитных полей полностью согласуются. А в качестве вознаграждения за проделанный труд я получил работоспособную схему. В будущем планирую повторить опыт с несколькими вторичными обмотками трансформатора. Всем спасибо за внимание!

P.S. В качестве дополнения представляю несколько полезных ссылок на которые я наткнулся в процессе исследования данной проблемы.
Намотка импульсного трансформатора

какой и сколько покупать, как правильно выбрать

Провод для проведения намотки трансформатора – это не то, что дилетанту в электротехнике, но и любому восьмикласснику будет понятно, один из важнейших элементов такого преобразующего энергию электротехнического оборудования.

Фундаментальность, не просто нормальной а в принципе возможной работы трансформатора напрямую зависит от типа, качества провода его конструкции и физических свойств, верного процесса его намотки и соблюдения всех регламентов. Электрический проводник обладает большим спектром характеристик, рассказ о которых будет подробно построен далее.

Основные особенности

Так как заряженные частицы при упорядоченном движении в проводнике сталкиваются с определенными силами внутреннего сопротивления материала на пути к осуществлению процессов электромагнитной индукции и трансформации напряжения электрического тока из одного класса в другой в зависимости от текущего функционала трансформатора, его обмотки, а именно провод образующих их форму, должны обладать хорошей проводимостью, иметь надежную изоляцию как между своими витками, так и с другой обмоткой и магнитопроводом устройства, наматываться строго по технологическим нормам и правилам предписанным для конкретного изделия, в ряде случаев иметь определенную форму, длину, сечение и другие подобные свойства.

Особенностей проводника в обмотках преобразователя напряжения громадное количество, но именно их исправность обеспечивает длительную нормальную работу устройств трансформации, независимо от их величины и применения. Исправность проводника в трансформаторе одинаково важна как для небольших бытовых сетевых устройств, так и для силовых электроагрегатов, питающих целые районы.

В заводских условиях, при выпуске с производства, в момент планово-предупредительных ремонтах,  методиках приемо-сдаточных испытаний, осмотрах его обмоток преобразователь проходит не один десяток тестов на возможные скрытые дефекты или неполадки, и только после этого рабочий персонал выдает официальные заключения, по обследуемому оборудованию.

Бытового типа

Что касается менее серьезных по своей роли трансформирующих устройств бытового типа из современной электроники или другого оборудования, – очень часто радиолюбители, «самоделкины» берутся вести ремонт или даже личную перемотку обмоток устройства крайне легкомысленно подходя к вопросу. Без многочисленных знаний физических процессов проводников, понимания их типа, диаметра, сечения, длины, количества витков в конкретной катушке агрегата, используя подручную элементную базу в таких ремонтах все это заканчивается плачевно, как для техники в составе которой размещен трансформатор, так порой и для самих домашних ремонтников.

Трансформаторы сложные электротехнические устройства от начала и до конца. Это приборы очень важные по функционалу и выходным характеристикам, плюс сюда добавляется и повышенная опасность для человека. А проводник на его катушке – это сердцевина оборудования. Он участвует, отвечает за главный процесс трансформации энергии на протяжении всей работы преобразователя.

Чтобы быть готовым к возможным потенциальным неисправностям в обмоточном секторе энерго агрегата, его проводники проходят тщательный подбор, расчёт и тесты, исходя из энерго систем, в ансамбле которых планируется устанавливаться весь передающий узел. Эти мероприятия проводят еще на заводе производителе. Те же знания, действия и анализ обмоточной проводки используют на этапах текущей эксплуатации.

Все проводники, применяемые в обмотках любых трансформаторов, имеют свою классификацию по спектру свойств и качеств, исходя из реальных нужд. О ней и дальше – рассказывает следующая глава статьи.

Классификация

Как раз само видовое различие части электротехнического устройства в свою очередь делится внутри себя на элементы, грубо сказать относящиеся к электрическим (полезной работе) параметрам оборудования, и второй подвид, отвечающий за безопасность и степень его безаварийной длительной работе.

По материалу проводника

Для проводников в обмотках трансформаторах напряжения в рамках электрических параметров эффективности, исходя из физики процессов внутренних сопротивлений проводником базово используют цветные металлы рудного типа. Их удельные сопротивления, токовая проводимость, магнитные характеристики, доступность и ценовая политика наиболее близко подходят к преобразователям и в целом для электрической проводки, если не учитывать последний из них.

Медные

В связи с своими отличными, значительно большими свойствами электропроводимости, по сравнению с другими электротехническими материалами, получило широкое распространение в использовании в качестве обмоточных проводников различной геометрии.

Медные провода обладают повышенной гибкостью и износостойкостью.

Тем не менее, в последнее время, есть ряд факторов подтверждающих замену медных проводников на более дешевые в связи с экономической составляющей.

Алюминиевые

Когда электрические свойства меди не были так широко исследованы научными методами, обмотки трансформаторов, линии электропередач выполнялись преимущественно из алюминия. Этот цветной металл по номинальному значению удельного сопротивления стоит на втором месте после меди, и вполне может заменить ее на обмотке трансформатора.

Однако, где необходимы большие мощности электротехнических устройств, без роста геометрических размеров обмоточных проводов все-таки используется медь. Алюминий к тому же имеет меньшую гибкость и стойкость.

Из сплавов сопротивления

В качестве таких материалов в большинстве случаев используется нихром. Его добыча, остатки в недрах Земли крайне малы. Поэтому, и исходя из высокой стоимости исполнения нихромовых проводников в обмотках преобразователе напряжения, подобные сплавы хоть и имеют ряд преимуществ, но используют в редких случаях. При проектировании специальных энергоустановок или устройств в основном.

По геометрии сечения

Сечение проводника — это второй параметр или характеристика, по которой в обязательном порядке производится выбор провода для намотки катушек трансформатора. Здесь зависимость выбора связана с увеличением электропроводимости у плоской (прямоугольной) геометрии проводника и ее уменьшение в случае, если проводник имеет круглую форму и площадь поперечного сечения.

Когда нагрузка в потребляющей сети имеет или необходима на высоком уровне, требуется аппараты преобразования большей мощности – выбирают проводники прямоугольной формы

В базовых номиналах потребления для намотки используются круглые проводники. Если требуется собрать катушки охлаждения – применяется полая внутри, круглая по своему сечению проволока.

По материалу изоляции

Третий параметр, отвечающий за длительность и безопасность электротехнического устройства в виде трансформатора напряжения, зовется изоляцией проводников. В свете развития технологического прогресса, открытия все новых и новых синтетических материалов, обладающих повышенными диэлектрическими свойствами, качество изоляционного материала в том, числе и в проводнике обмоток трансформатора стало намного выше.

Искусственно созданные диэлектрики позволяют экономить на своих габаритах, но при этом сохранять электрическую непроводимость в полной мере. К тому в расчете выбора проводников на изоляцию делают ставку не только по диэлектрическим свойствам, но и учитывать ее механическую износостойкость. Поэтому порой естественные и давно применяемые материалы в этом процессе являются основными в изоляции.

Бумага

Такая изоляция используется в совокупности проведения пропитки ее трансформаторным маслом, что увеличивает ее электроизоляционные свойства, уменьшает габариты и толщины диэлектрика обмоток, а значит позволяет направить размерную величину преобразователя на увеличение полезной выходной мощности.

В качестве бумажной изоляции дополнительно может использоваться электрокартон с той же масляной пропиткой.

В целом, исполнение изоляции из бумаги пропитанной маслом экономически выгодно, хотя и имеет на нескольких этапах сложность своего исполнения. Накладывается на провод методом обмотки проводника.

Волокнистая или пленочная

Изготовление проводится синтетическими (полимерными) или натуральными лентами путем намотки тремя разнообразными типами нитей волокон изоляционных материалов. Так называемая прядка для своей реализации изоляции обмотки трансформатора требует определенной заводской технологии процесса, специальных расчетов. Плоскопараллельные нити волокон натурального диэлектрика или пленочных синтетиков прядками накладывают на заводе производителе на катушки обмоток с проводниками основными методами:

1. Встык – где края витков изоляции плотно соприкасаются друг с другом;
2. С зазором – витки диэлектрика накладывают прядкой на проводники со специальным зазором между ними, который не более 1-2 мм;
3. Перекрытием – еще один метод намотки изоляции волокнистой изоляцией, при котором новый ее виток частично покрывает своей поверхностью предыдущий.

Каждый из методов определяется в зависимости от типа, мощности и назначения самого трансформатора напряжения. По сравнению с бумажной изоляцией имеет более лучшую электро изоляционные свойства и механическую прочность.

Эмаль

Проводники в эмалевой изоляции относятся к классу провода в синтетической изоляции. Ее выполнение происходит методом литья эмали на провод. За счет чего такая изоляция имеет повышенную термостойкость, минимальную толщину, прекрасные диэлектрические свойства, износостойкость и механическую прочность. Эмалевая изоляция способна противостоять многим химическим процессам и агрессивным средам. Материалы эмали – винифлекс, металвин и другие.

В различных конструктивных исполнениях электротехнических устройств возможно использование комбинированной изоляции проводников их обмоток, где будут применяться различные материалы диэлектрики. Порой только таким применением достигается экономический оптимум и необходимые электрические характеристики.

Маркировка

Различное конструктивное исполнение геометрии проводника, использование разнообразных типов изоляции провода для обмоток трансформаторов, остальные электротехнические свойства в «ПУЭ» привели к созданию регламентированных аббревиатур их маркировки.

Первый буквенный символ в такой аббревиатуре обозначает сам материал проводника: «А» – дает понимание, что провод обмотки алюминиевый. Другой символ обозначает нихром, а его отсутствие принято считать, что проводник медного исполнения.

Второй поясняет о том, что это непосредственно сам провод для обмотки, а последующие дают обозначение к какому типу и материалу диэлектрика относится его изоляция.

В маркировке используются и цифровые символы, после буквенных. Ими принято обозначать сечение проводника, а также максимально допустимое напряжение изоляции, на который рассчитан провод. В других случаях цифры могут относится к количеству слоев изоляции. Примеры обмоточных проводов трансформаторов:

• ПЭМ-1 – медный провод с эмалированной изоляцией в один слой;
• ПКР-1 – медный провод с капроновой изоляцией в одну прядку.

Запомнить все маркировки проводников для обмоток практически невозможно. Главное знать принцип составления этих маркировок и обладать умением пользоваться справочной литературой для его верного подбора.

Обмоточный провод для высоких частот

Основной нюанс в выборе обмоточной проволоки, как раз играет частота протекающего через нее тока. В случае базовых значений переменного тока с частотой в 50Гц или постоянного тока протекание упорядоченных частиц по обмоточным проводникам проходит в нормальном, равномерном режиме.

Как только частота протекания тока увеличивается, начинается смещение течения заряженных частиц. Электроны при этом начинают свое движение по внешнему слою проводника. К тому же в случае повышенной частоты тока увеличивается сопротивление протекания тока и нагрев обмотки.

Учитывая все физические факторы для изготовления обмоток для оборудования с высокой частотой протекания электрического тока применяют ряд мер, способствующих выравниванию всех факторов, обеспечивающих работу такого оборудования. Намотку проволоки обмотки производят по методу «жгута» из множества многопроволочных изолированных проводов.

При этом, чем выше частота тока в оборудовании, тем меньше должен быть диаметр провода обмотки.

Как правильно подобрать

Не погружаясь в детали изготовления таких обмоток для преобразователей высокой частоты, любому покажется метод изготовления достаточно простым. Однако, на практике у радиолюбителей, или даже бывалых электронщиков, чтобы правильно и качественно изготовить такой литцендрат возникает как минимум две трудности – зачистка концов проводника и реализация его создания в виде жгута из множества изолированных многопроволочных проводов.

Легкомысленное отношение к такому проекту по созданию обмоток «высокочастотников» приведет к ошибкам и напрасным материальным расходам. Требуется использовать предварительные инструменты выбора.

По справочникам и каталогам

Используя необходимую техническую литературу по электротехнике, где подробно приведены описания выбора проводников обмоток высокочастотного оборудования, а так же опубликованы уже готовые табличные справочные материалы стоит сравнить их данные с текущим проектом по всем техническим параметрам и выбрать нужный для себя. Это позволит избежать лишней ошибки и финансовых расчетов.

Методики расчета

Толщина изоляции, количество жил в жгуте, сопротивление жилы и диэлектрика не позволяют свободно покупать такой литцендрат готовый или в виде наборных инструментов на Российском рынке в настоящее время.

Здесь стоит или использовать мониторинг заграничного электротехнического рынка совершать далеко недешевые покупки (из-за расчетов в валюте) таких вариантов для намотки обмоток преобразователей высокой частоты, или вооружившись измерительной аппаратурой, справочно-технической литературой, измерив нужные параметры выполнять расчет нужной марки с помощью автоматизированных сервисов, в которых подставив требуемые значения на выходе получается нужный результат, либо изучив формулы ручного расчета, выполнить это по старинке.

Основа методики сводится к подбору многопроволочных проводников по удельному сопротивлению, длине, и их сечению максимально приближенному к справочному номиналу.

Ручные измерения

Вручную такие параметры позволит получить качественный мультиметр, детали проекта оборудования, которые требуется создать, техническая литература, которая направит на верный подбор экспериментальных марок проводника.

С помощью аппаратуры возможно измерить удельное сопротивление физически выбранной проволоки для обмотки. Имея это значение рассчитать его сечение сравнив со справочным значением и определив необходимую толщину жгута.

Процесс очень трудоемкий, но с дополнительной поддержкой в справочниках, любой другой всевозможной информацией по подбору таких проводов, вполне возможный к реализации.

Рекомендации по выбору материалов

При создании преобразовательных устройств в электротехники, радиолюбителями, опытными и не очень, в силу опыта фактического проведения таких работ, сложились определенные полезные советы для будущих проектантов и создателей, которые регламентируются в трех сегментах.

Каркас

В зависимости от конкретики конечного трансформаторного устройства, для верной, удобной и качественной намотки их обмоток существует ряд каркасных механизмов и приспособлений самостоятельного изготовления из подручных инструментов, использования заводских станков для правильной намотки проводника и других.

Сердечник

Здесь тоже исходят изначально из назначения, мощности трансформатора, который есть желание или отремонтировать или создать заново. Цели и назначение преобразовательного устройства позволят точнее выбрать и форму его сердечника и материалы, из которого он будет состоять. Исходя из предназначения оборудования станет ясно, что будет проще – перепаковать имеющиеся под рукой старые шихтованные сердечники, модернизировать и улучшить их электрические и магнитные свойства или купив в радио магазинах специальные материалы создать его с нуля самому, заказать создание на производстве.

Провод

Выбор этой составной части подробно описан выше, исходя также из назначения устройства, его электрических характеристик, мощности и сферы использования, включая полезные параметры и необходимую длительность, безопасность использования.

Подкладки изоляционные

В качестве прокладок диэлектрика самым распространенным диэлектриком является бумага или электротехнический картон. Иногда возможно использование полимерных сред.

Определение направления витков обмотки катушек

В зависимости от параметрических данных самого устройства, формы его магнитопровода, типе и геометрии провода встречается или выбирается определенное направление обмотки из витков на катушке.

При использовании обмотки в одну сторону встречается левое и правое направление обмотки катушки или же с применяя необходимый шаблон с помощью намоточного станка выполняется левосторонняя или правосторонняя цилиндрическая намотка проводника.

Встречается многослойный тип намотки катушек преобразователей, если этим обусловлено дальнейшее использование устройства и техническая необходимость. При этом цилиндрическая обмотка в несколько слоев на станке может накладываться в виде

• встречной направленности – где новый слой проходит встречным направлением по старому слою проводников;
• в одном направлении – несколько слоев прямоугольного проводника накладываются друг на друга в одном направлении.

Каждый слой при этом проходит прокладку изоляционного слоя из бумаги и полимеров. Осевые каналы создаются в момент проведения намотки на станке. В сердечник закладываются специальные рейки, которые по окончании процесса создания обмоток демонтируются, оставляя необходимые каналы.

Иногда требуется создание зазоров в намоточных проводниках. Их расчеты проводят с помощью специальных базовых форм, используя параметры проводников, конструктивного исполнения будущей обмотки и других параметров, которые берутся из технической литературы.

Разницу между фактически полученными значениями при расчете сравнивают с табличными значениями.

При допустимых отклонениях работу продолжают, если требуются корректировки – вносят.

Намотку резонансных катушек преобразовательных устройств электрической энергии проводят, дополнительно руководствуясь их значениями номинальной индуктивности, необходимой собственной емкости и стойкости, и длительности работы.

Как правильно мотать

Получив большинство технических данных, определив точное назначение и сферу использования будущего устройства, элементов обмоток катушки трансформатора, получив заводские шаблоны для выбранного вида обмотки приступают к практической реализации намоточных процессов.

Здесь большую роль будет играть опытность исполнения таких работ, наличие инструментов для такой работы, а также терпение.

Требуется использовать обязательный алгоритм действий в таком формате работ и приготовится к нескольким неудачам заблаговременно, если опыта проведения намотки витков катушки трансформатора ранее не было. В настоящее время как электронных, так и бумажных обучающих источников по всем правилам намотки обмотки трансформатора достаточно много для того, чтобы новичок через некоторое время в этих работах смог стать профессионалом.

Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 12В, 0,5А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.2) |

В прошлых роликах мы разобрали и рассчитали трансформатор. Теперь мотаем обмотки.
Итак, ещё раз, первичка (первичная обмотка) у меня уже намотана, и теперь мне нужно намотать вторичную обмотку. Вторичными нужно будет намотать две обмотки по 12В, тонким проводом, диаметром 0.5мм. Этот провод я также смотал с какого-то трансформатора который переделывал для своих нужд. Будет ещё одна обмотка, которая будет мотаться толстой шиной. Обмотка 12В будет занимать очень мало места, а вот вторая обмотка наоборот, будет занимать много места, так как должна быть намотана шиной. Мне шиной нужно намотать 16+7=23 +9 =32…. 42… 54 витка.

Теперь я посчитаю, влезут ли все витки в место, которое у нас осталось на катушке. Сердечник у нас будет вот здесь, значит в этом окне должен располагаться провод, и располагаться таким образом, чтоб не вылезти за пределы окна, иначе мы не сможем собрать сердечник. Поэтому очень важно до намотки и проверить, влезет провод или нет. Проверяется всё достаточно просто. Для начла измеряем ширину окна, у меня она 84мм. Затем высоту окна, у меня она получилась 18 мм. Теперь измеряем нашу шину. Получается 3.5 мм ширина. Так как мы не сможем шинку очень плотно и без зазора уложить, то добавим ещё 0.5 мм и получим, что шина имеет 4 мм в ширину. В высоту шина имеет 2.5 мм, но мы также не сможем плотно наматывать, тем более будет межслойная изоляция. Добавим ещё 0.5 мм и получается 3 мм.

Теперь посчитаем сколько витков у нас влезет в один слой. Ширина катушки 84 мм, делим на 4 мм и получаем 21 виток. 21 виток поместится в одном слое. Нам нужно 54 витка, и это будет 54/21 получаем 2 с чем-то слоёв. Получается, что в двух слоях провод не вместится, и придётся начинать 3-й слой. То есть нам нужно 3 слоя. 3 слоя по 3 мм получается 9 мм, что не выходит за пределы окна катушки.

То есть провод влезет и ещё останется место, так что теперь можно смело мотать трансформатор. Так как у меня на вторичной обмотке будет множество отводов, то они будут мешать дальнейшей намотке, поэтому, я буду мотать обмотку с шиной последней, так как наматывать тонкий провод пропуская его между отводами не дело. Я сначала намотаю 12 вольтные обмотки тонким проводом, затем заизолирую их, и после этого намотаю обмотку шиной.
Мотаем тонкую 12 вольтную обмотку. Я буду использовать провод смотанный с другого трансформатора . Так как он намотан в навал, то провод может легко размотаться, запутаться, и поэтому я ставлю его на каркас или оправку, в качестве которого я использую молоток.

Молоток я ставлю на край стола, и для того чтобы он не упал, я его чем-то сверху прижимаю. В данном случае я буду использовать катушку с шиной. Я прижал молоток, теперь он крепко стоит, то есть можно спокойно разматывать провод с каркаса. Я сначала разматываю немного провода чтобы его хватило на 3-4 витка на трансформаторе, и мотаю его на трансформатор , затем снова разматываю и всё повторяю пока не намотаю всю обмотку. Располагаю катушку немного дальше от себя, чтобы она мне не мешала.
Мне на много удобнее мотать катушку, когда она находится у меня, на коленях. На столе получается слишком высоко, и мотать неудобно так как приходится высоко поднимать руки и это быстро утомляет. Поэтому я буду мотать держа катушку на коленях. Отводы, после обрезки кусачками, становятся очень острыми, и ими очень легко испортить одежду даже через халат, поэтому я одеваю свои старые вещи которые не жалко. Это очень здорово помогает думать только о намотке, а не о том, как делать всё аккуратно, чтобы случайно не порвать себе штаны.
Теперь нужно определиться с какой стороны мы будем делать отводы 12 вольтной обмотки. Так как трансформатор у меня будет крепиться на дно корпуса, то если я сделаю отводы с нижней стороны трансформатора, мне будет очень неудобно, после его установки делать монтаж (подключать обмотки). Мне на много удобнее в последующем будет, если я выведу все отводы обмоток вверх.
Первичная обмотка у меня уже есть, и с её стороны я вторичную обмотку не буду выводить, чтобы вдруг случайно не перепутать при подключении, да и 220В здесь близко, мало ли что может произойти. Поэтому вторичную 12В обмотку я выпущу с противоположной стороны. То есть я начну её мотать отсюда.

Для начала нам нужно на провд одеть кембрик. Так как мы при намотке будем натягивать провод, то его конец лучше как-то зафиксировать. Я его просто намотаю на этом мостике. И он у нас уже держится. Кембрик необходим так как он позволит этому проводу изгибаться под большим радиусом, следовательно провод не будет переламываться. Во-вторых, при намотке следующих обмоток, может случиться так, что один из витков может оказаться близко щёчкам, и может дотронуться до провода уже совершено другой обмотки, то есть для того чтобы исключить межобмоточное замыкание. Кембрик, очень нужная и важная вещь.

Я буду мотать с середины катушки к началу. Ведь мне нужно намотать всего лишь 9 витков, а намотка подобным образом будет фиксировать первый отвод самой обмоткой, что очень удобно в данном случае. Фиксируем первый отвод скотчем и поехали мотать! Я специально отступил от края катушки, для того, чтобы у меня случайно провод не оказался очень близко к щёчкам каркаса, так как он может попасть например в зазор между щёчкой и изоляцией, и дотронуться до первичной обмотки, либо следующая обмотка может случайно дотронуться до каких-то витков этой обмотки. Так же, так как у меня изоляция намотана не очень плотно, и мотая тонким проводом, я не смогу его сильно натягивать, чтобы он плотно сдавил изоляцию, и получится, что у меня сама обмотка намотана довольно свободно. Потом, когда я следующей обмоткой буду мотать шину, то, так как она толстая, её придётся очень сильно натягивать и это приведёт к тому, что шина сдавит тонкий провод под собой. Сдавливаясь, провод может немного прогнуться, и выйти из межслойной или межвитковой изоляции. Поэтому я, так как у меня всего две обмотки по 9 витков, и последующая обмотка уже мотается шиной, то в любом случае на эти две обмотки я потрачу целый слой. Так как весь слой будет занят, то следует эти обмотки разместить как можно дальше от краёв, чтобы исключить возможность выхода провода за изолятор.
Первый виток не стоит сильно тянуть, так как вы можете его просто вырвать из места фиксации. Последующие можно уже натянуть по сильнее. Натягиваем, и прижимаем пальчиком провод к уже намотанным виткам. Мотаем и заодно считаем витки, сейчас у меня 2 витка. Я про себя проговариваю два, два, два. Как только я увидел отвод, я проговариваю три, три, три… Сейчас уже четыре. Следите за тем, чтобы у вас не произошло перехлёстов, чтобы этот очередной виточек не нашёл, или не залез на уже намотанные витки. Для этого мотайте плотно. Чем плотнее у вас будут намотаны витки, тем сложнее вам будет сделать перехлёст. Я, судя по всему намотал уже 9 витков, и теперь мне нужно это проверить. Для этого я беру зубочистку деревянную и проводя по виткам считаю щелчки, и раз, два….

Итак, я намотал все 9 витков. Теперь также ставим кембрик. Зафиксируем саму намотку скотчем, чтобы она не съехала.
Точно также мотаем вторую 12-ти вольтную обмотку. Фиксируем начало обмотки. Опять же всё фиксируем скотчем. Я не знаю как скотч ведёт себя с лаковой изоляцией провода, поэтому я специально клею скотч, не на лаковую изоляцию провода, мало ли что может случиться. Теперь необходимо также одеть кембрик и зафиксировать отвод скотчем.

Теперь мне необходимо проложить межобмоточную изоляцию и намотать обмотку шиной. Для того, чтобы выполнить изоляцию, достаточно одного слоя изоляционного материала, в данном случае я буду использовать бумагу от ранее смотанных мной трансформаторов ТС270 или ТС180. Это бумага пропитанная парафином.

В моём случае я буду мотать сверху толстой шиной, и так как я прижимать её буду очень сильно, для того чтобы один слой бумаги не порвался, я нанесу для надёжности 2 слоя, то есть намотаю два слоя бумаги. Я прикидываю кусок бумаги, которого хватит для 2-х витков. Выбранный мной кусок длиннее необходимого, но так как в трансформаторе есть запас по месту в окне, то можно намотать и больше 2-х слоёв, хуже от этого не будет, будет только лучше. Бумага (изоляционный материал) шире чем катушка, поэтому необходимо её (бумагу) немного порезать, срезать лишних 5 мм.

Как видите бумага немного шире, чем нужно, и поэтому на краях она будет загибается и рваться. Как видите, парафин уже начитает рваться, но если мы сильнее натянем порвётся и бумага. Для того чтобы это не происходило, нужно сделать бахрому, это небольшие, неглубокие надрезы, через каждые примерно 5 мм.

Если мы изоляционную бумагу вырежем ровно в размер окна, то, так как при намотке щёчки катушки немного расходятся, и может получиться так, что часть обмотки изоляционная бумага уже не закрывает, и обмоточный провод может провалиться между ранее намотанными обмотками. Это очень плохо, так как не выдерживается диэлектрический зазор между обмотками и ни к чему хорошему это не приведёт. Можно использовать бумагу ширина которой немного больше ширины катушки, и использовать её для изоляции, но мы её не сможем нормально загнуть, так как она будет рваться. Поэтому нарезаем на краях изоляционной бумаги бахрому, благодаря которой, бумага легко загибается, и при этом выступающая часть изоляционной бумаги задирается на щёчки катушки. При этом, намотанный провод будет лежать в своеобразной ванночке и изоляционный материал будет его обволакивать со стороны щёчек катушки. При этом провод 100 процентов не провалится под изоляционный материал, как могло бы быть, если бы у нас была ровная изоляционная прокладка. Нанесём межобмоточную изоляцию. Следим, чтобы она плотненько наматывалась. И фиксируем её скотчем.

Как видите, скотч это очень универсальная штука. Всё готово, теперь я уже могу взять шину, и мотать ею обмотку.

Рубрики: Перемотка рабочего трансформатора, Радиолюбительская технология | Тэги: Вторичная обмотка, Как намотать трансформатор?, намотка трансформаторов, Трансформатор | Ссылка

Как рассчитать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #3) |

Продолжаем работу над нашим трансформатором. Напомню, что мы его разобрали и теперь нужно рассчитать кол-во витков необходимое для намотки.
Мне нужно намотать трансформатор со следующими обмотками и параметрами:

Нужна первичная обмотка на 220В, две вторичные по 12В, способные отдать в нагрузку 0,5А, и одна вторичная обмотка намотанная шиной, и содержащая большое кол-во отводов. На её расчёте я останавливаться не буду, чтобы не тратить ваше время, так как всё делается аналогично обмотке 12В, которые я и рассчитаю.
Напряжение не обмотке зависит от кол-ва витков, а сила тока зависит от диаметра/сечения провода.
Начнём разбираться с первичной обмоткой.
Для начала разберёмся с кол-вом витков. Если с нуля мотать трансформатор, то первым делом необходимо рассчитать такой параметр как кол-во витков необходимых для одного вольта. Этот параметр зависит от характеристик сердечника таких как сечение и магнитная индукция, и от частоты питающей сети, которая в наших сетях составляет 50 Гц. Эти расчёты по железу сейчас нет смысла делать, так как их уже сделали при изготовлении данного трансформатора. Ими и воспользуемся. В первой части, мы при проверке трансформатора подавали на 110В обмотку номинальные 110В, и при этом на обмотке 24В, мы получили напряжение 24.8. Разматывая обмотку для 24В, я посчитал витки, и у меня их получилось 18. Этих данных достаточно для определения кол-ва витков на вольт. Получается что 18 витков выдают 24.8В, следовательно для одного вольта необходимо 18/24.8=0.73 витка. Зная это значение, я могу определить число витков в любой обмотке.
Например, можно узнать число витков в первичной обмотке рассчитанной на 380В. При измерениях я получил на ней напряжение 377В, следовательно, она содержит 377*0,73=275.21, округляем до большего и получаем 276 витков.
Для напряжения 220В первичная обмотка должна содержать 220*0.73=160, 6 округляем до большего и получаем 161 виток.
Таким же образом рассчитываем кол-во витков для вторичной обмотки. Мне нужно 12В, это составляет 12*0,73=8.76 округляем и получаем 9 витков. С витками разобрались, но следует сказать, что это очень упрощенный расчёт. На выходе мы получим напряжение которое может примерно на 5% отличаться от расчётного. Я часто пользуюсь этим методом, и результаты меня всегда устраивали.
Подобной техникой можно пользоваться, если например, на имеющийся трансформатор с неизвестными параметрами нужно намотать дополнительную обмотку. Для этого временно наматываем несколько десятков витков любого изолированного провода, можно даже в ПВХ изоляции. Подаём на первичную обмотку номинальное напряжение. Измеряем выходное напряжение на только что намотанной временной обмотке. Затем рассчитываем кол-во витков на 1 вольт для данного трансформатора и пересчитываем сколько нужно витков для вашей обмотки. Сматываем временную обмотку и мотаем свою на необходимое напряжение.

С витками мы разобрались, теперь необходимо определиться с диаметром провода, он в свою очередь зависит от силы тока, которую должна обеспечить обмотка. Для примера возьмём нашу вторичную обмотку на 12В которая должна обеспечить пол ампера. Для данных расчётов необходимо понимать такую величину, которая называется плотность тока. Это величина, показывающая какой ток течёт через каждый квадратный миллиметр сечения провода.
При прокладке проводки медным проводом, допускается использовать в расчётах плотность тока от 6 до 10А на мм квадратный. Если использовать алюминиевый провод, то плотность тока для него меньше уже от 4 до 6 А на мм квадратный. Это связанно с тем, что алюминий хуже проводит ток, то есть имеет большее удельное сопротивление и при протекании тока 10 А на каждый миллиметр квадратный, провод будет выделять больше тепловой энергии чем успеет рассеять, при этом он будет нагреваться.
Если для медной проводки которая хорошо охлаждается можно использовать плотность тока до 10А на мм квадратный, то при расчётах трансформаторов данное значение недопустимо, так как обмотки находятся внутри катушки, и очень плохо отводят от себя тепло, особенно обмотки в середине катушки. В разных справочниках рекомендации по выбору плотности тока для обмоток трансформаторов разнятся. Для мощности 1 кВт рекомендуется использовать плотность тока для медного провода от 1.5 до 2.5-3 А на мм квадратный. Чем большую плотность тока принимаем в расчёт, тем меньше потребуется меди, но сильнее будет греться трансформатор, и следовательно уменьшится его КПД. Маленькая плотность тока потребует использовать толстые провода, и можно столкнуться с тем, что обмотка не влезает в предназначенное для неё окно, но трансформатор будет холодным. К примеру, при использовании трансформатора в вентилируемом корпусе, можно взять большую плотность тока, а при применении трансформатора в глухом корпусе который будет эксплуатироваться под прямыми солнечными лучами, и следовательно сильно греться, плотность нужно брать меньшую.
Мой трансформатор будет эксплуатироваться в ангельских условиях, он будет работать в корпусе с принудительной вентиляцией. С трансформатора необходимо кратковременно получать мощность 800-900Вт, в остальное время он будет эксплуатироваться при мощности не более 500-600Вт. Поэтому можно смело брать плотность тока 2.5А на миллиметр квадратный.
Получается что для тока 0.5А протекающем по обмотке, необходимо сечение провода 0.5/2.5=0.2мм квадратных.
Сечение это не диаметр, не путайте. Сечение можно найти по формуле S=PiR2. Отсюда можно найти радиус провода, который равен R=sqrt(S/Pi). Радиус получается 0.25. Так как диаметр это два радиуса, то получается что нужно использовать провод диаметр которого по меди больше или равно 0.5 мм.

Подобным образом рассчитываем диаметры проводов всех остальных обмоток.
Трансформаторы ОСМ предназначены для работы на производстве, и рассчитаны для обеспечения номинальной мощности продолжительное время. Они изготовлены с очень большим запасом. Поэтому, скорее всего диаметр провода первичной обмотки заложен с запасом. Давайте посчитаем, какую плотность тока взяли при расчёте этого трансформатора.
Так как первичная обмотка рассчитана на 380В а мощность трансформатора 1000Вт, то ток который течёт в обмотке при максимальной мощности равен 1000/380=2.63A. Теперь посчитаем сечение провода. Для этого измерим микрометром диаметр провода. Он получился 1.47мм. Это провод вместе с лаковой изоляцией. Изоляция в проводах такого диаметра составляет около 0.07мм. Получается, что медь имеет диаметр 1.4мм. Сечение получается 1.54 мм квадратных. У нас получилось что по 1.54 квадратных миллиметров течёт ток 2.63А, следовательно плотность тока получается 1.70А на мм квадратный, как видите до приятых для нашего расчёта 2.5А на мм очень далеко.
Я планирую оставить этот провод в качестве своей первичной обмотки. Давайте посчитаем какую мощность мы сможем получить на данном проводе при напряжении 220В и принятой нами плотности тока 2.5А на мм квадратный. Сечение провода у нас получалось 1.54 мм, следовательно при плотности тока 2.5 мм мы получим ток 1.54*2.5А на мм2 = 3.85А. При номинальном напряжении 220В, максимальная мощность получается 3.85*220=847Вт, Это мощность, которую можно получить при плотности тока 2.5 А на мм2в проводе который уже есть в первичной обмотке этого трансформатора. Мощности 840 Вт достаточно для моей задачи. Даже если предположить что по каким-то причинам потребляемая от трансформатора мощность станет 1000Вт, то в данном случае плотность тока будет составлять 1000/220=4.54А, при сечении провода 1.54 плотность тока получается 2.95А, что не выходит за максимально рекомендованные 3А/мм2, следовательно трансформатор будет работать долго и счастливо.
Сейчас в первичной обмотке 276 витков и она рассчитана на 380В,но для номинального напряжения 220В, как мы рассчитали ранее первичная обмотка должна содержать 161 виток, следовательно нам нужно смотать 276-161=115 витков.
Смотку лишних витков и намотку вторичной обмотки я покажу в следующем ролике. А пока можно перепроверить расчёты, иначе если вы ошиблись, вам придётся всё смотать, и намотать заново. Так что лучше потратьте сейчас несколько минут для проверки, чем в случае ошибки потратить несколько часов всё переделывая…

Рубрики: Перемотка рабочего трансформатора, Радиолюбительская технология | Тэги: Как рассчитать трансформатор?, Радиолюбительская технология, Трансформатор, Устройства своими руками | Ссылка

Намотка импульсного трансформатора своими руками

Часть 1

Пролог

И все таки меня пригласили! Теперь дело со статьями пойдет более оперативно.

Темой следующей части изначально я хотел сделать схемотехнику какого нибудь блока, а чего ждать? Но тут вспомнил свою школьную молодость и саму великую проблему с которой сталкивался — как изготовить неведомое для меня на тот момент зверя устройство — импульсный трансформатор.

Прошло десять лет и я понимаю, что у многих (и не только начинающих) радиолюбителей, электронщиков и студентов возникают такие трудности — они попросту их боятся, а как следствие стараются избегать мощных импульсных источников питания (далее ИИП).

После этих размышлений я пришел к выводу, что первая тема должна быть именно про трансформатор и ни о чем другом! Хотелось бы еще оговориться: что я подразумеваю под понятием «мощный ИИП» — это мощности от 1 кВт и выше или в случае любителей хотя бы 500 Вт. Рисунок 1 — Вот такой трансформатор на 2 кВт для Н-моста у нас получится в итоге

Великая битва или какой материал выбрать?

Когда-то внедрив в свой арсенал импульсную технику думал, что трансформаторы можно делать только на доступном всем феррите. Собрав первые конструкции первым делом решил выставить их на суд более опытных товарище и очень часто слышал такую фразу: «Ваш феррит гавно не самый лучший материал для импульсника».

Сразу я решил узнать у них какую же альтернативу можно ему противоспоставить и мне сказали — альсифер или как его еще называют синдаст.

Для начала надо определиться что должен уметь почти идеальный материал для трансформатора:

1) должен быть магнитомягким, то есть легко намагничиваться и размагничиваться:

Рисунок 2 — Гистерезисные циклы ферромагнетиков: 1) жесткий цикл, 2) мягкий цикл 2) материал должен обладать как можно большей индукцией насыщения, что позволит либо уменьшить габариты сердечника, либо при их сохранение повысить мощность. НасыщениеЯвление насыщения трансформатора состоит в том, что, несмотря на увеличение тока в обмотке, магнитный поток в сердечнике, достигнув некоторой максимальной величины, далее практически не изменяется. В трансформаторе режим насыщения приводит к тому, что передача энергии из первичной обмотки во вторичную частично прекращается. Нормальная работа трансформатора возможна лишь тогда, когда магнитный поток в его сердечнике изменяется пропорционально изменению тока в первичной обмотке. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы сердечник не был в состоянии насыщения, а это возможно лишь тогда, когда его объём и сечение не меньше вполне определённой величины. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник. 3) материал должен иметь как можно меньшие потери на перемагничивание и токи Фуко 4) свойства материала не должны сильно изменяться при внешнем воздействии: механические усилия (сжатие или растяжение), изменение температуры и влажности. Феррит — является полупроводником, а значит обладает собственным высоким электрическим сопротивлением. Это означает, что на высоких частотах потери на вихревые токи (токи Фуко) будут достаточно низкими. Получается как минимум одно условия из списка выше у нас уже выполнено. Идем дальше… Ферриты бывают термостабильными и не стабильными, но этот параметр не является определяющим для ИИП. Важно то, что ферриты работают стабильно в температурном диапазоне от -60 и до +100 оС и это у самый простых и дешевых марок. Рисунок 3 — Кривая намагничивания на частоте 20 кГц при разных температурах

И наконец-то самый главный пункт — на графике выше мы увидели параметр, который будет определять практически все — индукция насыщения. Для феррита она обычно принимается 0,39 Тл. Стоит запомнить, что при разных условиях — этот параметр будет меняться. Он зависит как от частоты, так и от температуры работы и от других параметров, но особый акцент стоит сделать на первых двух.

Вывод: феррит ништяк! отлично подходит для наших задач.

1) альсифер работает в чуть большем широком спектре температур: от -60 и до +120 оС — подходит? Еще лучше чем феррит! 2) коэффициент потерь на гистерезис у альсиферов постоянный лишь в слабых полях (при малой мощности), в мощном поле они растут и очень сильно — это очень серьезный минус, особенно на мощностях более 2 кВт, так что тут проигрывает.

3) индукция насыщения до 1,2 Тл!, в 4 раза больше чем у феррита! — главный параметр и так обгоняет, но не все так просто… Конечно это достоинство никуда не уйдет, но пункт 2 ослабляет его и очень сильно — определенно плюс.

Вывод: альсифер лучше чем феррит, в этом дядьке мне не соврали.

Результат битвы: любой прочитав описание выше скажет альсифер нам подавай! И правильно… но попробуйте найти сердечник из альсифера и чтобы с габаритной мощностью 10 кВт? Тут обычно человек приходит в тупик, оказывается их и нету особо в продаже, а если и есть, то на заказ напрямую у производителя и цена вас испугает.

Получается используем феррит, тем более если оценивать в целом, то он проигрывает очень незначительно… феррит оценивается относительно альсифера в «8 из 10 попугаев». Хотел я обратиться к своему любимому матану, но решил этого не делать, т.к. +10 000 знаков к статье считаю избыточным. Могу лишь посоветовать книгу с очень хорошими расчетами авторства Б. Семенова «Силовая электроника: от простому к сложному». Смысла пересказывать его выкладки с некими добавлениями смысла не вижу

Итак, приступаем к выполнению расчета и изготовлению трансформатора

Первым делом хочется сразу вспомнить очень серьезный момент — зазор в сердечнике. Он может «убить» всю мощность или добавить еще так на 30-40%. Хочу напомнить, что делаем мы трансформатор для Н-моста, а он относится к — прямоходовым преобразователям (forward по-буржуйский). Это значит, что зазор в идеале должен быть 0 мм.

Как-то раз, обучаясь курсе на 2-3 решил собрать сварочный инвертор, обратился к топологии инверторов Kemppi. Там я увидел в трансформаторах зазор 0,15 мм. Стало интересно для чего же он.

Подходить к преподавателям не стал, а взял и позвонил в российское представительство Kemppi! А что терять? На моей удивление меня соединили с инженером-схемотехником и он рассказал мне несколько теоретических моментов, которые позволили мне «выползти» за потолок в 1 кВт.

Если в кратце — зазор в 0,1-0,2 мм просто необходим! Это увеличивает скорость размагничивания сердечника, что позволяет прокачать через трансформатор большую мощность. Максимальный эффект от такого финта ушами зазора достиг в топологии «косой мост», там введение зазор 0,15 мм дает прирост 100%! В нашем Н-мосту эта прибавка скромнее, но 40-60% думаю тоже не дурно.

Для изготовления трансформатора нам понадобится вот такой набор: Рисунок 4 — Ферритовый сердечник Е70/33/32 из материала 3С90 (чуть лучший аналог N87) Рисукок 5 — Каркас для сердечника Е70/33/32 (тот что больше) и дроссель D46 из распыленного железа Габаритная мощность такого трансформатора составляет 7,2 кВт. Такой запас нам нужен для обеспечения пусковых токов в 6-7 раз больше номинальных (600% по ТЗ). Такие пусковые токи правда бывают лишь у асинхронных двигателей, но учесть необходимо все! Неожиданно «всплыл» некий дроссель, он понадобится в нашей дальнейшей схеме (аж 5 штук) и поэтому решил показать как и его наматывать.

Далее необходимо посчитать параметры намотки. Я использую программу от известного в определенных кругах товарища Starichok51. Человек с огромными знаниями и всегда готовый учить и помогать, за что ему спасибо — в своей время помог встать на путь истинный. Называется программа — ExcellentIT 8.1.

Привожу пример расчета на 2 кВт:Рисунок 6 — Расчет импульсного трансформатора по мостовой схеме на 2 кВт повышающий

Как производить расчет:

1) Выделено красным. Это вводные параметры, которые обычно выставляются по умолчанию: а) максимальная индукция. Помните для феррита она 0,39 Тл, но у нас трансформатор работает на достаточно высокой частоте, поэтому программа выставляет 0,186 сама.

Это индукция насыщения в саааамых плохих условиях, включая нагрев до 125 градусов

б) частота преобразования, она задается нами и чем она определяется на схеме будет в следующих статьях. Частота эта должна быть от 20 до 120 кГц.

Если меньше — мы будет слышать работу транса и свист, если выше, то наши ключи (транзисторы) будут иметь большие динамические потери. А IGBT ключи даже дорогие работают до 150 кГц

в) коэф. заполнения окна — важный параметр, ибо место на каркасе и сердечнике ограничено, не стоит его делать больше 0,35 иначе обмотки не влезут

г) плотность тока — этот параметр может быть до 10 А/мм2. Это максимальный ток, который может протекать через проводник. Оптимальное значение 5-6 А/мм2 — в условиях жесткой эксплуатации: плохое охлаждение, постоянная работа на предельной нагрузке и прочее. 8-10 А/мм2 — можно ставить если у вас устройство идеально вентилируется и стоит over 9000 несколько куллеров.

д) питание на входе. Т.к. мы рассчитываем трансформатор для DC->DC 48В в 400В, то ставим входное напряжение как в расчете. Откуда цифра взялась. В разряженном состоянии аккумулятор отдает 10.5В, дальше разряжать — снижать срок службы, умножаем на количество батарей (4 шт) и получаем 42В. Возьмем с запасом 40В. 48В берется из произведения 12В * 4 шт. 58В берется из соображения, что в заряженном состоянии батарея имеет напряжение 14,2-14,4В и по аналогии умножаем на 4. 2) Выделено синим. а) ставим 400В, т.к. это запас для обратной связи по напряжению и для нарезки синуса необходимо минимум 342В б) номинальный ток. Выбираем из соображения 2400 Вт / 220(230) В = 12А. Как видите везде я беру запас не менее 20%. Так поступает любой уважающий себя производитель качественной техники. В СССР такой запас был эталонный 25% даже для самых сложных условий. Почему 220(230)В — это напряжение на выходе уже чистого синуса. в) минимальный ток. Выбирается из реальных условий, этот параметр влияет на размер выходного дросселя, поэтому чем больше минимальный ток, тем меньше дроссель, а значит и дешевле устройство. Я опять же выбрал худший вариант 1А, это ток на 2-3 лампочки или 3-4 роутеров. г) падение на диодах. Т.к. у нас на выходе будут диоды быстродействующие (ultra-fast), то падение на них 0.6В в худших условиях (превышена температура). д) диаметр провода. У меня некогда купленная катушка меди 20 кг на такой случай и как раз с диаметром 1 мм. Тут ставим тот, который у вас есть. Только более 1,18 мм ставить не советую, т.к. начнет сказываться скин-эффект Скин-эффектСкин-эффект — эффект уменьшения амплитуды электромагнитных волн по мере их проникновения вглубь проводящей среды. В результате этого эффекта, например, переменный ток высокой частоты при протекании по проводнику распределяется не равномерно по сечению, а преимущественно в поверхностном слое. Если говорить не как гугл, а моим колхозным языком, то если взять проводник большого сечения, то он не будет использоваться полностью, т.к. токи на большей частоте протекают по поверхности, а центр проводника будет «пустой» 3) Выделено зеленым. Тут все просто — топология у нас планируется «полный мост» и выбираем ее. 4) Выделено оранжевым. Происходит процесс выбора сердечника, все интуитивно понятно. Большое количество стандартных сердечников уже есть в библиотеки, как и наш, но если что можно и добавить путем ввода габаритов. 5) Выделено фиолетовым. Выходные параметры с расчетами. Отдельным окном выделил коэф. заполнения окна, помните — не более 0,35, а лучше не более 0,3. Так же даны все необходимые значения: количество витков для первичной и вторичной обмотки, количество проводов ранее заданного диаметра в «косе» для намотки. Так же даны параметры для дальнейшего расчета выходного дросселя: индуктивность и пульсации напряжения.

Теперь необходимо рассчитать выходной дроссель. Нужен он чтобы сгладить пульсации, а так же чтобы создать «равномерный» ток. Расчет проводится в программе того же автора и называется она DrosselRing 5.0. Расчет для нашего трансформатора приведу:

Рисунок 7 — Расчет выходного дросселя для повышающего DC-DC преобразователя В данном расчете все проще и понятнее, работает по тому же принципу, выходные данные: количество витков и количество проводов в косе.

Стадии изготовления

Теперь у нас есть все данные для изготовления трансформатора и дросселя.

Главное правило намотки импульсного трансформатора — все без исключения обмотки должны быть намотаны в одну сторону!

Стадия 1: Рисунок 8 — Процесс намотки вторичной (высоковольтной) обмотки

Мотаем на каркас необходимое число витков в 2 провода диаметром 1 мм. Запоминаем направление намотки, а лучше отмечаем маркером на каркасе.

Стадия 2:

Рисунок 9 — Изолируем вторичную обмотку Изолируем вторичную обмотку фторопластовой лентой толщиной 1 мм, такая изоляция выдерживает не менее 1000 В. Так же дополнительно пропитываем лаком, это еще +600В к изоляции. Если нету фторопластовой ленты, то изолируем обычным сантехническим фумом в 4-6 слоев. Это тот же фторопласт, только 150-200 мкм толщиной.

Стадия 3:

Рисунок 10 — Начинаем мотать первичную обмотку, распаиваем провода на каркас Намотку проводим в одну сторону со вторичной обмоткой!

Стадия 4:

Рисунок 11 — Выводим хвост первичной обмотки Доматывает обмотку, изолируем ее так же фторопластовой лентой. Желательно еще и пропитать лаком.

Стадия 5:

Рисунок 12 — Пропитываем лаком и распаиваем «хвост». Намотка обмоток окончена Стадия 6: Рисунок 13 — Завершаем намотку и изоляцию трансформатора киперной лентой с окончательной пропиткой в лаке Киперная лентаКиперная лента — хлопчатобумажная (реже шёлковая или полушелковая) тесьма из киперной ткани шириной от 8 до 50 мм, саржевого или диагонального переплетения; суровая, отбельная или гладкокрашеная. Материал ленты отличается высокой плотностью за счет переплетения, он толще, чем у своего ближайшего аналога — миткалевой ленты — из-за использования более толстых нитей. Спасибо википедии.

Стадия 7:

Рисунок 14 — Так выглядит законченный вариант трансформатора

Зазор 0,15 мм устанавливается в процессе склеивания, путем вкладывания между половинками сердечника подходящей пленки. Лучший вариант — пленка для печати. Сердечник склеивается клеем моментом (хорошим) или эпоксидной смолой. 1-й вариант на века, 2-й позволяет в случае чего разобрать трансформатор без повреждений, например, если понадобится домотать еще обмотку или добавить витков.

Намотка дросселя

Теперь по аналогии необходимо намотать дроссель, конечно мотать на тороидальном сердечнике сложнее, но такой вариант будет компактнее. Все данные у нас имеются из программы, материал сердечника распыленное железо или пермаллой. Индукция насыщения у данного материала 0,55 Тл.

Стадия 1:

Рисунок 15 — Обматываем кольцо фторопластовой лентой Эта операция позволяет избежать случая с пробоем обмотки на сердечник, это бывает редко, но мы же за качество и делаем для себя!

Стадия 2:

Рисунок 16 — Наматываем нужное количество витков и изолируем В данном случае количество витков не уместится в один слой намотки, поэтому необходимо после намотки первого слоя произолировать и намотать второй слой с последующей изоляцией.

Стадия 3:

Рисунок 17 — Изолируем после второго слоя и пропитываем лаком

Эпилог

Надеюсь моя статья научит вас процессу расчету и изготовлению импульсного трансформатора, а так же даст вам некоторые теоретические понятия о его работе и материалах из которого он изготавливается.

Постарался не нагружать данную часть излишней теорией, все на минимуму и сосредоточиться исключительно на практических моментах.

И самое главное на ключевых особенностях, которые влияют на работоспособность, таких как зазор, направления намотки и прочее.

Продолжение следует…

Часть 3

Источник: https://habr.com/post/358318/

Небольшой ликбез по намотке импульсных трансформаторов. — Лада 2109, 1.6 л., 1988 года на DRIVE2

Как видно из пред идущего блога я собираю слабенький усилитель на 100ват, и многие просили поподробнее рассказать как мотать эти трансформаторы)Обьект намотки кольца 45х28х8 проницаемость Н1500М в моем случае 4ре штуки.

Обьясняю почему… Забиваем в программу кольцо 45х28х8 и видим что габаритная мощность его одного всего 500 жалких ничтожных ватт… а выход прост берем 2 кольца притираем их друг к другу чтоб небыло зазоров и без клея скремляем их вкруговую изолентой.ВСЕ!Далее в проге вбиваем уже кольцо 45х28х16 и видим габаритную мощность 1000ватт.

Далее пишем проге че хотим то собственно от него в моем случае хочу 85 вольт и 1кВт.Выбираем как будет выпрямляться под свои нужды и тыкаем рассчитать.

• Получаем резззззз и собственно берем проволку медную и вперед к намотке смотрим ниже=)

Затарился кольцами и деталями на пн

Вот так они будут располагаться

Притираем 2 кольца и скрепляем изолентой без клея!

Обматываем кольца (кто чем хочет хоть скотчем) в моем случае стекловолокно

По программе нам нужно 4 витка первичной обмотки. Берем кусок проволоки наматываем 4ре витка отмеряем длинну выводов отрезаем сматываем и по этой длинне наматываем на каком либо каркасе нужное нам число жил

отрезал померял

для каждоко кольца наматывал на оправку по две косы по 26 жил в каждой. Далее снимаем 26 жил с оправки немножко их скручиваем и матаем 4ре витка одной и рядышком 4ре витка другой

Сново обматываем туалетной бумагой

в итоге получаем такую картину намотана первичка епли 2 часа

Далее по верх мотаем вторичку снача делаем один виток замеряем его длинну 8,5см умножаем на число витков в моем случае 33 делаем оправку на 2,8 метра длинной в моем случае это 2 самореза между столами.

наматываем сразу 6 жил потом мультиком сфазируем. Делим 33 на 4 и примерно чюхаем на четверть кольца запихиваем 8 витков. наматываем 33 витка скрепляем в конце кто соплями кто приморозит я стекловолокном.

Источник: https://www.drive2.ru/l/6421531/

Расчет и намотка импульсного трансформатора

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir2153.

Моя задача стоит в следующем, нужен трансформатор c двумя вторичными обмотками, каждая из которых должна иметь отвод от середины. Значение напряжения на вторичных обмотках должно составить +-50В. Ток протекать будет 3А, что составит 300Вт.

Расчет импульсного трансформатора.

Для начала загружаем себе программу расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT и запускаем её.

Выбираем схему преобразования – полумостовая. Зависит от вашей схемы импульсного источника питания. В статье “Импульсный блок питания для усилителя НЧ на ir2153 мощностью 300Вт” схема преобразования –полумостовая.

Напряжение питания указываем постоянное.  Минимальное = 266 Вольт, номинальное = 295 Вольт, максимальное = 325 Вольт.

• Тип контроллера указываем ir2153, частоту генерации 50кГц.

Стабилизации выходов – нет.Принудительное охлаждение – нет.

Диаметр провода, указываем тот, который есть в наличии. У меня 0,85мм. Заметьте, указываем не сечение, а диаметр провода.

Указываем мощность каждой из вторичных обмоток, а также напряжение на них.Я указал 50В и мощность 150Вт в двух обмотках.

2. Схема выпрямления – двухполярная со средней точкой.

Указанные мною напряжения (50 Вольт) означают, что две вторичных обмотки, каждая из которых имеет отвод от середины, и  после выпрямления, будет иметь +-50В относительно средней точки. Многие подумали бы, что указали 50В, значит, относительно ноля будет 25В в каждом плече, нет! Мы получим 50В вкаждом плече относительно среднего провода.

• Далее выбираем параметры сердечника, в моем случае это “R” – тороидальный сердечник, с размерами 40-24-20 мм.

Нажимаем кнопочку “Рассчитать!”. В результате получаем количество витков и количество жил первичной и вторичной обмоток.

2. Намотка импульсного трансформатора.
3. Итак, вот мое колечко с размерами 40-24-20 мм.

Теперь его нужно изолировать каким-либо диэлектриком.

Каждый выбирает свой диэлектрик, это может быть лакоткань, тряпочная изолента, стеклоткань и даже скотч, что лучше не использовать для намотки трансформаторов.

Говорят скотч, разъедает эмаль провода, не могу подтвердить данный факт, но я нашел другой минус скотча. В случае перемотки, трансформатор тяжело разбирать, и весь провод становится в клею от скотча.

Я использую лавсановую ленту, которая не плавится как полиэтилен при высоких температурах. А где взять эту лавсановую ленту? Все просто, если есть обрубки экранированной витой пары, то разобрав её вы получите лавсановую пленочку шириной примерно 1,5см. Это самый идеальный вариант, диэлектрик получается красивым и качественным.

• Скотчем подклеиваем лавсаночку к сердечнику и начинаем обматывать колечко, в пару слоев.

Далее мотаем первичку, в моем случае 33 витка проводом диаметра 0,85мм двумя жилами (это я перестраховался). Мотайте по часовой стрелке, как показано на картинке ниже.

1. Выводы первичной обмотки скручиваем и залуживаем.
2. Далее надеваем сверху несколько сантиметров термоусадки и подогреваем.
3. Следующим шагом вновь изолируем диэлектриком еще пару слоев.

Теперь начинаются самые «непонятки» и множество вопросов. Как мотать? Одним проводом или двумя? В один слой или в два слоя класть обмотку?

В ходе моего расчета я получил две вторичных обмотки с отводом от середины. Каждая обмотка содержит 13+13 витков.

Мотаем двумя жилами, в ту же сторону, как и первичную обмотку. В итоге получилось 4 вывода, два уходящих и два приходящих.

Теперь один из уходящих выводов соединяем с одним из приходящих выводов. Главное не запутаться, иначе получится, что вы соедините один и тот же провод, то есть замкнете одну из обмоток. И при запуске ваш импульсный источник питания сгорит.

Соединили начало одного провода с концом другого. Залудили. Надели термоусадку. Далее вновь обмотаем лавсановой пленкой.

Напомню, что мне нужно было две вторичных обмотки, если вам нужен трансформатор с одной вторичной обмоткой, то на этом этапе финиш. Вторую вторичную обмотку мотаем аналогично.

• После чего сверху опять обматываем лавсановой пленкой, чтобы крайняя обмотка плотно прилегала и не разматывалась.
• В результате получили вот такой аккуратный бублик.
• Таким образом, можно рассчитать и намотать любой трансформатор, с двумя или одной вторичной обмоткой, с отводом или без отвода от середины.
•  Программа расчета импульсного трансформатора Lite-CalcIT СКАЧАТЬ
• Статья по перемотке импульсного трансформатора из БП ПК ПЕРЕЙТИ.

Источник: http://audio-cxem.ru/stati/raschet-i-namotka-impulsnogo-transformatora.html

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор?

Как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для полумостового блока питания?

В этой статье рассказано о том, как рассчитать и намотать импульсный трансформатор для самодельного полумостового блока питания, который можно изготовить из электронного балласта сгоревшей компактной люминесцентной лампочки.

Речь пойдёт о «ленивой намотке». Это когда лень считать витки. https://oldoctober.com/

Близкие темы.

• Как за час сделать импульсный блок питания из сгоревшей лампочки?
• Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
• Самодельный импульсный преобразователь напряжения из 1,5 в 9 Вольт для мультиметра.

Оглавление статьи.

Выбор типа магнитопровода

Наиболее универсальными магнитопроводами являются Ш-образные и чашкообразные броневые сердечники. Их можно применить в любом импульсном блоке питания, благодаря возможности установки зазора между частями сердечника. Но, мы собираемся мотать импульсный трансформатор для двухтактного полумостового преобразователя, сердечнику которого зазор не нужен и поэтому вполне сгодится кольцевой магнитопровод. https://oldoctober.com/

Для кольцевого сердечника не нужно изготавливать каркас и мастерить приспособление для намотки. Единственное, что придётся сделать, так это изготовить простенький челнок.

1. На картинке изображён ферритовый магнитопровод М2000НМ.
2. Идентифицировать типоразмер кольцевого магнитопровода можно по следующим параметрам.
3. D – внешний диаметр кольца.
4. d – внутренний диаметр кольца.
5. H – высота кольца.
6. В справочниках по ферритовым магнитопроводам эти размеры обычно указываются в таком формате: КDxdxH.
7. Пример: К28х16х9
8. Вернуться наверх к меню.

Получение исходных данных для простого расчёта импульсного трансформатора

Напряжение питания.

Помню, когда наши электросети ещё не приватизировали иностранцы, я строил импульсный блок питания. Работы затянулись до ночи. Во время проведения последних испытаний, вдруг обнаружилось, что ключевые транзисторы начали сильно греться. Оказалось, что напряжение сети ночью подскочило аж до 256 Вольт!

• Конечно, 256 Вольт, это перебор, но ориентироваться на ГОСТ-овские 220 +5% –10% тоже не стоит. Если выбрать за максимальное напряжение сети 220 Вольт +10%, то:
• 242 * 1,41 = 341,22V (считаем амплитудное значение).
• 341,22 – 0,8 * 2 ≈ 340V (вычитаем падение на выпрямителе).
• Индукция.
• Определяем примерную величину индукции по таблице.
• Пример: М2000НМ – 0,39Тл.
• Частота.

Частота генерации преобразователя с самовозбуждением зависит от многих факторов, в том числе и от величины нагрузки. Если выберите 20-30 кГц, то вряд ли сильно ошибётесь.

Граничные частоты и величины индукции широко распространённых ферритов.

Марганец-цинковые ферриты

Никель-цинкове ферриты

Вернуться наверх к меню.

Как выбрать ферритовый кольцевой сердечник?

Выбрать примерный размер ферритового кольца можно при помощи калькулятора для расчета импульсных трансформаторов и справочника по ферритовым магнитопроводам. И то и другое Вы можете найти в «Дополнительных материалах».

Вводим в форму калькулятора данные предполагаемого магнитопровода и данные, полученные в предыдущем параграфе, чтобы определить габаритную мощность срдечника.

Не стоит выбирать габариты кольца впритык к максимальной мощности нагрузки. Маленькие кольца мотать не так удобно, да и витков придётся мотать намного больше.

Если свободного места в корпусе будущей конструкции достаточно, то можно выбрать кольцо с заведомо бо’льшей габаритной мощностью.

В моём распоряжении оказалось кольцо М2000НМ типоразмера К28х16х9мм. Я внёс входные данные в форму калькулятора и получил габаритную мощность 87 Ватт. Этого с лихвой хватит для моего 50-ти Ваттного источника питания.

Запустите программу. Выберете «Pacчёт тpaнcфopмaтopa пoлумocтoвoго пpeoбpaзoвaтeля c зaдaющим гeнepaтopoм».

Чтобы калькулятор не «ругался», заполните нолями окошки, неиспользуемые для расчёта вторичных обмоток.

Вернуться наверх к меню.

Как рассчитать число витков первичной обмотки?

Вводим исходные данные, полученные в предыдущих параграфах, в форму калькулятора и получаем количество витков первичной обмотки. Меняя типоразмер кольца, марку феррита и частоту генерации преобразователя, можно изменить число витков первичной обмотки.

Нужно отметить, что это очень-очень упрощённый расчёт импульсного трансформатора.

Но, свойства нашего замечательного блока питания с самовозбуждением таковы, что преобразователь сам адаптируется к параметрам трансформатора и величине нагрузки, путём изменения частоты генерации.

Так что, с ростом нагрузки и попытке трансформатора войти в насыщение, частота генерации возрастает и работа нормализуется. Точно также компенсируются и мелкие ошибки в наших вычислениях.

Я пробовал менять количество витков одного и того же трансформатора более чем в полтора раза, что и отразил в ниже приведённых примерах, но так и не смог обнаружить никаких существенных изменений в работе БП, кроме изменения частоты генерации.

Вернуться наверх к меню.

Как рассчитать диаметр провода для первичных и вторичных обмоток?

Диаметр провода первичных и вторичных обмоток зависит от параметров БП, введённых в форму. Чем больше ток обмотки, тем больший потребуется диаметр провода. Ток первичной обмотки пропорцонален «Используемой мощности трансформатора».

Вернуться наверх к меню.

Особенности намотки импульсных трансформаторов

Намотка импульсных трансформаторов, а особенно трансформаторов на кольцевых и тороидальных магнитопроводах имеет некоторые особенности.

Дело в том, что если какая-либо обмотка трансформатора будет недостаточно равномерно распределена по периметру магнитопровода, то отдельные участки магнитопровода могут войти в насыщение, что может привести к существенному снижению мощности БП и даже привести к выходу его из строя.

Казалось бы, можно просто рассчитать расстояние между отдельными витками катушки так, чтобы витки обмотки уложились ровно в один или несколько слоёв. Но, на практике, мотать такую обмотку сложно и утомительно.

Мы же пытаемся мотать «ленивую обмотку». А в этом случае, проще всего намотать однослойную обмотку «виток к витку».

1. Что для этого нужно?
2. Нужно подобрать провод такого диаметра, чтобы он уложился «виток к витку», в один слой, в окно имеющегося кольцевого сердечника, да ещё и так, чтобы при этом число витков первичной обмотки не сильно отличалось от расчётного.
3. Если количество витков, полученное в калькуляторе, не будет отличаться более чем на 10-20% от количества, полученного в формуле для расчёта укладки, то можно смело мотать обмотку, не считая витков.
4. Правда, для такой намотки, скорее всего, понадобится выбрать магнитопровод с несколько завышенной габаритной мощностью, что я уже советовал выше.
5. 1 – кольцевой сердечник.
6. 2 — прокладка.
7. 3 – витки обмотки.
8. D – диаметр по которому можно рассчитать периметр, занимаемый витками обмотки.

На картинке видно, что при намотке «виток к витку», расчетный периметр будет намного меньше, чем внутренний диаметр ферритового кольца. Это обусловлено и диаметром самого провода и толщиной прокладки.

На самом же деле, реальный периметр, который будет заполняться проводом, будет ещё меньше. Это связано с тем, что обмоточный провод не прилегает к внутренней поверхности кольца, образуя некоторый зазор. Причём, между диаметром провода и величиной этого зазора существует прямая зависимость.

• Не стоит увеличивать натяжение провода при намотке с целью сократить этот зазор, так как при этом можно повредить изоляцию, да и сам провод.
• По нижеприведённой эмпирической формуле можно рассчитать количество витков, исходя из диаметра имеющегося провода и диаметра окна сердечника.
• Максимальная ошибка вычислений составляет примерно –5%+10% и зависит от плотности укладки провода.
• w = π(D – 10S – 4d) / d, где:
• w – число витков первичной обмотки,
• π – 3,1416,
• D – внутренний диаметр кольцевого магнитопровода,
• S – толщина изолирующей прокладки,
• d – диаметр провода с изоляцией,
• / – дробная черта.
• Как измерить диаметр провода и определить толщину изоляции – рассказано здесь.
• Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке: Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
• Несколько примеров расчёта реальных трансформаторов.
• ● Мощность – 50 Ватт.
• Магнитопровод – К28 х 16 х 9.
• Провод – Ø0,35мм.
• D = 16мм.
• S = 0,1мм.
• d = 0,39мм.
• w= π (16 – 10*0,1 – 4*0,39) / 0,39 ≈ 108 (витков).
• Реально поместилось – 114 витков.
• ● Мощность – 20 Ватт.
• Магнитопровод – К28 х 16 х 9.
• Провод – Ø0,23мм.
• D = 16мм.
• S = 0,1мм.
• d = 0,25мм.
• w = π (16 – 10*0,1 – 4*0,25) / 0,25 ≈ 176 (витков).
• Реально поместилось – 176 витков.
• ● Мощность – 200 Ватт.
• Магнитопровод – два кольца К38 х 24 х 7.
• Провод – Ø1,0мм.
• D = 24.
• S = 0,1мм.
• d = 1,07мм.
• w = π (24 – 10*0,1 – 4*1,07) / 1,07 ≈ 55 (витков).
• Реально поместилось 58 витков.
• В практике радиолюбителя нечасто выпадает возможность выбрать диаметр обмоточного провода с необходимой точностью.

Если провод оказался слишком тонким для намотки «виток к витку», а так часто бывает при намотке вторичных обмоток, то всегда можно слегка растянуть обмотку, путём раздвигания витков. А если не хватает сечения провода, то обмотку можно намотать сразу в несколько проводов.

Вернуться наверх к меню.

Как намотать импульсный трансформатор?

Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.

Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку, да и не повредился сам, желательно притупить острые кромки ферритового сердечника. Но, делать это не обязательно, особенно если провод тонкий или используется надёжная прокладка. Правда, я почему-то всегда это делаю.

1. При помощи наждачной бумаги скругляем наружные острые грани.
2. То же самое проделываем и с внутренними гранями кольца.
3. Чтобы предотвратить пробой между первичной обмоткой и сердечником, на кольцо следует намотать изоляционную прокладку.
4. В качестве изоляционного материала можно выбрать лакоткань, стеклолакоткань, киперную ленту, лавсановую плёнку или даже бумагу.
5. При намотке крупных колец с использованием провода толще 1-2мм удобно использовать киперную ленту.
6. Иногда, при изготовлении самодельных импульсных трансформаторов, радиолюбители используют фторопластовую ленту – ФУМ, которая применяется в сантехнике.
7. Работать этой лентой удобно, но фторопласты обладают холодной текучестью, а давление провода в области острых краёв кольца может быть значительным.
8. Во всяком случае, если Вы собираетесь использовать ленту ФУМ, то проложите по краю кольца полоску электрокартона или обычной бумаги.
9. При намотке прокладки на кольца небольших размеров очень удобно использовать монтажный крючок.
10. Монтажный крючок можно изготовить из куска стальной проволоки или велосипедной спицы.

Аккуратно наматываем изолирующую ленту на кольцо так, чтобы каждый очередной виток перехлёстывал предыдущий с наружной стороны кольца. Таким образом, изоляция снаружи кольца становится двухслойной, а внутри – четырёх-пятислойной.

Для намотки первичной обмотки нам понадобится челнок. Его можно легко изготовить из двух отрезков толстой медной проволоки.

Необходимую длину провода обмотки определить совсем просто. Достаточно измерить длину одного витка и перемножить это значение на необходимое количество витков. Небольшой припуск на выводы и погрешность вычисления тоже не помешает.

Пример

34(мм) * 120(витков) * 1,1(раз) = 4488(мм)

Если для обмотки используется провод тоньше, чем 0,1мм, то зачистка изоляции при помощи скальпеля может снизить надёжность трансформатора. Изоляцию такого провода лучше удалить при помощи паяльника и таблетки аспирина (ацетилсалициловой кислоты).

Будьте осторожны! При плавлении ацетилсалициловой кислоты выделяются ядовитые пары!

Если для какой-либо обмотки используется провод диаметром менее 0,5мм, то выводы лучше изготовить из многожильного провода. Припаиваем к началу первичной обмотки отрезок многожильного изолированного провода.

Изолируем место пайки небольшим отрезком электрокартона или обыкновенной бумаги толщиной 0,05… 0,1мм.

Наматываем начало обмотки так, чтобы надёжно закрепить место соединения.

Те же самые операции проделываем и с выводом конца обмотки, только на этот раз закрепляем место соединения х/б нитками. Чтобы натяжение нити не ослабло во время завязывания узла, крепим концы нити каплей расплавленной канифоли.

Если для обмотки используется провод толще 0,5мм, то выводы можно сделать этим же проводом. На концы нужно надеть отрезки полихлорвиниловой или другой трубки (кембрика).

Затем выводы вместе с трубкой нужно закрепить х/б нитью.

Поверх первичной обмотки наматываем два слоя лакоткани или другой изолирующей ленты. Это межобмоточная прокладка необходима для надёжной изоляции вторичных цепей блока питания от осветительной сети. Если используется провод диаметром более 1-го миллиметра, то неплохо в качестве прокладки использовать киперную ленту.

Если предполагается использовать выпрямитель с нулевой точкой, то можно намотать вторичную обмотку в два провода. Это обеспечит полную симметрию обмоток.

Витки вторичных обмоток также должны быть равномерно распределены по периметру сердечника. Особенно это касается наиболее мощных в плане отбора мощности обмоток.

Вторичные обмотки, отбирающие небольшую, по сравнению с общей, мощность, можно мотать как попало.

• Если под рукой не оказалось провода достаточного сечения, то можно намотать обмотку несколькими проводами, соединёнными параллельно.
• На картинке вторичная обмотка, намотанная в четыре провода.
• Вернуться наверх к меню.

Дополнительные материалы

Вернуться наверх к меню.

21 Март, 2011 (11:33) в Измерения, Источники питания, Сделай сам

Источник: https://oldoctober.com/ru/pulse_transformer/

Сборка и наладка импульсного блока питания на ir2153 ir2155 своими руками

СБОРКА И НАЛАДКА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ НА IR2153 IR2155

    Практическую часть статьи рассмотрим на примере схемы №2 первой части сатьи и чтобы не перепрыгивать туда-сюда расположим здесь принципиальную схему данного блока питания:

Принципиальная схема импульсного блока питания на микросхеме IR2153 (IR2155)

    Начинать сборку все равно с чего — либо с монтажа элементов на плату, либо с изготовления моточных деталей. Мы начнем с монтажа, поэтому лучше изучить чертеж расположения деталей повнимательней, к тому же некоторые элементы отличаются от предложенных на принципиальной схеме.     Например номиналы резисторов R16 и R18 отличаются чуть ли не в полтора раза.

В данном случае номиналя этих резисторов не принципиальны и могут располоагаться в пределах от 33 кОм до 100 кОм, поскольку служать прежде всего для разрядки конденсатора С4 при снятии напряжения питания. Второстепенную роль, которую они выполняют, это формировании виртуального нуля, т.е.

создания половины первичного напряжения, что немного предпочтительней простого соеднинения С13 и С14 с шинами питания.

    Резисторы R14 и R17 — формируют небольшую задержку немного увеличивая время реакции системы защиты. Номиналы этих резисторов могут располагаться от 33 Ом до 180 Ом.

Расположение деталей импульсного блока питания

        С13 и С14 — предназначены для развязки по постоянному напряжению обмотки трансформатора, на схеме 1 мкФ, на плате 2,2 мкФ.

При частоте преобразования 60 кГц реактивное сопротивление конденсатора на 1 мкФ будет составлять Хс = 1 / 2пFC = 5,3 Ома, учитывая то, что по «схемному» вариант по переменному напряжению получается паралельное соединение, т.е. получается 2 мкФ, то реактивное сопротивление составит 2,7 Ома.

При протекании через это сопротивление тока в 2 А на конднесаторе будет условное «падение» напряжения всего в 2,7 Ома х 2 А = 5,4 В, что составляет 1,8 %. Другими словами выходное напряжение блока питания будет изменяться менее чем на 2 % под нагрузкой и без нее за счет реактивного сопротивление конденсаторов.

При использовании конденсаторов на 2,2 мкФ в качестве С13 и С14 реактивное сопротивление составляет 1,2 Ома и под нагрузкой оно изменится на 0,8 %.

Учитывая то, что напряжениесети может колебаться до 7% и это считается нормой изменения в 0,8 — 2 % врядли кто заметит, поэтому можно использовать конденсаторы от 1 мкФ до 4,7 мкФ, правда в эту плату габариты емкостей на 4,7 мкФ уже не будут слишком велики.     Сопротивление R20 может колебаться в гораздо бОльших пределах, поскольку его номинал зависит от потребляемого вентилятором принудительного охлажедения и полученным в конечном итоге выходного напряжения.

    Сомнения в итоговом напряжении не напрасны, поскольку силовой трансформатор высокочастотный и имеет небольшое количество витков, а мотать дробные части витка довольно проблематично. Для примера рассмотрим случай, когда первичная обмотка составляет 17 витков.

Прилагаемое к ней напряжение равно 155 В (после выпрямителя на VD1 получается 310 В, следовательно половина напряжение питания и есть 155 В).

Воспользуемся пропорцией Uперв / Qперв = Uвтор / Qвтор, где Uперв — напряжение на первичной обмотке, Qперв — количество витков первичной обмотки, Uвтор — напряжение вторичной обмотки, Qвтор — количество витков вторичной обмотки и выясним, какие вторичные напряжения мы можем получить:

    155 / 17 = ? / 5, где «?» — выходное напряжение. Если во вторичной обмотке у нас будет 5 витков, то выходное напряжение будет составлять 45 В, если вторичка будет 4 витка, то выходное напряжение трансформатора составит 36 В.     Как видите получить напряжение ровно 40 вольт уже проблематично — нужно мотать 4,4 витка, а реальность показывает, что использовать обмотки не кратные половине витка довольно рискованно — можно намагнитить трансформатор и потерять силовые транзисторы.

    В конечном итоге после монтажа компонентов печатная плата блока питания приобретет следующий вид:

    На плате пока нет диодных мостов, силовых транзисторов, радиатров и моточных деталей, о которых сейчас и поговорим. При изготовлении импульсных блоков питания не стоит забывать о скин эффекте, который проявляется при протекании через проводник высокочастотного сигнала.

Смысл этого эффекта заключается в том, что чем выше частота переменного напряжениея, тем меньше протекает ток через середину проводника, т.е. ток как будто стремится выйти на поверхность. Отсюда и название SKIN -кожа, шкура.

По этому для высокочастотных трансформаторов необходимое от протекающего тока сечение получают методом сложения в жгут нескольких проводников меньшего диаметра, тем самым существенно снижая скин эффект и увеличивая КПД преобразователя.     Самым популярным способом сложения проводников является витой жгут.

Определившись с длиной провода, необходимого для обмотки (одинарным проводм мотают необходимое количество витков и добавляют к полученной длине еще 15-20%) необходмое количество проводов растягиваю на эту длину а затем при помощи дрели и воротка свивают в один жгут:

    Изготовление ленточного жгута более трудоемко — провода растягивают в непосредственной близости другу к другу и склеивают полиуритановым клеем, типа «МОМЕНТ КРИСТАЛЛ». В результате получается гибкая лента, намоитка которой позоволяет добится наибольшей плотности намотки:

    Перед намоткой ферритовое кольцо следует подготовить. Прежде всего необходимо закруглить углы, поскольку они с легкостью повреждают лак на обмоточном проводе:

    Затем необходимо кольцо изолировать, поскольку феррит имеет достаточно низкое сопротивление и в случае повреждения лака на обмоточном проводе может произойти межвиитковое замыкание. В середине, на азднем плане кольцо обмотано обычной бумагой для принтера, справа — бумага пропитана эпоксидным клеем, в середине спереди — наиболее предпочтительный материал — фторопластовая пленка:

    Так же кольца можно обматывать матерчатой изолентой, но она довольно толстая и существенно сокращает размер окна, а это не очень хорошо.

    Используя в качестве сердечника ферритовое кольцо обмотку необходимо равномерно распределить по всему сердечнику, что довольно существенно увеличивает магнитную связь обмоток и уменьшает создаваемые импульсным трансформатором электро-магнитные помехи:

    Осталось выяснить каким именно проводом нужно мотать, точнее какое должно быть сечение. В обычном трансформаторе напряженность в проводнике не должна превышать 2-2,5 Ампера на 1 квадратный милиметр сечения. Если середечник тороидальный, то это значение можно увеличить до трех ампер.

Импульные трансформаторы гораздо меньше своих пятидесяти Герцовых собратьев, у них лучше охлаждение, поэтому напряженность можно увеличить до 4-5 Ампер на квадратный милиметр сечения.

Однако данный совет актуален, и то весьма условно, для стабилизированных импульсных блоков питания, поскольку в не стабилизированном варианте уже начнет сказываться падение напряжения на обмотке под нагрузкой.

    Исходя из выше сказанного можно сделать вывод, что оптимальным вариантом напряженности получается 3-4 Ампера на 1 мм кв — и греется не сильно и падение на нем не слишком большое.     Для тех, кто запамятовал напоминалка:

    Площадь круга равна произведению числа Пи на квардрат радиуса, т.е. S = п • R • R. Для примера расчитаем какое нужно сечение при протекании тока через проводник величиной 7 А.

    В наличии имеется обмоточный провод диаметром 0,8 мм, 0,5 мм и 0,35 мм. Частота преобразования равна 70 кГц.

    В таблице смотрим, какой провод лучше использовать для данной частоты:

    Согласно таблицы провод диаметром 0,8 мм отпадает, а вот 0,5 мм и 0,35 мм можно использовать. Сечение для первого провода получаем 0,2 мм кв, для второго 0,01 мм кв, следовательно через первый провод можно пропускать 0,6…0,8 А, а через второй 0,3…

0,4 А (умножаем площадь на выбранную напряженость).     Для выяснения количества проводов делим предполагаемый ток нагрузки в 7 А на максимальный ток одного провода и получаем 7 / 0,6…0,8 = 9…12 проводов диаметром 0,5 мм и 7 / 0,3…

0,4

Источник: http://soundbarrel.ru/pitanie/IR2153_03.html

Как намотать трансформатор: пошаговая инструкция

Трансформатор — это машина, используемая для передачи модифицированных показателей сети конечному пользователю. Это оборудование имеет определенный рисунок. Трансформаторы могут снижать или увеличивать напряжение.

Со временем может потребоваться перемотка ядра. В этом случае перед любителем встает вопрос, как намотать трансформатор. Этот процесс занимает много времени и требует концентрации. Впрочем, ничего сложного в схеме перемотки нет.Для этого есть пошаговая инструкция.

Конструкция

Трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции. Может иметь магнитодиоды разной конструкции. Однако одной из самых распространенных является тороидальная катушка. Его конструкция была изобретена Фарадеем. Чтобы понять, как намотать тороидальный трансформатор или любую другую конструкцию устройства, необходимо изначально рассмотреть конструкцию его катушки.

Тороидальные устройства преобразуют переменное напряжение одной мощности в другую. Бывают однофазные и трехфазные конструкции.Они состоят из нескольких элементов. В состав конструкции входит сердечник из ферромагнитной стали. Между ними находится резиновая прокладка, первичная, вторичная обмотка и изоляция.

Катушка имеет экран. Изоляционным материалом покрывается и сердечник. Также использовался предохранитель крепления. Для соединения обмоток в единую систему используется магнитобиол.

Крепление для намотки

Трансформаторы тороидальные бывают разных типов. Это следует учитывать в процессе создания контура.Обмотать трансформатор 220/220, 12/220 или других разновидностей с помощью специального инструмента.

Рекомендуется

Наиболее эффективные методы проращивания семян

Несмотря на то, что метод рассады в овощеводстве является очень трудоемким процессом, его использует большинство садоводов. Посадка семян в открытый грунт — простой и удобный метод, но эффективен только в определенных климатических зонах. I …

Светоотражающая краска. Сфера применения

Когда машины начали заполнять дороги, их популярность начала набирать светоотражающая краска.Благодаря этой краске как водителям, так и пешеходам становится намного легче избегать аварий в темноте. Назначение краски Светоотражающая краска — лакокрасочный материал, из …

Для упрощения процесса можно сделать специальную камеру. Он состоит из деревянных стоек, которые скреплены между собой металлической планкой. Имеет форму ручки. Эта шпажка поможет навести контуры раны. Веточка должна быть не толще 1 см, он продет каркас насквозь. Будет проще выполнить этот процесс с помощью дрели.

Сверло устанавливается на поверхность стола. Будет параллельно. Ручка должна свободно вращаться. Стержень вставляется в патрон дрели. Перед тем, как сделать это на металлической булавке, необходимо надеть обувь с каркасом трансформатора. Стержень может иметь резьбу. Этот вариант считается предпочтительным. Башмак можно удерживать с двух сторон с помощью гайки, текстолитовых пластин или деревянных досок.

Прочие инструменты

Чтобы обернуть трансформатор 12/220, импульсный, ферритовый или другие конструкции, вам необходимо подготовить еще несколько инструментов.Вместо вышеуказанных конструкций можно использовать индуктор от телефона, устройство для намотки бобин и ниток пленочной машины. Вариантов много. Они должны обеспечивать плавный, равномерный процесс.

Также необходимо подготовить устройство к размотке. По своему принципу работы такое оборудование аналогично вышеописанному устройству. Однако обратный процесс можно выполнить без вращения ручки.

Чтобы не считать количество витков, необходимо приобрести специальный прибор.Будет учтено количество витков на катушке. Для этих целей может подойти обычный водомер или велосипедный спидометр. С помощью гибкой подушки выбранный дозатор соединен с намоточным оборудованием. Можно посчитать количество витков катушки орально.

Населенный пункт

Чтобы понять, как намотать импульсный трансформатор, необходимо произвести расчеты. Если можно перемотать имеющуюся катушку, достаточно запомнить исходное количество витков и купить провод такого же сечения.В этом случае никаких расчетов делать нельзя.

Но если вы хотите создать новый трансформатор, необходимо определить количество и тип материалов. Например, для устройства с рабочей нагрузкой от 12 до 220 В потребуется устройство мощностью от 90 до 150 Вт. Взять магнитобиол может, например, от старого телевизора. Сечение жилы определяется в соответствии с мощностью агрегата.

Количество витков катушек определяется для 1В. Этот показатель равен 50 Гц.Первичная (P) и вторичная (B) обмотки рассчитываются как:

• N = 12 x 50/10 = 60 витков.
• = 220 х 50/10 = 1100 витков.

Для их идентификации токов используется следующая формула:

• TP = 150: 12 = 12,5 A.
• TV = 150: 220 = 0,7 A.

Результат следует учитывать при выбор материалов для создания нового устройства.

Изолирующие слои

Чтобы намотать ферритовый трансформатор или другой инструмент, вам нужно изучить еще одну вещь.Между некоторыми слоями проводников следует укладывать изоляционные материалы. Чаще всего это касается конденсатной или кабельной бумаги. Все необходимые материалы можно приобрести в специализированных магазинах. Бумага должна быть достаточно плотной, чтобы быть гладкой, без зазоров и отверстий.

Между отдельными витками изолирующие слои созданы из более прочных материалов. Чаще всего используется лакированная ткань. Его обе стороны обложены бумагой. Это необходимо для выравнивания поверхности перед намоткой.Если лакированной ткани найти не удалось, можно использовать сложенную в несколько слоев бумагу.

Бумага нарезается на полосы, ширина которых должна быть больше контура. Они должны выходить за пределы намотки на 3-4 мм. Лишний материал будет подворачивается вверх. Это позволит хорошо защитить края катушки.

Рама

Чтобы понять, как заводится трансформатор, следует обратить внимание на каждую деталь процесса. Укладка изоляции, провода и инструмента должны составлять каркас.Можно картон. Внутренняя часть рамы должна быть больше сердцевины сердечника.

Для магнитодиода O-образной формы нужно подготовить 2 катушки. Для жилы W-образной формы понадобится одна схема. В первом варианте круглую жилу следует покрыть изоляционным слоем. Только после этого начинайте наматывать.

Если магнитобиол будет W-образным, рамка вырежется из гнезда. Картонная кисть для вырезания. Катушку в этом случае нужно завернуть в компактную коробку. Кисти для ношения на рукаве.Подготовив каркас, можно приступать к намотке проводника.

Пошаговая ручная намотка

Намотать трансформатор своими руками будет довольно просто. Эта катушка с проволокой должна быть установлена ​​в оборудование для размотки. Будет удален старый провод. Каркас трансформатора нужно поставить в оборудование для намотки. Кроме того, можно производить вращательное движение. Их надо мерять, без рывков.

При этом провод от старой катушки будет перемещен в новую рамку.Между проволокой и поверхностью стола расстояние должно быть не менее 20 см. Это позволит вам положить руку и заблокировать трос.

На столе нужно выложить все необходимые инструменты и оборудование. Под рукой должны быть изоляционная бумага, ножницы, наждачная бумага, паяльник (вставленный в розетку), ручка или карандаш. Одной рукой необходимо повернуть ручку устройства для намотки, а второй — закрепить проводник. Необходимо, чтобы катушки укладывались ровно, плавно.

Рекомендации по намотке

Учитывая пошаговую инструкцию Как намотать трансформатор, следует обратить внимание на последующие операции. После кладки кондуктора каркас нужно будет утеплить. Через отверстие нужно продеть конец провода, выведенный из схемы. Ремонт будет временным.

Опытные радиолюбители рекомендуют перед намоткой первой практики. Когда я смогу плавно применять повороты, можно приступать к работе. Угол наклона и натяжение проводов должны быть постоянными.Следующий слой не требуется наматывать до упора. В противном случае провод может выскользнуть предназначенный для него.

В процессе намотки катушек необходимо обнулить счетчик. Если нет, вам нужно громко проговорить несколько витков провода. При этом необходимо сконцентрироваться, чтобы не сбиться со счета.

Изоляцию нужно будет сжать мягким резиновым кольцом или клеем. Каждый последующий слой будет на 1-2 витка меньше предыдущего.

Технологические присоединения

Рассматривая как намотать трансформатор, необходимо изучить процесс электромонтажа.Если при обмотке жилы порвутся, следует произвести процесс спайки. Эта процедура может потребоваться в случае, если изначально предполагалось создать цепь из нескольких отдельных отрезков провода. Шип выполняется в соответствии с толщиной проволоки.

Проволоки толщиной до 0,3 мм необходимо зачистить концы до 1,5 см. Затем их можно просто скрутить и припаять соответствующим инструментом. Если же жил толстый (0,3 мм), то можно припаять концы напрямую. Скрутка в этом случае не требуется.

Если проволока очень тонкая (менее 0,2 мм), ее можно сваривать. Их выкручивают без процедуры зачистки. Поместите лоток для сварки в пламя зажигалки или спиртовой лампы. Соединение должно принимать приток металла. Соединительные провода должны быть изолированы лакированной тканью или бумагой.

Тест

Изучив процедуру «Как намотать трансформатор», следует учесть несколько рекомендаций. Количество витков тонкой проволоки может достигать нескольких тысяч. В этом случае лучше использовать специальное счетное оборудование.Защитите катушку поверх бумаги. Для толстого проводника внешняя защита не требуется.

Далее идет проверка исправного трансформатора. Его первичный контур подключен к сети. Последовательно к питанию подключаем лампу. Это выявит короткое замыкание.

Для оценки надежности изоляции необходимо прикоснуться к выходному проводнику каждой выходной цепи цепи. Процедура проверки должна выполняться очень тщательно. Вы должны исключить возможность поражения электрическим током.

Осмотрена пошаговая ручная намотка трансформатора, есть возможность отремонтировать старый или построить новый прибор. При неукоснительном соблюдении из всех предметов получается надежный, прочный блок.

Как построить понижающие трансформаторы с помощью расчетов

Понижающий трансформатор — это устройство, которое снижает более высокий потенциал переменного тока до более низкого потенциала переменного тока в соответствии с коэффициентом намотки и спецификациями.

В этой статье мы собираемся обсудить, как спроектировать и построить базовый понижающий трансформатор, который обычно применяется в источниках питания от сети.

Введение

Это, вероятно, поможет любителям электроники разработать и построить свои собственные трансформаторы, основанные на их конкретных требованиях. На следующих страницах представлен упрощенный метод компоновки для получения удовлетворительно разработанных трансформаторов. С другой стороны, процесс проектирования может стать предметом некоторых экспериментов.

Таблицы, представленные в этой статье, сокращают расчеты обрезки, которые помогают проектировщику найти подходящий размер проволоки или даже сердечника ламинирования.Здесь представлены исключительно относящиеся к делу данные и расчеты, чтобы дизайнер не был сбит с толку нежелательными деталями.

Здесь мы конкретно обсудим трансформаторы, которые имеют 2 или более обмоток изолированного медного провода вокруг стального сердечника. Это одна первичная обмотка и одна или несколько вторичных обмоток.

Каждая обмотка электрически изолирована друг от друга, однако магнитно соединена с помощью многослойного железного сердечника. Небольшие трансформаторы обладают структурой в стиле оболочки, т.е.е. обмотки окружены сердечником, как показано на рис. 1. Мощность, подаваемая вторичной обмоткой, фактически передается от первичной обмотки, хотя на уровне напряжения, зависящем от коэффициента намотки пары обмоток.

Видеоинтерпретация

Базовая конструкция трансформатора

На начальном этапе проектирования трансформатора необходимо четко выразить оценки первичного и вторичного напряжения и номинальный ток вторичной обмотки.

После этого определите содержание сердечника, которое будет использоваться: штамповка из обычной стали или холоднокатаная штамповка с ориентированным зерном (CRGO). CRGO отличается большей допустимой плотностью потока и меньшими потерями.

Наилучшее возможное поперечное сечение жилы приблизительно определяется по формуле:

Площадь жилы: 1,152 x √ (выходное напряжение x выходной ток) кв. См.

Что касается трансформаторов, имеющих несколько вторичных обмоток, необходимо учитывать сумму произведения выходного напряжения на ампер каждой обмотки.

Количество витков на первичной и вторичной обмотках определяется по формуле для отношения витков на вольт как:

Оборотов на вольт = 1 / (4,44 x 10 ^-4 частота x площадь сердечника x плотность потока)

Здесь частота обычно составляет 50 Гц для домашней электросети в Индии. Плотность потока можно считать приблизительно 1,0 Вебер / кв. М. предназначен для штамповки обычной стали и примерно 1,3 Вебера / кв.м. для штамповки CRGO.

Расчет первичной обмотки

Ток в первичной обмотке представлен по формуле:

Первичный ток = Сумма вольт и ампер, разделенных на первичные вольт x КПД

КПД малого трансформаторы могут отклоняться от 0.От 8 до 0. §6. Значение 0,87 очень хорошо подходит для обычных трансформаторов.

Для обмотки необходимо определить подходящий размер провода. Диаметр провода зависит от номинального тока обмотки, а также от допустимой плотности тока провода.

Плотность тока может достигать 233 ампер / кв. См. в небольших трансформаторах и минимум 155 ампер / кв. см. в больших.

Данные обмотки

Обычно значение 200 ампер / кв. См. можно считать, согласно которому создается Таблица №1.Количество витков в первичной обмотке выражается формулой:

Первичная Обороты = Число витков на вольт x Первичное напряжение

Площадь, потребляемая обмоткой, определяется плотностью изоляции, техникой намотки и проводом. диаметр.

В таблице № 1 приведены расчетные значения витков на квадратный см. через которое мы можем рассчитать площадь окна, потребляемую первичной обмоткой.

Площадь первичной обмотки = Число витков первичной обмотки / Число витков на кв.см из таблицы № 1

Расчет вторичной обмотки

Учитывая, что у нас есть предполагаемый номинальный вторичный ток, мы можем определить размер провода для вторичной обмотки, просто просматривая Таблицу № 1 напрямую.

Количество витков на вторичной обмотке рассчитывается идентичным методом, когда дело касается первичной обмотки, но необходимо включить около 3% лишних витков, чтобы компенсировать внутреннее падение напряжения вторичной обмотки трансформатора при нагрузке.Следовательно,

Число витков вторичной обмотки = 1,03 (число витков на вольт x вторичное вольт)

Площадь окна, необходимая для вторичной обмотки, определена в таблице 2 как

Площадь вторичного окна = число витков вторичной обмотки / число витков на квадратный см. (из Таблицы № 2 ниже)

Расчет размера сердечника

Основным критерием выбора сердечника может быть общая площадь окна доступного пространства обмотки.

Общая площадь окна = площадь основного окна + сумма площадей второстепенных окон + пространство для бывшего окна и изоляция.

Необходимо немного больше места для поддержки первого и изоляции между обмотками. Конкретное количество дополнительной площади может отличаться, даже если для начала можно было бы рассмотреть 30%, хотя это может потребоваться настроить позже.

Таблица размеров штамповки трансформатора

Идеальные размеры сердечников, обладающих более значительным оконным пространством, обычно определяются из Таблицы 2, принимая во внимание зазор между слоями при их укладке (элемент укладки сердечника может быть принят равным 0.9), теперь у нас есть

Общая площадь ядра = Площадь ядра / 0,9 см2. Как правило, предпочтительна квадратная центральная конечность.

Для этого ширина язычка ламинирования составляет

Ширина язычка = √ Общая площадь сердечника (кв. См)

Теперь еще раз обратитесь к Таблице 2 и в качестве последнего пункта найдите подходящий размер сердечника с достаточной площадью окна и близким значением ширины язычка, как было рассчитано. При необходимости измените высоту штабеля, чтобы получить желаемую секцию сердечника.

Высота штабеля = Общая площадь сердечника / Фактическая ширина язычка

Стопка не должна быть намного ниже ширины язычка, а должна быть больше. Однако он не должен превышать ширину языка более чем в 1 1/2 раза.

Схема сборки сердечника

Как собрать трансформатор

Обмотка выполняется поверх изолирующего каркаса или бобины, которая устанавливается на среднюю стойку ламинированного сердечника. Обычно сначала наматывается первичная обмотка, а затем вторичная, сохраняя изоляцию между двумя слоями обмотки.

Последний изолирующий слой наносится поверх обмотки для защиты всех от механических повреждений и вибрации. Когда используются тонкие провода, их отдельные концы необходимо припаять к более тяжелым проводам, чтобы выводы выводились за пределы первого.

Ламинирование, как правило, накладывается на основу альтернативным ламинированием в обратном порядке. Ламинирование должно быть плотно связано с помощью подходящей зажимной рамы или с помощью гаек и болтов (в случае, если в ламинирующем узле имеются сквозные отверстия).

Как применять экранирование

Это может быть разумной идеей использовать электростатический экран между первичной и вторичной обмотками, чтобы избежать электрических помех, передаваемых через вторичную обмотку от первичной.

Экран для понижающих трансформаторов может быть изготовлен из медной фольги, которую можно намотать между двумя обмотками на несколько большее расстояние. Изоляция должна быть нанесена по всей фольге, и должны быть приняты соответствующие меры, чтобы два конца фольги никогда не соприкасались друг с другом.Кроме того, с этим экранирующим полем можно припаять провод и соединить его с линией заземления схемы или с пластиной трансформатора, которая может быть зажата с линией заземления схемы.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я тоже

Vector Group of Transformer | Электротехнические примечания и статьи

Введение:

Трехфазный трансформатор состоит из трех наборов первичных обмоток, по одному на каждую фазу, и трех наборов вторичных обмоток, намотанных на один и тот же железный сердечник.Можно использовать отдельные однофазные трансформаторы и подключать их внешне для получения тех же результатов, что и у трехфазного блока.

Первичные обмотки подключаются одним из нескольких способов. Две наиболее распространенные конфигурации — это треугольник, в котором конец полярности одной обмотки соединен с концом неполярности другой, и звезда, в которой все три конца неполярности (или полярности) соединены вместе. Аналогично подключаются вторичные обмотки. Это означает, что первичная и вторичная обмотки трехфазного трансформатора могут быть подключены одинаково (треугольник-треугольник или звезда-звезда) или по-разному (треугольник-звезда или звезда-треугольник).

Важно помнить, что формы волны вторичного напряжения совпадают по фазе с формами волны первичной, когда первичная и вторичная обмотки подключены одинаково. Это состояние называется «отсутствие фазового сдвига». Но когда первичная и вторичная обмотки подключены по-разному, формы сигналов вторичного напряжения будут отличаться от соответствующих форм сигналов первичного напряжения на 30 электрических градусов. Это называется сдвигом фазы на 30 градусов. Когда два трансформатора соединены параллельно, их фазовые сдвиги должны быть одинаковыми; в противном случае при подаче напряжения на трансформаторы произойдет короткое замыкание.”

Основная идея намотки:

• Переменное напряжение, приложенное к катушке, будет индуцировать напряжение во второй катушке, где две катушки связаны магнитным путем. Фазовое соотношение двух напряжений зависит от того, каким образом соединены катушки. Напряжения будут либо синфазными, либо смещены на 180 градусов на
.
• Когда в обмотке трехфазного трансформатора используются 3 катушки, существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, подключенными по схеме звезды или треугольника, и, в случае обмотки звездой, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний вывод.

Шесть способов подключения звездообразной обмотки:

Шесть способов подключения обмотки треугольником:

Полярность:

• Переменное напряжение, приложенное к катушке, будет индуцировать напряжение во второй катушке, где две катушки связаны магнитным путем. Фазовое соотношение двух напряжений зависит от того, каким образом подключаются катушки. Напряжения будут либо синфазными, либо смещенными на 180 градусов.
• Когда в обмотке трехфазного трансформатора используются 3 катушки, существует ряд вариантов. Напряжения катушек могут быть синфазными или смещенными, как указано выше, с катушками, подключенными по схеме звезды или треугольника, и, в случае обмотки звездой, точка звезды (нейтраль) выведена на внешний вывод.

• Когда пара катушек трансформатора имеет одинаковое направление, чем напряжение, индуцированное в обеих катушках, находится в одном направлении от одного конца к другому.
• Когда две катушки имеют противоположное направление намотки, чем напряжение, индуцированное в обеих катушках, имеет противоположное направление.

Обозначения присоединения обмотки:

• Первый символ: для Высокое напряжение : всегда заглавные буквы.
• D = треугольник, Y = звезда, Z = соединенная звезда, N = нейтраль
• Второй символ: для Низкое напряжение : Всегда маленькие буквы.
• d = треугольник, y = звезда, z = соединенная звезда, n = нейтраль.
• Третий символ: Сдвиг фаз, выраженный в виде часового числа (1,6,11)
• Пример — Dyn11
  Трансформатор имеет соединенную треугольником первичную обмотку ( D ), вторичную обмотку, соединенную звездой ( x ) с выведенной нейтралью ( n ) и фазовый сдвиг на 30 градусов ( 11 ).
• Путаница возникает в обозначениях повышающего трансформатора. Как указано в стандарте IEC60076-1, используются последовательные обозначения HV-LV. Например, повышающий трансформатор с соединенной треугольником первичной обмоткой и вторичной соединенной звездой обозначается не как «dY11», а как «Yd11». Цифра 11 указывает на то, что обмотка низкого напряжения опережает HV на 30 градусов.
Трансформаторы
• , изготовленные в соответствии со стандартами ANSI, обычно не имеют векторной группы, указанной на паспортной табличке, и вместо этого дается векторная диаграмма, чтобы показать взаимосвязь между первичной и другими обмотками.

Векторная группа трансформаторов:

• Обмотки трехфазного трансформатора можно соединить несколькими способами. По соединению обмоток определяется векторная группа трансформатора.
• Векторная группа трансформатора указывается на заводской табличке трансформатора производителем.
  Векторная группа указывает разность фаз между первичной и вторичной сторонами, возникающую из-за данной конфигурации соединения обмоток трансформатора.
• Определение векторной группы трансформаторов очень важно перед параллельным подключением двух или более трансформаторов. Если два трансформатора с разными векторными группами соединены параллельно, то существует разность фаз между вторичной обмоткой трансформаторов и между двумя трансформаторами протекает большой циркулирующий ток, что очень вредно.

Сдвиг фаз между обмотками ВН и НН:

• Вектор для обмотки высокого напряжения принимается за опорный вектор.Смещение векторов других обмоток от опорного вектора, с вращением против часовой стрелки, представлено использованием часов часовой фигуры.
• IS: 2026 (Часть 1V) -1977 дает 26 наборов соединений звезда-звезда, звезда-треугольник и звезда зигзаг, дельта-дельта, дельта-звезда, дельта-зигзаг, зигзаг-звезда, зигзаг-дельта. Смещение вектора обмотки низкого напряжения изменяется от нуля до -330 ° с шагом -30 °, в зависимости от способа подключения.
• Вряд ли какая-либо энергосистема предусматривает такое большое разнообразие подключений.Некоторые из часто используемых соединений со сдвигом фаз 0, -300, -180 ″ и -330 ° (установка часов 0, 1, 6 и 11).
• Сначала идет символ обмотки высокого напряжения, затем следуют символы обмоток в убывающей последовательности напряжения. Например, трансформатор 220/66/11 кВ, соединенный звездой, звездой и треугольником, и векторы обмоток 66 и 11 кВ со сдвигом фаз 0 ° и -330 ° с опорным вектором (220 кВ) будут представлены как Yy0 — Yd11 .
• Цифры (0, 1, 11 и т. Д.) Относятся к сдвигу фаз между обмотками ВН и НН с использованием обозначения циферблата.Вектор, представляющий обмотку ВН, взят за эталон и установлен на 12 часов. Чередование фаз всегда против часовой стрелки. (Международный принят).
• Используйте часовой индикатор в качестве индикатора фазового сдвига. Поскольку на часах 12 часов, а круг состоит из 360 °, каждый час представляет 30 °. Таким образом, 1 = 30 °, 2 = 60 °, 3 = 90 °, 6 = 180 ° и 12 = 0 ° или 360 °.
• Минутная стрелка установлена ​​на 12 часов и заменяет линию на нейтральное напряжение (иногда мнимое) обмотки ВН.Это положение всегда является ориентиром.
• Пример:
• Цифра 0 = 0 °, что фазор LV находится в фазе с вектором HV.
  Цифра 1 = запаздывание на 30 ° (LV отстает от HV на 30 °), потому что вращение происходит против часовой стрелки.
• Цифра 11 = запаздывание на 330 ° или опережение на 30 ° (низковольтные выводы высокого напряжения под углом 30 °)
• Цифра 5 = запаздывание 150 ° (LV отстает от HV на 150 °)
• Цифра 6 = запаздывание на 180 ° (LV отстает от HV на 180 °)
• Когда трансформаторы работают параллельно, важно, чтобы любой фазовый сдвиг был одинаковым для всех.Параллельное соединение обычно происходит, когда трансформаторы расположены в одном месте и подключены к общей шине (сгруппированы) или расположены в разных местах с вторичными клеммами, подключенными через распределительные или передающие цепи, состоящие из кабелей и воздушных линий.

• Фазные вводы на трехфазном трансформаторе имеют маркировку ABC, UVW или 123 (прописные буквы на стороне ВН, маленькие буквы на стороне НН).Двухобмоточные трехфазные трансформаторы можно разделить на четыре основные категории

Обозначение часов: 0

Обозначение часов: 1

Обозначение часов: 2

Обозначение часов: 4

Обозначение часов: 5

Обозначение часов: 6

Обозначение часов: 7

Обозначение часов: 11

Что следует учитывать при выборе векторной группы:

• Векторные группы — это метод МЭК классификации первичной и вторичной обмоток трехфазных трансформаторов.Обмотки могут быть соединены треугольником, звездой или соединены звездой (зигзагом). Полярность обмотки также важна, поскольку изменение полярности соединений в наборе обмоток влияет на фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками. Векторные группы определяют соединения обмоток и полярность первичной и вторичной обмоток. Из векторной группы можно определить фазовый сдвиг между первичной и вторичной обмотками.
• Векторная группа трансформатора зависит от
  1. Удаление гармоник: Соединение Dy — обмотка y обнуляет 3-ю гармонику, предотвращая ее отражение в треугольнике.
  2. Параллельная работа: Все трансформаторы должны иметь одинаковую векторную группу и полярность обмотки.
  3. Реле замыкания на землю: Трансформатор Dd не имеет нейтрали. Чтобы ограничить замыкания на землю в таких системах, мы можем использовать трансформатор с зигзагообразной обмоткой, чтобы создать нейтраль вместе с реле замыкания на землю.
  4. Тип немерной нагрузки: системы, имеющие разные типы гармоник и нелинейные типы нагрузок, например нагреватели печи, VFDS и т. д., для этого мы можем использовать конфигурацию Dyn11, Dyn21, Dyn31, при этом 30 град.сдвиги напряжений обнуляют 3-ю гармонику до нуля в системе питания.
  5. Тип трансформатора Применение: Обычно для трансформатора экспорта мощности, т.е. сторона генератора подключается треугольником, а сторона нагрузки — звездой. Для экспортных импортных трансформаторов мощности, то есть для целей передачи трансформатора, соединение звездой может быть предпочтительным для некоторых, поскольку это позволяет избежать заземляющего трансформатора на стороне генератора и, возможно, сэкономить на изоляции нейтрали. Большинство систем работает в этой конфигурации.Может быть менее вредным, чем неправильное использование дельта-системы. Подключение Yd или Dy является стандартным для всех генераторов, подключенных к агрегату.
  6. Существует ряд факторов, связанных с подключениями трансформаторов, которые могут быть полезны при проектировании системы, поэтому их применение определяет лучший выбор трансформаторов. Например:

Для выбора Star Connection:

• Звезда представляет собой нейтраль. Если трансформатор также включает обмотку треугольником, эта нейтраль будет стабильной и может быть заземлена, чтобы стать эталоном для системы.Трансформатор с обмоткой звездой, НЕ включающий треугольник, не обеспечивает стабильной нейтрали.
• Трансформаторы звезда-звезда используются, если есть требование избежать сдвига фазы на 30 градусов, если есть желание построить батарею трехфазных трансформаторов из однофазных трансформаторов или если трансформатор будет переключаться на одиночный -полюсная основа (т.е. по одной фазе за раз), возможно, с использованием ручных переключателей.
• Трансформаторы типа звезда-звезда обычно используются в распределительных сетях или в крупных системах передачи высокого напряжения.Некоторые трансформаторы типа звезда-звезда оснащены третьей обмоткой, соединенной треугольником, для стабилизации нейтрали.

Для выбора соединения треугольником:

• Соединение по схеме «треугольник» обеспечивает сдвиг фазы на 30 электрических градусов.
• Соединение по схеме треугольника «улавливает» поток токов нулевой последовательности.

Для выбора соединения треугольником:

• Трансформаторы, соединенные треугольником, являются наиболее распространенными и наиболее часто используемыми трансформаторами.
Преобразователи
• треугольник-треугольник могут быть выбраны, если нет необходимости в стабильной нейтрали, или если есть требование избежать сдвига фазы на 30 электрических градусов. Чаще всего дельта-дельта трансформатор применяется в качестве изолирующего трансформатора для силового преобразователя.

Для выбора зигзагообразного соединения:

• Зигзагообразная обмотка уменьшает дисбаланс напряжения в системах, где нагрузка неравномерно распределяется между фазами, и допускает нагрузку по току нейтрали с изначально низким импедансом нулевой последовательности.Поэтому его часто используют для заземления трансформаторов.
• Обеспечение точки или точек заземления нейтрали, в которых нейтраль связана с землей напрямую или через полное сопротивление. Трансформаторы используются в качестве нейтральной точки в большинстве систем. Конфигурация обмотки звезды или соединенной звезды (Z) дает нейтральное положение. Если по разным причинам в конкретной системе используются только обмотки треугольником на определенном уровне напряжения, нейтральная точка может быть обеспечена с помощью специального трансформатора, называемого «заземлением нейтрали».

Для выбора Распределительный трансформатор:

• Первый критерий, который следует учитывать при выборе векторной группы для распределительного трансформатора для объекта, — это знать, хотим ли мы треугольник-звезда или звезда-звезда. Коммунальные предприятия часто предпочитают трансформаторы типа звезда-звезда, но для них требуются 4-проводные входные фидеры и 4-проводные выходные фидеры (т.е. входящие и выходящие нейтральные проводники).
• Для распределительных трансформаторов внутри объекта часто выбирают треугольник-звезда, потому что эти трансформаторы не требуют 4-проводного входа; 3-проводной цепи первичного фидера достаточно для питания 4-проводной вторичной цепи.Это связано с тем, что любой ток нулевой последовательности, требуемый вторичной обмоткой для питания замыканий на землю или несимметричных нагрузок, подается через первичную обмотку, соединенную треугольником, и не требуется от вышестоящего источника питания. Метод заземления вторичной обмотки не зависит от первичной обмотки трансформаторов, соединенных треугольником.
• Второй критерий, который следует учитывать, — это какой фазовый сдвиг вы хотите между первичной и вторичной обмотками. Например, трансформаторы Dy11 и Dy5 имеют схему «треугольник». Если нас не волнует фазовый сдвиг, то работу будет выполнять любой трансформатор.Фазовый сдвиг важен при параллельном подключении источников. Мы хотим, чтобы фазовые сдвиги источников были одинаковыми.
• Если мы параллельно проводим трансформаторы, то вы хотите, чтобы у них была одна и та же векторная группа. Если вы заменяете трансформатор, используйте ту же векторную группу для нового трансформатора, в противном случае существующие ТН и ТТ, используемые для защиты и измерения, не будут работать должным образом.
• Нет технической разницы между одной векторной группой (например, Yd1) или другой векторной группой (т.е.е. Yd11) с точки зрения производительности. Единственный фактор, влияющий на выбор между тем или другим, — это фазировка системы, то есть необходимость параллельной работы частей сети, питаемых от трансформатора, с другим источником. Также имеет значение, подключен ли к клеммам генератора вспомогательный трансформатор. Согласование векторов на вспомогательной шине

Применение трансформатора согласно Vector Group:

(1) (Dyn11, Dyn1, YNd1, YNd11)

• Общее для распределительных трансформаторов.
• Обычно векторная группа Dyn11 используется в системе распределения. Поскольку генераторный трансформатор имеет YNd1 для нейтрализации угла нагрузки между 11 и 1.
• Мы можем использовать Dyn1 в системе распределения, когда мы используем генераторный трансформатор YNd11.
• В некоторых отраслях промышленности используются 6-пульсные электроприводы, поэтому 5-я гармоника будет генерироваться, если мы будем использовать Dyn1, она будет подавлять 5-ю гармонику.
• Точка звезды обеспечивает смешанную нагрузку трехфазных и однофазных подключений потребителей.
• Обмотка «треугольник» передает третьи гармоники и стабилизирует потенциал нейтрали.
• Соединение треугольником-звезда используется для повышающих электростанций. Если обмотка ВН соединена звездой, можно сэкономить на стоимости изоляции.
• Но обмотка ВН, соединенная треугольником, является обычным явлением в распределительных сетях для питания двигателей и осветительных нагрузок со стороны НН.

(2) Звезда-звезда (Yy0 или Yy6)

• В основном используется для подключения к большой системе трансформатора.
• Наиболее экономичное соединение в высоковольтной энергосистеме для соединения между двумя системами треугольника и обеспечения нейтрали для заземления их обеих.
• Третичная обмотка стабилизирует нейтральное положение. В трансформаторах, соединенных звездой, нагрузка может быть подключена между линией и нейтралью, только если
  (a) трансформаторы на стороне источника соединены треугольником или
  (b) сторона источника соединена звездой, а нейтраль подключена обратно к нейтрали источника.
• В этом трансформаторы.Стоимость изоляции сильно снижается. Нейтральный провод может допускать смешанную нагрузку.
• В строках отсутствуют тройные гармоники. Эти тройные гармонические токи не могут течь, если нет нулевого провода. Это соединение создает колеблющуюся нейтраль.
• Трехфазные блоки корпусного типа имеют большое фазное напряжение с тройной гармоникой. Однако трансформаторы с трехфазным сердечником работают удовлетворительно.
• Обмотка, соединенная с третичной сеткой, может потребоваться для стабилизации колеблющейся нейтрали из-за третьих гармоник в трех фазных батареях.

(3) Дельта — Дельта (Dd 0 или Dd 6)

• Это экономичное соединение для больших трансформаторов низкого напряжения.
• Большой дисбаланс нагрузки устраняется без труда.
• Дельта допускает циркуляцию тройных гармоник, тем самым ослабляя их.
• Можно работать с одним трансформатором, снятым в разомкнутом треугольнике или соединении «V», что соответствует 58% сбалансированной нагрузки.
• Трехфазные блоки не могут иметь эту возможность.Смешанная однофазная нагрузка невозможна из-за отсутствия нейтрали.

(4) Звезда-зигзаг или дельта-зигзаг (Yz или Dz)

• Эти соединения используются там, где соединение треугольником является слабым. Соединение фаз в зигзагообразной обмотке снижает напряжение третьей гармоники и в то же время допускает несимметричную нагрузку.
• Это соединение может использоваться с обмоткой, соединенной треугольником или звездой, для повышающих или понижающих трансформаторов.В любом случае зигзагообразная обмотка производит такое же угловое смещение, как и обмотка треугольником, и в то же время обеспечивает нейтраль для заземления.
• Количество меди, требуемой для зигзагообразной обмотки, на 15% больше, чем для соответствующей обмотки звезды или треугольника. Это широко используется для заземления трансформатора.
• Благодаря зигзагообразному соединению (соединение между фазами) снижаются напряжения третьей гармоники. Это также допускает несбалансированную нагрузку. Для обмотки НН используется зигзагообразное соединение.При заданном общем напряжении на фазу зигзагообразная сторона требует на 15% больше витков по сравнению с нормальным фазным подключением. В случаях, когда соединение треугольником является слабым из-за большого количества витков и небольшого поперечного сечения, предпочтительнее соединение звезды зигзагом. Он также используется в выпрямителях.

(5) Зигзаг / звезда (ZY1 или Zy11)

• Зигзагообразное соединение получается соединением фаз. Возможна четырехпроводная система с обеих сторон. Возможна также несбалансированная нагрузка.Проблема с колеблющейся нейтралью в связи с этим отсутствует.
• Это соединение требует на 15% больше витков при том же напряжении на зигзагообразной стороне и, следовательно, стоит дороже. Следовательно, блок из трех однофазных трансформаторов стоит примерно на 15% дороже, чем их трехфазный аналог. Также они занимают больше места. Но стоимость резервной мощности будет меньше, а однофазные блоки легче транспортировать.
• Несимметричная работа трансформатора с большим содержанием ММЧ нулевой последовательности также не влияет на его работу.Даже при многофазном соединении типа Yy без нейтрального соединения с этими жилами не возникает колебания нейтрали. Наконец, сами трехфазные жилы стоят меньше, чем три однофазных блока из-за компактности.

(6) Яр5:

• В основном используется для машин и главного трансформатора на большой электростанции и передающей подстанции.
• Нейтраль может быть нагружена номинальным током.

(7) Yz-5

• Для распределительного трансформатора до 250 МВА для местной распределительной системы.
• Нейтраль может быть нагружена номинальным током.

Применение трансформатора согласно согласно использованию:

• Повышающий трансформатор: Должен быть Yd1 или Yd11.
• Понижающий трансформатор: Должен быть Dy1 или Dy11.
• Назначение заземления Трансформатор: Должен быть Yz1 или Dz11.
• Распределительный трансформатор: Мы можем рассмотреть векторную группу Dzn0, которая уменьшает 75% гармоник во вторичной обмотке.
• Силовой трансформатор: Векторная группа углубляется в приложении, например: Генерирующий трансформатор: Dyn1, Печной трансформатор: Ynyn0.

Преобразование одной группы трансформаторов в другую путем изменения внешнего соединения:

(1) Группа I: Пример: Dd0 (отсутствие сдвига фаз между ВН и НН).

• Традиционный метод заключается в подключении красной фазы к A / a, желтой фазы к B / b и синей фазы к C / c.
• При нестандартных соединениях возможны другие фазовые сдвиги (например, красный на b, желтый на c и синий на a). Выполнив некоторые нестандартные соединения снаружи на одной стороне трансформатора, внутренний подключенный трансформатор Dd0 можно заменить на Dd4 ( -120 °) или Dd8 (+ 120 °). То же самое верно для трансформаторов Dd4 или Dd8 с внутренним подключением.

(2) Группа II: Пример: Dd6 (смещение 180 ° между ВН и НН).

• Выполнив несколько нестандартных подключений снаружи на одной стороне трансформатора, подключенный внутри трансформатор Dd6 можно заменить на подключение Dd2 (-60 °) или Dd10 (+ 60 °).

(3) Группа III: Пример: Dyn1 (смещение -30 ° между ВН и НН).

• Выполнив несколько нестандартных подключений снаружи на одной стороне трансформатора, подключенный внутри трансформатор Dyn1 можно заменить на подключение Dyn5 (-150 °) или Dyn9 (+ 90 °).

(4) Группа IV: Пример: Dyn11 (смещение + 30 ° между ВН и НН).

• Выполнив несколько нестандартных подключений снаружи на одной стороне трансформатора, подключенный внутри трансформатор Dyn11 можно заменить на подключение Dyn7 (+ 150 °) или Dyn3 (-90 °).

Запомните:

• Для групп III и IV: Выполнив некоторые нестандартные подключения снаружи с обеих сторон трансформатора, подключенный внутри трансформатор группы III или группы IV может быть заменен на любую из этих двух групп.
• Таким образом, выполняя внешние изменения на обеих сторонах трансформатора, внутренний подключенный трансформатор Dyn1 может быть заменен на трансформатор: Dyn3, Dyn5, Dyn7, Dyn9 или Dyn11. Это справедливо только для соединений звезда / треугольник или треугольник / звезда.
• Для Группы-I и Группы-II: Изменения трансформаторов треугольник / треугольник или звезда / звезда между Группой-I и Группой-III могут быть выполнены внутренне.

Почему в трансформаторе звезда-треугольник происходит сдвиг фазы на 30 ° между первичной и вторичной обмотками?

• Фазовый сдвиг является естественным следствием соединения треугольником.Токи, входящие или выходящие из обмотки звезды трансформатора, находятся в фазе с токами в обмотках звезды. Следовательно, токи в обмотках, соединенных треугольником, также находятся в фазе с токами в обмотках звезды, и, очевидно, эти три тока разнесены на 120 электрических градусов.
• Но токи, входящие или выходящие из трансформатора на стороне треугольника, образуются в точке, где две из обмоток, образующих треугольник, сходятся вместе — каждый из этих токов является векторной суммой токов в соседних обмотках.
• Если сложить два тока, разнесенных на 120 электрических градусов, сумма неизбежно сдвинется на 30 градусов.

• Основная причина этого явления заключается в том, что фазное напряжение отстает от линейного тока на 30 градусов, если рассматривать трансформатор треугольник / звезда. Фазные напряжения в трех фазах первичной и вторичной. Вы обнаружите, что в первичной обмотке фазное напряжение и линейное напряжение одинаковы, пусть это будет VRY (возьмите одну фазу). Но соответствующая вторичная обмотка будет иметь фазное напряжение только в своей фазной обмотке, поскольку она соединена звездой.линейное напряжение вторичной обмотки, соединенной звездой, и первичной обмотки, соединенной треугольником, не будет иметь разницы фаз между ними. Таким образом, можно резюмировать, что «фазовый сдвиг связан с формами волн трех фазных обмоток.

Почему, когда генерирующий трансформатор имеет значение Yd1, а распределительный трансформатор — Dy11:

• Это сторона ВН или сторона распределительного устройства генераторного трансформатора подключена по схеме треугольника, а сторона низкого напряжения или сторона генератора ГТ подключена звездой, при этом нейтраль стороны звезды выведена.
• Напряжение на стороне НН будет «отставать» от напряжения на стороне ВН на 30 градусов.
• Таким образом, на генерирующей станции мы создаем напряжение с запаздыванием на 30 градусов для передачи по отношению к напряжению генератора.
• Поскольку мы создали соединение с запаздыванием на 30 градусов в генерирующей станции, рекомендуется создать соединение с опережением 30 градусов в распределении, чтобы пользовательское напряжение было «в фазе» с генерируемым напряжением. И поскольку передающая сторона — это Delta, и пользователю может потребоваться трехфазный, четырехпроводной на стороне низкого напряжения для его однофазных нагрузок, распределительный трансформатор выбран как Dyn11.
• Между HT и LT существует магнитная связь. Когда сторона нагрузки (LT) испытывает некоторый провал, LT-ток пытается выйти из фазы с высокотемпературным током, поэтому сдвиг фазы на 30 градусов в Dyn-11 поддерживает два тока в фазе при провале.
• Таким образом, векторная группа на генерирующей станции важна при выборе распределительного трансформатора.

Группа векторов в системе генерирования-передачи-распределения:

• Генерация TC — это передаваемая мощность Yd1 при 400 кВ, для 400–220 кВ используется Yy и Yd между e.г. 220 и 66 кВ, затем Dy от 66 до 11 кВ, чтобы их фазовые сдвиги можно было компенсировать. А для НН (400/230 В) источники питания с частотой 50 Гц обычно трехфазные, с заземленной нейтралью, поэтому необходима обмотка НН «Dyn». Здесь сторона GT -30lag (Yd1) может быть обнулена +30 с помощью распределительного трансформатора Dy11.
• Причина использования ярдов , например, между 220 и 66 кВ, затем Dy от 66 до 11 кВ в том, что их фазовые сдвиги могут компенсироваться, и тогда также возможно параллельное соединение трансформатора 220/11 кВ YY, на 11 кВ, с 66/11 кВ ( Трансформатор YY часто имеет третью, треугольную, обмотку для уменьшения гармоник).Если перейти от Dy11 к Dy11 с 220 до 11 кВ, произойдет сдвиг на 60 градусов, что невозможно для одного трансформатора. «Стандартные» группы трансформаторов в распределительной сети избегают такого рода ограничений, благодаря продуманному мышлению и опыту, которые приводят к минимальной стоимости за многие годы.

ТК генератора — Yd1. Можно ли использовать ТК распределения Dy5 вместо Dy11.

• Что касается теории, особых преимуществ Dyn11 перед Dyn5 нет.
• В изолированном приложении: В изолированном приложении нет преимуществ или недостатков при использовании Dy5 или Dy11.Однако, если мы хотим соединить вторичные стороны разных трансформаторов Dny, у нас должны быть совместимые трансформаторы, и это может быть достигнуто, если у вас есть Dyn11 среди группы Dyn5 и наоборот.
• При параллельном подключении: На практике относительное расположение фаз остается таким же в Dyn11 по сравнению с Dyn5.
• Если мы используем трансформатор Yd1 на генерирующей стороне и на стороне распределения, трансформатор Dy11, то отставание -30 от генерирующей стороны (Yd1) обнуляется на +30 опережения на принимающей стороне Dy11), поэтому нет разницы фаз относительно генерирующей стороны, и если мы находимся на высоковольтном напряжении стороны трансформатора, и если мы обозначим фазы как R-YB слева направо, те же фазы на стороне низкого напряжения будут R-Y-B, но слева направо.
• Это заставит линии передачи иметь одинаковый цвет (для идентификации) независимо от того, вводятся ли они на трансформатор или выводятся из него.
• Если мы используем трансформатор Yd1 на генерирующей стороне и на стороне распределения, трансформатор Dy5, чем -30 запаздывание генерирующей стороны (Yd1) больше запаздывания на -150 запаздывания на принимающей стороне (Dy5), поэтому общая разность фаз относительно генерирующей стороны составляет 180 градусов (- 30 + -150 = -180), и если мы находимся на стороне ВН трансформатора, и если мы обозначим фазы как R- YB слева направо, те же фазы на стороне низкого напряжения будут R- Y -B, но справа налево.
• Это приведет к тому, что линии передачи будут иметь разные цвета (для идентификации) вне зависимости от того, вводятся ли они на трансформатор или выводятся из него.
• Разница в выходе между Dyn11 и Dny5, следовательно, составляет 180 градусов.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Родственные

Как сделать перемотку электрического трансформатора для инвертора, ИБП, устройств

Как сделать трансформатор для инвертора, ИБП, устройств

Введение:

Как сделать электрический трансформатор: Трансформатор — это электрический компонент, предназначенный для изменения уровня напряжения и тока в соответствии с потребностями.

Функция

Как сделать электрический трансформатор : Электронным устройствам, используемым для работы на разных уровнях напряжения, поставляемых энергоснабжающими компаниями, для работы этих устройств требуется трансформатор. Трансформатор состоит из сердечника из слоистого кремнистого железа, на который намотана катушка из изолированного медного провода, называемого магнитным проводом.

Первая катушка получает питание от сети, называемой первичной катушкой, и эта катушка генерирует магнитное поле, которое стимулирует движение электронов во второй катушке, создавая другое напряжение и ток на выходе.Разница витков провода между первичной и вторичной обмотками создает пропорциональную разницу между входным напряжением и выходным напряжением трансформатора.