Преобразователь 12V — 220V

Преобразователь 12V — 220V для питания ЛДС из компьютерного БП.

Преобразователь используется для питания ламп дневного света (ЛДС) с электронным балластом. Электронные балласты — отдельные устройства, заменяющие низкочастотные дроссели. Как правило, такие балласты стоят в арматуре готовых светильников на ЛДС. Преобразователь гарантировано и надежно работает с балластами как мощных так и «слабых» ламп.
Преобразователь также используется для питания «экономичных» ЛДС цокольного типа; для автономного, яркого и экономичного освещения дома, гаража, салона авто.

Это двухтактный импульсный преобразователь, собранный на ШИМ-контроллере TL494 (отечественный аналог 1114ЕУ4), что позволяет сделать схему довольно простой. На выходе стоят высокоэффективные выпрямительные диоды удваивающие напряжение. На выходе, разумеется, постоянное напряжение, но для электронных балластов постоянное напряжение и полярность включения не актуальны, т.к. в схеме балласта на входе стоит диодный мост.

 

В качестве повышающего трансформатора в преобразователе используется готовый высокочастотный трансформатор из блока питания (БП) компьютера, который, как и почти все детали, использующиеся в данной схеме можно взять из неисправного или ненужного Блока как AT так ATX, в нашем преобразователе он будет выполнять работу в качестве повышающего.

Трансформатор можно намотать и самостоятельно: Для этого, находим подходящее ферритовое кольцо (внешний диаметр примерно 20-30 мм). Соотношение витков примерно 1:1:20 , где 1:1 — две половинки первичной обмотки (10+10 витков), а 20 — соответственно, вторичная 200 витков. Сначала мотается вторичная — равномерно 200 витков проводом диаметром 0,3-0,4 мм. Затем равномерно две половинки первичной обмотки (мотаем 10 витков, делаем средний отвод, затем в том же направлении мотаем оставшиеся 10 витков). Для полуобмоток использован многожильный, серебреный монтажный провод диаметром 0,8 мм (можно не загоняться и использовать другой провод, но лучше многожильный и мягкий).

Еще вариант изготовления (переделки) трансформатора — приобрести т.н. «электронный трансформатор» для 12 вольтовых галогенных ламп подсветки потолков и мебели (в магазинах светового оборудования). В нем стоит подходящий трансформатор на кольце. Нужно только снять вторичную обмотку, которая представляет собой десяток витков. А полуобмотки можно намотать иначе — кусок провода (длину рассчитаете) складываем вдвое и мотаем вдвое сложенным проводом; середину провода (место перегиба) разрезаем — получаем т.н. два конца (или два начала) обмоток. К концу одного провода припаиваем начало другого — получаем общую точку полуобмоток.

Транзисторы — мощные МОП (металл-окисел-полупроводник) полевые транзисторы, которые характеризуются меньшим временем срабатывания и более простыми схемами управления. Одинаково хорошо работают IRFZ44N, IRFZ46N, IRFZ48N (чем больше цифра — тем мощнее и дороже).

В преобразователе применены диоды HER307 (подойдут 304, 305, 306-е). Отлично работают отечественные КД213 (дороже, и габаритнее).
Конденсаторы на выходе можно и меньшей емкости, но с рабочим напряжением 200V. Использованы конденсаторы из того же компьютерного БП диаметром не более 18 мм (либо редактируйте рисунок печатной платы).
Микросхему установите на панель; так будет легче жить.

НАЛАЖИВАНИЕ сводится к правильной (внимательно) установке микросхемы в панель. Если не работает, проверьте наличие подводимого напряжения 12V. Проверьте или не перепутали местами R1 и R2. Всё должно работать.
Радиатор не обязателен, т.к. продолжительная работа не вызывает ощутимый нагрев транзисторов, но если возникнет желание поставить на радиатор, то, внимание, фланцы корпусов транзисторов не закорачивать через радиатор. Используйте изоляционные прокладки и шайбы втулки все от того же компьютерного БП. Хотя, для первого пуска радиатор может и не помешает; по крайней мере, транзисторы сразу не сгорят в случае ошибок монтажа или КЗ на выходе, или при «случайном» подключении лампы накаливания на 220V.

Питание схемы должно быть убедительным, т. к. потребляемый ток одного экземпляра «экономичной» ЛДС от герметичного кислотного аккумулятора составил 1,4А при напряжении 11,5V; итого 16 Вт (хотя на упаковке лампы написано 26 Вт). Защиту схемы от перегрузки и переплюсовки можно реализовать через предохранитель и диод на входе.
Будьте осторожны! На выходе схемы высокое напряжение и очень серьезно может ударить. Конденсаторы держат заряд больше суток. Разрядных цепей на выходе нет. Закорачивание не допускается, разряжайте либо лампой накаливания на 220V, либо через сопротивление 1 мОм.

Фото преобразователя:

  

Для преобразователя в зависимости от габаритов трансформатора, автором сделано два рисунка печатной платы, (размер плат 50х55 мм).

 

Плата 1. (скачать в формате Sprint Layout)  Плата 2. (скачать в формате Sprint Layout) 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12V — 220V С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАНДАРТНОГО ТРАНСФОРМАТОРА.

 

 

Предлагаемая схема преобразователя отличается простотой изготовления, выполнена на минимальном количестве деталей. Каких-либо особенностей устройство не имеет, в наладке не нуждается. Преобразователь может быть использован в качестве резервного источника питания. Трансформатор применен готовый — от обычного блока питания, но в обратном включении. Он имеет две обмотки на 9V с максимальным током нагрузки 1,2… 1,5А и сетевую обмотку на 220V.

 

Преобразователь напряжения обеспечивает сетевое напряжение 220V 50 Гц на нагрузке мощностью до 5 Вт. Он состоит из задающего генератора с частотой 100 Гц и триггера-делителя на ИМС О, мощных МОП-ключей VT1 VT2 и 6-ваттного сетевого трансформатора с вторичными обмотками 2x9V, включенного как повышающий. При увеличении нагрузки до максимальной, выходное напряжение уменьшается с 250В до 200 В, что для большинства устройств является приемлемым. При этом потребляемый устройством ток увеличивается с 80 до 630 мА.

Еще схемы:

Трансформатор намотан на стержне из феррита (любого) диаметром 6-8 мм, диной 60 мм обмотанного изолентой.

I — 45 вит. проводом диаметром 0,5 мм (или около того)

II — 25 вит. 0,25 мм (или около того)

III — 600 вит. 0,25 мм (или около того)

Однотактный импульсный преобразователь напряжения 12-220V.

Данный преобразователь напряжения позволяет подключать нагрузку мощностью до 100Вт. На холостом ходу ток, потребляемый преобразователем, не превышает 0,5А. Диапазон входных напряжений 9-15в. Рабочая частота преобразователя около 20 кГц.

Трансформатор изготавливается из двух магнитопроводов сложенных вместе из феррита марки М2000НМ1 типоразмер К32х20хб. Данные обмоток указаны в таблице.

 

Обмотка	Кол.витков	Провод
|	2×8	ПЭЛ0,8…1,0
||	300	ПЭЛ0,25
III	10	ПЭЛ0,25

При изготовлении трансформатора сначала наматывается вторичная обмотка.

Намотка выполняется виток к витку, в один слой с последующей изоляцией фторопластом или другим изолирующим материалом. Первичная обмотка наматывается двумя проводами одновременно (равномерно распределив витки на магнитопроводе).

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ 12V/220V.

Преобразователь (иначе, DC/DC-конвертор)  к нему можно подключать сетевые штатные зарядные устройства от мобильных телефонов. Предварительные расчеты показали, что с учетом потерь от двух преобразований общий КПД системы составит около 65% (если считать КПД каждого из устройств по 80%, что является типовым для импульсных преобразователей малой мощности).

Преобразователь обеспечивает мощность около 4,4 Вт, при Uвых=200V ток на­грузки составит 22мА. От аккумулятора потребляется мощность 5,5Вт, при 12  — 0,46А. TL494 -универсальный ШИМ-контроллер для импульсных преобразовательных схем. От типовой «обвязки» микросхемы осталось всего три детали, без которых обойтись невозможно.

На вы­водах 9, 10 — парафазные импульсы частотой около 25кГц. Частота выбрана по максимальной паспортной частоте КЦ407А, задана частота номиналами R1, СЗ. Между импульсами на выводах 9, 10 имеется пауза в 2 мке (называется dead time). Эта пауза формируется в самом контроллере. Конвертор нерегулируем, все уп­равляющие входы при данной схеме включения не задействованы. Выходные ключи собраны на транзисторах, трансформатор повышает напряжение до заданного.
Выпрямительный мост переменное напряжение преобразовыва­ет в однополярное пульсирующее. Резистор R6 при отключенной нагрузке уменьшает паразитные всплески напряжения на коллекторах ключевых транзисторов по фронтам и спадам импульсов (поставлен на всякий случай).

Все устройство собрано на печатной плате размерами 40×60 мм (рис.2), внешний вид показан на фотографии в начале статьи. Выходной трансформатор: сердечник 2 кольца К20х12х6 феррит 2000-НМ1, повышающая обмотка 180 витков прово­дом ПЭЛШО 0,12 (наматывается первой), первичная обмотка 13 витков сложенным вдвое проводом ПЭЛ 0,6. С данным сердечником на выбранной частоте можно получить мощность около 25…30 Вт (для данной схемы доста­точно одного ферритового кольца). Сечение сердечника увели­чено для того, чтобы уменьшить количество витков в обмотках.

Настройки схема не требует.

Можно проверить качество намотанного трансформатора. При подаче входного питающего напряжения 12V ток потребления на «холостом ходу» с подключенным резистором R6 должен быть 40…45мА, напряжение на выходе — 200V.

Если это так, значит, все получилось. Если же ток «холостою хода» больше, проверьте частоту с по­мощью осциллографа на выводе 9 или 10 (период колебаний 40 мкс). Если все сошлось, то причина в трансформаторе: замыкание витков, не тот материал сердечника.

В рабочем режиме с подключенным зарядным устройством и телефоном потребляемый от сети 12V ток составляет 300…400мА (при разряженном в телефоне аккумуляторе ток больше), напряжение на выходе конвертера при этом режиме -160… 170V.

---

Источники:
С. Ю. Стебенев; Т. Носов
http://radio-hobby.org/;
http://www.qrz.ru/
http://www.labkit.ru/

Трансформатор | Устройство, виды, принцип работы

Слово “трансформатор” образуется от английского слова “transform”  – преобразовывать, изменяться. Но дело в том, что сам трансформатор не может как-либо измениться либо поменять форму и так далее. Он обладает еще более удивительный свойством – преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого значения. Ну разве это не чудо? В этой статье мы будем рассматривать именно трансформаторы напряжения.

Трансформатор напряжения

Трансформатор напряжения можно отнести больше к электротехнике, чем к электронике. Самый обыкновенный однофазный трансформатор напряжения выглядит вот так.

Если откинуть верхнюю защиту трансформатора, то мы можем четко увидеть, то он состоит из какого-то железного каркаса, который собран из металлических пластин, а также из двух катушек, которые намотаны на этот железный каркас. Здесь мы видим, что из одной катушки выходит два черных провода

а с другой катушки два красных провода

Эти обе катушки одеваются на сердечник трансформатора. То есть в результате мы получаем что-то типа этого

Ничего сложного, правда ведь?

Но дальше самое интересное. Если подать на одну из этих катушек переменное напряжение, то в другой катушке тоже появляется переменное напряжение. Но как же так возможно? Ведь эти обмотки абсолютно не касаются друг друга и они изолированы друг от друга. Во чудеса! Все дело, в так называемой электромагнитной индукции.

Если объяснить простым языком, то когда на первичную обмотку подают переменное напряжение, то в сердечнике возникнет переменное магнитное поле с такой же частой. Вторая катушка улавливает это переменное магнитное поле и уже выдает переменное напряжение на своих концах.

Обмотки трансформатора

Эти самые катушки с проводом в трансформаторе называются обмотками. В основном обмотки состоят из медного лакированного провода. Такой провод находится в лаковой изоляции, поэтому, провод в обмотке не коротит друг с другом. Выглядит такой обмоточный трансформаторный провод примерно вот так.

Он может быть разного диаметра. Все зависит от того, на какую нагрузку рассчитан тот или иной трансформатор.

У самого простого однофазного трансформатора можно увидеть две такие обмотки.

Обмотка, на которую подают напряжение называется первичной. В народе ее еще называют “первичка”. Обмотка, с которой уже снимают напряжение называется вторичной или “вторичка”.

Для того, чтобы узнать, где первичная обмотка, а где вторичная, достаточно посмотреть на шильдик трансформатора.

I/P: 220М50Hz (RED-RED) – это говорит нам о том, что два красных провода – это первичная обмотка трансформатора, на которую мы подаем сетевое напряжение 220 Вольт. Почему я думаю, что это первичка? I/P – значит InPut, что в переводе “входной”.

O/P: 12V 0,4A (BLACK, BLACK) – вторичная обмотка трансформатора с выходным напряжением в 12 Вольт (OutPut). Максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот трансформатор – это 0,4 Ампера или 400 мА.

 

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться с принципом работы, давайте рассмотрим рисунок.

Здесь мы видим простую модель трансформатора. Подавая на вход переменное напряжение U₁ в первичной обмотке возникает ток I₁ . Так как первичная обмотка намотана на замкнутый магнитопровод, то в нем начинает возникать магнитный поток, который возбуждает во вторичной обмотке напряжение U₂ и ток I₂ . Как вы можете заметить, между первичной и вторичной обмотками трансформатора нет электрического контакта. В электронике это называется гальванически развязаны.

Формула трансформатора

Главная формула трансформатора выглядит так.

где

U₂  – напряжение на вторичной обмотке

U₁ – напряжение на первичной обмотке

N₁ – количество витков первичной обмотки

N₂ – количество витков вторичной обмотки

k – коэффициент трансформации

В трансформаторе соблюдается также закон сохранения энергии, то есть какая мощность заходит в трансформатор, такая мощность выходит из трансформатора:

Эта формула справедлива для идеального трансформатора. Реальный же трансформатор будет выдавать на выходе чуть меньше мощности, чем на его входе. КПД трансформаторов очень высок и порой составляет даже 98%.

Типы трансформаторов по конструкции

Однофазные трансформаторы

Это трансформаторы, которые преобразуют однофазное переменное напряжение одного значения в однофазное переменное напряжение другого значения.

В основном однофазные трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а со вторичной снимают нужное нам напряжение. Чаще всего в повседневной жизни можно увидеть так называемые сетевые трансформаторы, у которых первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение, то есть 220 В.

На схемах однофазный трансформатор обозначается так:

Первичная обмотка слева, а вторичная – справа.

Иногда требуется множество различных напряжений для питания различных приборов. Зачем ставить на каждый прибор свой трансформатор, если можно с одного трансформатора получить сразу несколько напряжений? Поэтому, иногда вторичных обмоток бывает несколько пар, а иногда даже некоторые обмотки выводят прямо из имеющихся вторичных обмоток. Такой трансформатор называется трансформатором со множеством вторичных обмоток. На схемах можно увидеть что-то подобное:

Трехфазные трансформаторы

Эти трансформаторы в основном используются в промышленности и чаще всего превосходят по габаритам простые однофазные трансформаторы. Почти все трехфазные трансформаторы считаются силовыми. То есть они используются в цепях, где нужно питать мощные нагрузки. Это могут быть станки ЧПУ и другое промышленное оборудование.

На схемах трехфазные трансформаторы обозначаются вот так:

Первичные обмотки обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки – маленькими буквами.

Здесь мы видим три типа соединения обмоток (слева-направо)

• звезда-звезда
• звезда-треугольник
• треугольник-звезда

В 90% случаев используется именно звезда-звезда.

Типы трансформаторов по напряжению

Понижающий трансформатор

Это трансформатор, которые понижает напряжение. Допустим, на первичную обмотку мы подаем 220 Вольт, а снимаем 12 Вольт. В этом случае коэффициент трансформации (k) будет больше 1.

Повышающий трансформатор

Это трансформатор, который  повышает напряжение. Допустим,  на первичную обмотку мы подаем 10 Вольт, а со вторичной снимаем уже 110 В. То есть мы повысили наше напряжение 11 раз. У повышающих трансформаторов коэффициент трансформации меньше 1.

Разделительный или развязывающий трансформатор

Такой трансформатор используется в целях электробезопасности. В основном это трансформатор с одинаковым числом обмоток на входе и выходе, то есть его напряжение на первичной обмотке будет равняться напряжению на вторичной обмотке. Нулевой вывод вторичной обмотки такого трансформатора не заземлен. Поэтому, при касании фазы на таком трансформаторе вас не ударит электрическим током. Про его использование можете прочесть в статье про ЛАТР. У развязывающих трансформаторов коэффициент трансформации равен 1.

Согласующий трансформатор

Такой трансформатор используется для согласования входного и выходного сопротивления между каскадами схем.

Работа понижающего трансформатора на практике

Понижающий трансформатор – это такой трансформатор, который выдает на выходе напряжение меньше, чем на входе. Коэффициент трансформации (k) у таких трансформаторов больше 1 . Понижающие трансформаторы – это самый распространенный класс трансформаторов в электротехнике и электронике. Давайте же рассмотрим, как он работает на примере трансформатора 220 В —> 12 В .

Итак, имеем простой однофазный понижающий трансформатор.

Именно на нем мы будем проводить различные опыты.

Подключаем красную первичную обмотку к сети 220 Вольт и замеряем напряжение на вторичной обмотке трансформатора без нагрузки. 13, 21 Вольт, хотя на трансформаторе написано, что он должен выдавать 12 Вольт.

Теперь подключаем нагрузку на вторичную обмотку и видим, что напряжение просело.

Интересно, какую силу тока кушает наша лампа накаливания? Вставляем мультиметр в разрыв цепи и замеряем.

Если судить по шильдику, то на нем написано, что он может выдать в нагрузку 400 мА и напряжение будет 12 Вольт, но как вы видите, при нагрузку близкой к 400 мА у нас напряжение просело почти до 11 Вольт. Вот тебе и китайский трансформатор. Нагружать более, чем 400 мА его не следует. В этом случае напряжение просядет еще больше, и трансформатор будет греться, как утюг.

Как проверить трансформатор

Как проверить на короткое замыкание обмоток

Хотя обмотки  прилегают очень плотно к друг другу, их разделяет лаковый диэлектрик, которым покрываются и первичная и вторичная обмотка. Если где-то возникло короткое замыкание между проводами, то трансформатор будет сильно греться или издавать сильный гул при работе. Также он будет пахнуть горелым лаком. В этом случае стоит замерить напряжение на вторичной обмотке и сравнить, чтобы оно совпадало с паспортным значением.

Проверка на обрыв обмоток

При  обрыве все намного проще. Для этого с помощью мультиметра мы проверяем целостность первичной и вторичной обмотки. Итак, сопротивление первичной обмотки нашего трансформатора чуть более 1 КОм. Значит обмотка целая.

Таким же образом проверяем и вторичную обмотку.

Отсюда делаем вывод, что наш трансформатор жив и здоров.

Похожие статьи по теме “трансформатор”

Лабораторный автотрансформатор (ЛАТР)

Программа для расчета трансформатора

Как получить постоянное напряжение из переменного

Трансформатор на ферритовом кольце своими руками

Для преобразования тока используются различные вид специальных устройств. Тороидальный трансформатор ТПП для сварочного аппарата и других приборов, можно намотать своими руками в домашних условиях, он является идеальным преобразователем энергии.

Конструкция

Первый двухполярный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем, и согласно данным, это было именно тороидальное устройство. Тороидальный автотрансформатор (марка Штиль, ТМ2, ТТС4)– это прибор, предназначенный для преобразования переменного тока одного напряжения в другое. Они используется в различных линейных установках. Этот электромагнитный прибор может быть однофазным и трехфазным. Конструктивно состоит из: Фото – принцип работы трансформатора

Устройство этого типа используется в различных аудио- и видеоустановках, стабилизаторах, системах освещения. Главным отличием этой конструкции от других устройств является количество обмоток и форма сердечника. Физиками считается, что кольцевая форма – это идеальное исполнения якоря. В таком случае, намотка тороидального преобразователя выполняется равномерно, как и распределение тепла. Благодаря такому расположению катушек, преобразователь быстро охлаждается и даже при интенсивной работе не нуждается в использовании кулеров.

Фото – готовый ТПН25

Видео: назначение тороидальных трансформаторов

Принцип работы

Самый просто тороидальный трансформатор состоит из двух обмоток на кольце и сердечнике из стали. Первичная обмотка подключается к источнику электрического тока, а вторичная – к потребителю электроэнергии. За счет магнитопровода осуществляется соединение отдельных обмоток между собой и усиления их индуктивной связи. При включении питания в первичной обмотке создается переменный магнитный поток. Сцепляясь с отдельными обмотками, этот поток создает в них электромагнитную силу, которая зависит от количества витков намотки. Если изменять число обмоток, то можно сделать трансформатор для преобразования любого напряжения.

Фото – Принцип действия

Также преобразователи такого типа бывают понижающими и повышающими. Тороидальный понижающий трансформатор имеет высокое напряжение на выводах вторичной обмотки и низкое на первичной. Повышающий наоборот. Помимо этого, обмотки могут быть высшего напряжения или низшего, в зависимости от характеристик сети.

Как сделать

Изготовление тороидального трансформатора под силу даже молодым электрикам. Намотка и расчет не представляют собой ничего сложного. Предлагаем рассмотреть, как правильно мотать тороидальный магнитопровод для полуавтомата:

1. Для намотки трансформатора на ферритовом сердечнике может использоваться специальный станок. Он поможет значительно ускорить работу и уменьшить вероятность соскока железа. Его можно произвести по типу зажима для накрутки проводов;
2. Нужно отметить, что латры, которые нужны для намотки, должны быть одинаковых размеров. При наматывании следите за тем, чтобы между листами не было щелей. Если же Ваш силовой трансформатор имеет небольшие щели в магнитопроводе, то их можно заполнить железными листами от любого другого трансформатора, обрезанными до определенного размера; Фото – расчет
3. После окончания наматывания железа, его выводы прихватываются при помощи сварки. Это помешает обмотке размотаться. Достаточно буквально двух – трех сварных точек;
4. После этого торцы магнитопровода промазываются эпоксидным клеем. Предварительно кромки немного закругляются;
5. Поверх боковой стороны усилителя наматывается изоляция – это может быть даже лист картона. Его можно присоединить при помощи малярного скотча. Действие повторяем по всем поверхностям магнитопровода;
6. Теперь нужно вокруг картонной изоляции намотать изоленту из текстиля. Она продается в специальных электротехнических магазинах. Поверх этого слоя изоляции можно намотать дополнительный из малярного скотча;
7. Теперь на кольцо накручивается провод выбранного сечения, рассчитать размеры проводов и потребные характеристики поможет специальная программа. После окончания накрутки все покрывается лаком NC, один вывод обмотки должен остаться свободным; Фото – намотка обмотки
8. После нужно изготовить изоляцию из лакоткани или текстильной изоленты, поверх которой наматывается вторая обмотка. Она также покрывается лаком. Остается только накрутить последнюю изоляцию и защитить. Действия продолжать до получения нужного количества обмоток; Фото – обмотка лентой
9. Вторичная обмотка наматывается уже из большего по сечению провода. Если сетевой трансформатор нужен для дуговой сварки, то необходимо добавлять в конце еще определенное количество витков, помимо расчетных обмоточных.

Учитывая, что 1 виток переносит 0,84 Вольт, схема намотки тороидального трансформатора выполняется по такому принципу:

Количество витков на первичной обмотке	Напряжение на вторичной, В
260	30
271	31
282	28,8
294	27,6
309	26
334	24,4
359	22,6
389	20,9
419	19,4
434	18,7

Так можно с легкостью самостоятельно сделать тороидальный трансформатор 220 на 24 вольта. Описанную схему можно подключить как к дуговой сварке, так и к полуавтоматической. Параметры рассчитываются исходя из сечения провода, количества витков, размера кольца. Характеристики этого устройства позволяют производить ступенчатую регулировку. Среди достоинств принципа сборки: простота и доступность. Среди недостатков: большой вес.

Обзор цен

Купить тороидальный трансформатор HBL-200 можно в любом городе Российской Федерации и стран СНГ. Он используется для различной аудиоаппаратуры. Рассмотрим, сколько стоит преобразователь.

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.

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.

Намотка импульсного трансформатора.

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.

Выводы первичной обмотки скручиваем и залуживаем.

Далее надеваем сверху несколько сантиметров термоусадки и подогреваем.

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.

С намоткой кольцевых трансформаторов и ферритовых колец, могут возникнуть сложности, особенно если нет специального приспособления. Про него мы сейчас и узнаем. Потребовалось намотать на ферритовое кольцо пару обмоток, 5 витков проводом 0,5 мм и 200 витков 0,1 мм. Потребовалось не вдруг прямо сейчас, а ещё с месяц назад. Тормозили воспоминания. Как-то уже приходилось мотать ферритовое колечко диаметром 10 мм.

Дабы всё не повторилось, пришлось начать с приспособления. Сначала с его эскиза. Для этого измерил его со всех сторон и получил: D = 10 мм, d = 6 мм, H = 5 мм. Здесь важен внутренний диаметр кольца равный 6 мм, исходя из этого значения ширину будущего приспособления (в дальнейшем челнока) возьмём на 2 мм меньше. Длину челнока определим так: длина одного витка (можно определить опытным путём) равна 1,5 см, значит 200 витков равны 3 метрам. Для того чтобы уместить их на челноке его длина должна быть от 70 до 100 мм. В этом случае, челнок с намотанным на него проводом должен проходить через кольцо.

Как видно на фото первоначально нужна заготовка, потребуется подходящий кусок пластмассы, в обязательном порядке не хрупкой и минимально толстой. Был найден прозрачный пластик толщиной 1 мм и довольно пластичный, несмотря на то, что похож на органическое стекло.

Также нужна линейка и резак, который с успехом заменит обломок ножовочного полотна по металлу и у которого режущие зубья направлены в правильную сторону (смотрите на фото).

Делаем разметку и по линейке, крайним зубом от излома, режем (скребём – так быстрее и удобней). В полученной заготовке сверлом диаметром 2 мм, на расстоянии от края 5 мм делаем отверстия. С одной стороны одно, с другой два. И наконец, заканчиваем изготовление челнока пропилом этих отверстий так чтобы было как на нижнем изображении эскиза.

Челнок получился правильной формы, а что касается изящества, так нам не он нужен, нам кольцо намотать.

Провод перед намоткой отмеряем и сразу отрезаем, чтобы не путаться с длиной при намотке, нужно 3 метра и по 5 см на выводы, итого 310 см, не больше. Зарядил челнок, и по его толщине сразу стало видно, что всё будет хорошо.

Не спеша, слушая музыку и не считая витки, мотаем провод на кольцо следя только за тем, чтобы он расположился на нём равномерно. Потребовалось 25 минут, сделано с первой попытки.

Перед тем как намотать оставшиеся пять витков проводом 0,5 мм, нашёл подходящий кусок оболочки для него. В ней ранее был провод большего диаметра, так что поместился он туда без проблем. Вроде как очень даже ничего. А челнок приберу, уже решил, что теперь смогу с лёгкостью перемотать трансформатор на ферритовом кольце для одного ранее не заработавшего, из-за этого трансформатора, устройства.

Видео

И напоследок советую думать нам всем о предстоящем наперёд, запасаясь необходимыми деталями и оборудованием. Автор – Babay.

Как намотать трансформатор 220в 12в 10а

Как намотать трансформатор: пошаговая инструкция

Трансформатор представляет собой агрегат, предназначенный для передачи электроэнергии с измененными показателями по сети к конечному потребителю. Это оборудование отличается определенной схемой. Трансформаторы могут понижать или повышать напряжение.

Со временем сердечнику может потребоваться перемотка. В этом случае радиолюбитель сталкивается с вопросом, как намотать трансформатор . Этот процесс занимает достаточно много времени и требует концентрации внимания. Однако сложного ничего в перемотке контура нет. Для этого существует пошаговая инструкция.

Конструкция

Трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции. Он может иметь различную конструкцию магнитопривода. Однако одной из самых распространенных является тороидальная катушка. Ее конструкция была изобретена еще Фарадеем. Чтобы понимать, как намотать тороидальный трансформатор или прибор любой другой конструкции, 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. Есть резиновая прокладка, первичная, вторичная намотка, а также изоляция между ними.

Обмотка имеет экран. Изоляционным материалом покрыт и сердечник. Также применяется предохранитель, крепежные элементы. Чтобы соединить обмотки в единую систему, применяется магнитопривод.

Приспособление для намотки

Тороидальные трансформаторы могут быть разных видов. Это необходимо учитывать в процессе создания контура. Намотать трансформатор 220/220 , 12/220 или прочие разновидности можно при помощи специального инструмента.

Чтобы упростить процесс, можно изготовить особый аппарат. Он состоит из деревянных стоек, которые скреплены между собой металлическим прутом. Он имеет форму рукояти. Этот вертел поможет быстро намотать контуры. Прутик должен быть не толще 1 см. Он будет пронизывать каркас насквозь. При помощи дрели выполнить этот процесс будет проще.

Дрель крепится на плоскости стола. Она будет находиться параллельно. Рукоять должна свободно вращаться. Прут вставляется в патрон дрели. Перед этим на металлический штырь нужно надеть колодку с каркасом будущего трансформатора. Прут может иметь резьбу. Этот вариант считается предпочтительнее. Колодку можно будет зажать с обеих сторон при помощи гайки, текстолитовыми пластинами или дощечками из дерева.

Другие инструменты

Чтобы намотать трансформатор 12/220, импульсный, ферритовый или прочие разновидности конструкций, необходимо подготовить еще несколько инструментов. Вместо представленной выше конструкции можно воспользоваться индуктором от телефона, устройством для перемотки пленки, машиной для шпули с ниткой. Вариантов существует множество. Они должны обеспечить плавность, равномерность процесса.

Также потребуется подготовить прибор для размотки. По своему принципу подобное оборудование похоже на представленные выше устройства. Однако при обратном процессе можно производить вращение без ручки.

Чтобы не считать число витков самостоятельно, следует приобрести специальный прибор. Он будет учитывать количество витков на катушке. Для этих целей может подойти обыкновенный водяной счетчик или велосипедный спидометр. При помощи гибкого валика выбранный прибор учета соединяется с наматывающим оборудованием. Можно сосчитать количество витков катушки устно.

Расчеты

Чтобы понять, как намотать импульсный трансформатор, необходимо произвести расчеты. Если же осуществляется перемотка уже существующей катушки, можно просто запомнить изначальное количество ее витков и приобрести провод идентичного сечения. В этом случае без расчетов можно обойтись.

Но если требуется создать новый трансформатор, нужно определить количество и тип материалов. Например, для устройства с рабочей нагрузкой от 12 до 220 В потребуется аппарат от 90 до 150 Вт мощностью. Взять магнитопривод можно, например, из старого телевизора. Сечение проводника определяется в соответствии с мощностью агрегата.

Количество витков катушек определяется для 1В. Этот показатель приравнивается к 50 Гц. Первичная (П) и вторичная (В) обмотки рассчитываются так:

• П = 12 х 50/10 = 60 витков.
• В = 220 х 50/10 = 1100 витков.

Чтобы определить в них токи, применяется следующая формула:

• Тп = 150 : 12 = 12,5 А.
• Тв = 150 : 220 = 0,7 А.

Полученный результат необходимо учесть при выборе материалов для создания нового прибора.

Изоляция слоев

Чтобы намотать ферритовый трансформатор или другую разновидность приборов, необходимо изучить еще один нюанс. Между определенными слоями проводников следует устанавливать изоляционные материалы. Чаще всего для этого применяется конденсатная или кабельная бумага. Все необходимые материалы можно приобрести в специализированных магазинах. Бумага должна обладать достаточной плотностью, быть ровной без просветов или отверстий.

Между отдельными катушками изоляционные слои создаются из более прочных материалов. Чаще всего применяется лакоткань. Ее с обеих сторон обкладывают бумагой. Это необходимо еще и для выравнивания поверхности перед проведением намотки. Если лакоткань найти не удалось, вместо нее можно использовать сложенную в несколько слоев бумагу.

Бумагу режут на полоски, ширина которых должна быть больше, чем контур. Они должны выходить за края обмотки на 3-4 мм. Лишний материал будет подворачиваться вверх. Это позволит хорошо защитить края катушки.

Каркас

Чтобы понять, как правильно намотать трансформатор , следует уделить внимание каждой детали этого процесса. Подготовив изоляцию, провод и инструмент, следует сделать каркас. Для этого можно взять картон. Внутренняя часть каркаса должна быть больше стержня сердечника.

Для О-образного магнитопривода необходимо подготовить 2 катушки. Для сердечника Ш-образной формы потребуется один контур. В первом варианте круглый сердечник необходимо покрыть изоляционным слоем. Только после этого приступают к намотке.

Если же магнитопривод будет Ш-образный, каркас выкраивают из гильзы. Из картона вырезаются щетки. Катушку в этом случае необходимо будет завернуть в компактную коробку. Щетки надеваются на гильзы. Подготовив каркас, можно приступать к намотке проводника.

Пошаговая инструкция намотки

Намотать трансформатор своими руками будет достаточно просто. Для этого катушку с проводом следует установить в оборудовании для размотки. С нее будет снят старый провод. Каркас будущего трансформатора нужно поставить в оборудование для намотки. Далее можно производить вращательные движения. Они должны быть размеренные, без рывков.

В процессе такой процедуры провод со старой катушки будет перемещен на новый каркас. Между проводом и поверхностью стола расстояние должно составлять не менее 20 см. Это позволит положить руку и фиксировать кабель.

На стол нужно заранее выложить все необходимые инструменты и оборудование. Под рукой должна быть бумага изоляционная, ножницы, наждачная бумага, паяльник (включенный в сеть), ручка или карандаш. Одной рукой необходимо поворачивать ручку устройства для наматывания, а второй – проводник фиксировать. Нужно чтобы витки укладывались равномерно, ровно.

Рекомендации о намотке

Рассматривая пошаговую инструкцию, как намотать трансформатор , следует уделить внимание последующим операциям. После укладывания проводника каркас потребуется заизолировать. Сквозь его отверстие необходимо продеть конец провода, выведенный из контура. Фиксация будет временной.

Опытные радиолюбители рекомендуют перед проведением намотки сначала потренироваться. Когда получится накладывать витки ровно, можно приступать к работе. Угол натяжения и провода должны быть постоянными. Каждый следующий слой не требуется мотать до упора. Иначе проводник может соскользнуть с предназначенного для него места.

В процессе наматывания витков нужно установить счетчик на нулевую отметку. Если же его нет, нужно проговаривать количество поворотов проволоки вслух. При этом следует максимально сконцентрироваться, чтобы не сбиться со счета.

Изоляцию нужно будет прижать кольцом из мягкой резины или клеем. Каждый последующий слой будет на 1-2 витка меньше, чем предыдущий.

Процесс соединения

Рассматривая, как намотать трансформатор , необходимо изучить процесс соединения проводов. Если при наматывании жила оборвется, следует произвести процесс спайки. Эта процедура может потребоваться и в том случае, если изначально предполагается создавать контур из нескольких отдельных кусков проволоки. Спайку выполняют в соответствии с толщиной провода.

Для проволоки толщиной до 0,3 мм необходимо очистить концы на 1,5 см. Затем их можно просто скрутить и спаять при помощи соответствующего инструмента. Если же жила толстая (более 0,3 мм), можно спаять концы напрямую. Скручивание в этом случае не потребуется.

Если же провод очень тонкий (менее 0,2 мм), его можно сварить. Их скручивают без проведения процедуры зачистки. Место соединения подносят в пламя зажигалки или спиртовки. В месте соединения должен появиться наплыв из металла. Место соединения проводов нужно обязательно изолировать лакотканью или бумагой.

Испытание

Изучив процедуру, как намотать трансформатор, следует учесть еще несколько рекомендаций. Количество витков тонкого проводника может достигать несколько тысяч. В этом случае лучше использовать специальное счетное оборудование. Обмотку защищают сверху бумагой. Для толстого проводника наружная защита не требуется.

Далее производится испытание работы трансформатора. Его первичный контур подключается к сети. Последовательно к источнику питания подсоединяют лампу. Это позволит выявить короткое замыкание.

Чтобы оценить надежность изоляции, необходимо поочередно касаться выведенным проводником каждого выхода сетевых контуров. Процедуру проверки нужно выполнять очень осторожно. Следует исключить вероятность удара током.

Рассмотрев пошаговую инструкцию намотки трансформатора, можно отремонтировать старый или создать новый прибор. При четком следовании всем ее пунктам удается создать надежный, долговечный агрегат.

Как сделать трансформатор 220 на 12 вольт своими руками

Для того чтобы понизить напряжение промышленной сети, используются трансформаторы 220 на 12 вольт. Такое значение амплитуды необходимо для питания различной техники, в том числе и осветительных приборов. Понижающий трансформатор может располагаться непосредственно в блоке питания или быть выполнен как отдельное устройство. Этот радиоэлектронный элемент можно приобрести в специализированных магазинах, но при желании несложно изготовить и своими руками.

Суть работы устройства

Трансформатор — это электронное устройство, использующееся для преобразования переменного сигнала одной амплитуды в другую без изменения частоты. Сложно найти электротехническое оборудование, которое бы не содержало в своей схеме такое изделие. Оно является ключевым звеном в передаче энергии от одной части цепи к другой.

Появление трансформатора стало возможным после изобретения индукционной катушки в 1852 году механиком из Германии Румкорфом. Его устройство было похоже на катушку для наматывания ниток, но вместо последних использовалась проволока. Внутри катушки располагалась другая такая же конструкция. При подаче тока на нижнюю катушку фиксировалось напряжение и на верхней. Объяснялось это явлением, названным индуктивностью.

Кто точно изобрёл трансформатор, доподлинно неизвестно. В 1831 году Фарадей, проводя эксперименты, обнаружил, что в замкнутом контуре при изменении магнитного поля возникает электричество. Он также нарисовал примерную схему, как должен выглядеть трансформатор. Используя в 1876 году стальной сердечник и две катушки, русский учёный Яблочков фактически изготовил прообраз современного устройства. При подаче тока на одну из них он наблюдал возникновение магнитной индукции, приводящей к появлению тока на другой. При этом напряжение на катушках было разным из-за отличающегося количества витков.

Появление такой конструкции подтолкнуло других учёных к исследованиям, в результате которых появилась технология изготовления современного трансформатора.

Принцип действия

Современная промышленность выпускает трансформаторы, отличающиеся как по внешнему виду, так и по характеристикам. Но их всех объединяет принцип действия и пять элементов конструкции. Чтобы понять, как работает понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт, необходимо знать эти основные части изделия. К ним относятся:

1. Сердечник. По-другому его называют магнитопровод. Его назначение проводить магнитный поток. По виду исполнения сердечники делятся на три группы: плоскостные, ленточные, формованные. Изготавливают из электротехнической стали, феррита или пермаллоя, то есть материалов, имеющих способность к высокой намагниченности и обладающих проводящими свойствами.
2. Обмотки. Представляют собой токопроводящую проволоку, намотанную витками. В качестве материала для её изготовления используется медь или алюминий.
3. Каркас. Служит для намотки на него обмоток, изготавливается из изоляционного материала.
4. Изоляция. Защищает катушки от межвиткового замыкания, а также их непосредственного контакта с токопроводящими частями конструкции. Чаще всего используется лак, клипперная лента, лакоткань.
5. Монтажные выводы. Для предотвращения обрыва обмоток во время монтажа в конструкции делаются специальные выводы, позволяющие подключать к трансформатору источник питания и нагрузку.

Основной частью обмотки является виток. Именно из-за него и создаётся магнитная сила, впоследствии приводящая к появлению электродвижущей (ЭДС).

Таким образом, трансформатор представляет собой замкнутый контур (сердечник) на котором располагаются катушки (обмотки). Их количество может составлять от двух и более штук (исключение автотрансформатор). Катушка, подключаемая к источнику питания, называется первичной, а которая соединяется с нагрузкой — вторичной.

При подключении к источнику переменной энергии через первичную обмотку устройства начинает протекать изменяющийся во времени ток (синусоидальный). Он создаёт переменное электромагнитное поле. Линии магнитной индукции начинают пронизывать сердечник, в котором происходит их замыкание. В результате на намотанных витках вторичной катушки индуцируется ЭДС, создающая ток при подключении выводов к нагрузке.

Характеристики и виды изделия

Разность потенциалов, возникающая между выводами вторичной обмотки, зависит от коэффициента трансформации, определяющегося отношением количества витков вторичной и первичной катушки. Математически это можно описать формулой: U2/U1 = n2/n1 = I1/I2, где:

• U1, U2 — соответственно разность потенциалов на первичной и вторичной обмотке.
• N1, N2 — количество витков первичной и вторичной катушки.
• I1, I2 — сила тока в обмотках.

По виду сердечника трансформаторы на 12 В разделяются на кольцевые, Ш-образные и П-образные. По конструктивному же исполнению они бывают: броневыми, стержневыми и тороидальными (кольцевыми). Стержневой тип собирается из П-образных пластин. На броневом виде используются боковые стержни без обмоток. Этот вид самый распространённый, так как обмотки надёжно защищены от механических повреждений, хотя при этом эффективность охлаждения уменьшается.

Тороидальный же трансформатор обладает самыми лучшими характеристиками. Его конструкция способствует хорошему охлаждению. Эффективное распределение магнитного поля увеличивает КПД изделия. Этот тип является самым популярным среди радиолюбителей, так как простота конструкции позволяет быстро его разбирать и собирать. Например, очень часто, именно на базе тора делают самодельные мощные сварочные аппараты.

К основным параметрам изделия относят:

1. Мощность. Обозначает величину энергии, передающуюся через устройство, не приводя к его повреждению. Определяется толщиной провода, используемого при намотке катушек, а также размеров магнитопровода и частоты сигнала.
2. КПД. Определяется отношением мощности, затрачиваемой на полезную работу к потребляемой.
3. Коэффициент трансформации. Определяет способ преобразования.
4. Количество обмоток.
5. Ток короткого замыкания. Определяет максимальную силу тока, которую может выдержать устройство без перегорания обмоток.

Самостоятельное изготовление

Конструкция трансформатора довольно простая, поэтому его несложно сделать своими руками. Но перед тем как приступить непосредственно к его изготовлению необходимо не только подготовить материал и инструменты, но и выполнить предварительный расчёт.

Как сделать понижающий трансформатор своими руками можно рассмотреть на конкретном примере. Пускай стоит задача изготовить преобразователь с 220 В до 12 в с выходным током 10 А.

Сердечник самостоятельно вряд ли получится сделать, поэтому лучше воспользоваться ненужным трансформатором любого типа. Его понадобится аккуратно разобрать и извлечь оттуда «железо».

На следующем этапе стоит изготовить каркас. Можно использовать различные материалы, например, стеклотекстолит. Для его расчёта можно воспользоваться программой Power Trans. При этом стоит отметить, что хотя это приложение умеет рассчитывать также и количество витков, для этих целей лучше её не использовать, из-за не совсем корректных результатов.

В программе можно выбрать тип сердечника, а также задать сечение сердечника, окна и мощность изделия. Затем нажать расчёт и получить готовый чертёж с размерами. Далее, останется перенести рисунок на текстолит и вырезать нужное количество деталей. После того как все элементы подготовлены они собираются в каркас.

Теперь можно переходить к заготовке изолирующих прокладок. Они будут необходимы для изолирования слоёв друг от друга. Вырезаются они полосками из лакоткани, фторопласта, майлара или даже плотной бумаги, например, которую используют для выпечки. Важно отметить, что ширина полоски делается на пару миллиметров больше, при этом размечать линии реза графитовым карандашом не рекомендуется (графит проводит ток).

На последнем этапе готовится провод. Так как будет необходимо намотать трансформатор 220 В 12 В 10а, то есть понижающий, вторичная катушка будет выполняться толстым проводом, а первичная тонким.

Расчёт конструкции

Расчёт конструкции начинают с нахождения мощности, которую должна выдерживать вторичная обмотка. Подставив в формулу: P = U * I, заданные условиям b значения для вторичной катушки, получится: P 2 = 12*10 = 120 Вт. Приняв, что КПД изделия будет около 80% (среднее значение для всех трансформаторов) можно определить первичную мощность: P = P 2/0,8 = 120/0,8 = 150 Вт.

Исходя из того, что мощность передаётся через сердечник, то величины P1 будет зависеть сечение магнитопровода. Находится сечение сердечника из выражения: S = (P 1) ½ = 150 = 12.2 см 2 . Теперь можно найти и необходимое количество витков в первичной обмотке для получения одного вольта: W =50/ S = 4.1. То есть для напряжения 220 вольт потребуется намотать 917 витков, а для вторичной — 48 витков.

Ток, протекающий через первичную катушку, будет равен: I = P / U = 150/220 = 0,68 А. Отсюда диаметр провода первичной обмотки вычисляемый по формуле: d = 0,8*(I) ½ будет 0,66 мм, а для вторичной — 2,5 мм. Площадь же поперечного сечения можно взять из справочных таблиц или рассчитать по формуле: S = 0,8* d 2 . Она соответственно составит — 0,3 мм 2 и 5 мм 2 .

Если вдруг провод такого сечения трудно достать, то можно использовать несколько проводников соединённых друг с другом параллельно. При этом их суммарная площадь сечения должна быть немного больше расчётной.

Техника намотки

Для намотки изделия сделанный каркас необходимо зажать на оси и отцентровать. Проволку предварительно лучше намотать на какой-либо цилиндрический предмет. Например, катушку ниток или отрезок трубы. Напротив зажатого каркаса ставится катушка с проволокой. Проволока заводится на основание и выполняется несколько оборотов вокруг него. Затем начинают вращать корпус каркаса. При этом следует внимательно следить, чтобы каждый виток ложился рядом с другим, а не пересекал его. После каждого слоя наносится два витка изоляции.

Как только первична обмотка будет намотана, проволоку необходимо вывести в сторону для формирования вывода. Остаток проволоки отрезается. Перед нанесением вторичной обмотки прокладывается несколько слоёв изоляции и повторяется весь процесс, но уже с проводом более толстого сечения. По окончании работ свободные концы катушек распаиваются к клеммам. С помощью тестера катушки проверяются на разрыв.

Существуют некоторые нюансы при намотке которые желательно знать. Во время намотки может случайно порваться провод. В этом случае понадобится зачистить оборванные концы, скрутить их и спаять. Место пайки тщательно заизолировать, например, подложив два слоя изоляционной бумаги. При намотке для увеличения электрической прочности изделия рекомендуется выполнять пропитку каждого слоя. Это предотвращает вибрацию провода. В качестве пропитки используются лаки на эпоксидной основе или акриле.

Теперь останется только подключить трансформатор с 220 на 12 к источнику питания. Соединение с ним происходит по параллельной схеме. С помощью мультиметра можно проконтролировать выходное напряжение. Для этого он переключается в режим измерения переменного сигнала.

Если в дальнейшем необходимо получить постоянный сигнал, то к вторичной обмотке трансформатора подключается диодный мост (выпрямитель) с электролитическим конденсатором (сглаживающий фильтр). Но при этом следует учесть, что для тока 10 ампер понадобится соответственный и выпрямительный блок, способный выдержать такую силу тока с запасом порядка 15%.

Таким образом, самостоятельно изготовить понижающий трансформатор сможет даже начинающий радиолюбитель. Главное при этом выполнить правильный расчёт. А изготовленное изделие наверняка найдёт своё применение.

Electronics Engineering BLOG

Блог об электронике

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

Серия видеороликов состоит из следующих частей:
0. Как спаять обмоточный провод в трансформаторе.
1. Проверка трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #1)
2. Как разобрать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #2)
3. Как рассчитать трансформатор? (Расчёт и перемотка трансформатора #3)
4-1. Как намотать трансформатор? Первичная обмотка (Расчёт и перемотка трансформатора #4.1)
4-2. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 12В, 0,5А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.2)
4-3. Как намотать трансформатор? Вторичная обмотка 75В, 12А. (Расчёт и перемотка трансформатора #4.3)
5. Сборка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #5)
6. Проверка перемотанного трансформатора. (Расчёт и перемотка трансформатора #6)

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…

13 комментария

Добрый день!Хочу заказать трансформатор
220-120 мощность 3Ква
для ручного фрезера 120в 13 Ампер,какой диаметр медной проволоки лучше использовать для первичной и вторичной обмоток.Заранее благодарю!

Вы что не можете посмотреть видео и рассчитать? Я же всё сделал. Вам только нужно изменить токи и напряжение и подставить в формулу….
для 13А 120В достаточно 1560Вт, ну на крайний случай, если хотите с запасом то 2000Вт, зачем ещё 1 кВт в плюсе не понимаю, чтобы больше денег на всё угробить? Фрезер, на сколько я понимаю, имеет устройство контроля и плавного пуска, так что в момент запуска десятикратных перегрузок не будет, и 2кВт хватит с головой.
По поводу провода для 3 кВт с 220 на 120, посчитайте сами, 3000/220= ток первичной обмотки, 3000/120 = ток вторичной обмотки. Плотность тока берите 2.5 — 3 ампер на квадратный миллиметр медного провода.

Добрый день! Скажите пожалуйста, дошел до расчета трансика, и оказалось что плотность тока первички намного превышает. Допустим мне надо 2 а/мм.кв. а при расчете данных самого трансика 5 а/мм. кв. Трансик такой же что и в видео только мощность 250w 380. диаметр провода 0,5. Это нужно перематывать всю первичку? А как расчитать всю первичку с нуля? спасибо.

Да, первичная обмотка рассчитана на ток 0.66 А, при 380В мощность получается 250 Вт, а при 220В, для того, чтобы не выйти за расчётные 0.66А нужно нагружать трансформатор всего лишь на 145 Вт, или перематывать первичку, чтобы она держала ток 1.14 А, тогда сможете использовать трансформатор на все 250 Вт при 220В.

Я новичёк в расчетах трансформаторных расчетах, а вы опускаете главное расчет по железу и сердечнику обмотки.

Пётр, я не виноват в том, что вы не хотите учиться. Я показал на конкретном примере перемотку трансформатора. Мне без разницы как считать…

Здравствуйте!
Я новичок
помогите пожалуйста с росчетом для первичного витка на 220 вольт,
у меня есть ОСМ1-0,63 трансформатор провод возьму от этого трансформатора для первичной обмотки ,
заранее спасибо.
прикрепляю фото там все описано

Привет, напомни мне пожалуйста на выходных.

Трансформатор 12 на 220 вольт своими руками

Самостоятельно сделать трансформатор с 220 на 12 Вольт сможет даже начинающий радиолюбитель. Это устройство относится к машинам переменного тока, принцип работы отдаленно напоминает асинхронный мотор. Конечно, можно купить готовый трансформатор, но зачем тратить деньги, особенно в тех случаях, когда под рукой имеется достаточное количество стали для сердечника и провода для катушек? Остается только изучить немного теории и можно приступать к изготовлению устройства.

Как подобрать материалы

При изготовлении понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт важно использовать качественные материалы – это обеспечит высокую надежность устройства, которое впоследствии соберете на нем. Нужно отметить тот факт, что трансформатор позволяет сделать развязку с сетью, поэтому его допускается устанавливать для питания ламп накаливания и прочих приборов, которые находятся в помещениях с высокой влажностью (душевые, подвалы, и т. д.). При самостоятельном изготовлении каркаса катушки нужно использовать прочный картон или текстолит.

Рекомендуется использовать провода отечественного производства, они намного прочнее китайских аналогов, у них лучше изоляция. Можно использовать провод со старых трансформаторов, главное, чтобы не было повреждений изоляции. Чтобы слои изолировать друг от друга, можно использовать как простую бумагу (желательно тонкую), так и ФУМ-ленту, которая используется в сантехнике. А вот для изоляции обмоток рекомендуется применять ткань, пропитанную лаком. Поверх обмоток обязательно нужно нанести изоляцию – лаковую ткань или кабельную бумагу.

Как проводить расчет?

Теперь, когда все материалы готовы, можно произвести расчет трансформатора с 220 на 12 Вольт (для лампы или любого другого бытового прибора). Для того чтобы вычислить число витков первичной обмотки, нужно использовать формулу:

S – это площадь сечения магнитопровода, единица измерения – кв. см. В числителе константа – она зависит от того, какое у металла сердечника качество. Ее значение может лежать в диапазоне от 40 до 60.

Расчет на примере

Допустим, у нас такие параметры:

1. Окно в высоту 53 мм, в ширину – 19 мм.
2. Каркас изготавливается из текстолита.
3. Верхние и нижние щеки: 50 мм, каркас 17,5 мм, следовательно, окно имеет размер 50 х 17,5 мм.

Далее, нужно произвести расчет диаметра проводов. Допустим, нужно, чтобы мощность была равной 170 Вт. При этом на сетевой обмотке ток будет равен 0,78 А (мощность делим на напряжение). В конструкции плотность тока оказывается равной 2 А/кв. мм. Имея эти данные, можно вычислить, что нужно применять провод диаметром 0,72 мм. Допускается использовать и 0,5 мм, 0,35 мм, но ток при этом будет меньше.

Отсюда можно сделать вывод, что для питания радиоаппаратуры на лампах, например, нужно намотать 950-1000 витков для высоковольтной обмотки. Для накала – 11-15 витков (провод только нужно использовать большего диаметра, зависит от числа ламп). Но все эти параметры можно найти и опытным путем, о котором будет рассказано дальше.

Расчет первичной обмотки

При изготовлении своими руками трансформатора с 220 на 12 Вольт нужно правильно произвести расчет первичной (сетевой) обмотки. И только после этого можно начинать делать остальные. Если неверно сделаете расчет первичной, то устройство начнет греться, сильно гудеть, пользоваться им будет неудобно, да и опасно. Допустим, используется для намотки провод сечением 0,35 мм. На одном слое уместится 115 витков (50/(0,9 х 0,39)). Число слоев посчитать тоже несложно. Для этого достаточно общее количество витков разделить на то, сколько умещается в одном слое: 1000/115=8,69.

Теперь можно произвести расчет высоты каркаса вместе с обмотками. Первичная имеет восемь полных слоев, плюс к ней еще изоляция (толщина 0,1 мм): 8 х (0,1 + 0,74) = 6,7 мм. Чтобы не появились высокочастотные помехи, сетевая обмотка экранируется от остальных. Для экрана можно использовать простой провод – наматываете один слой, изолируете его и концы соединяете с корпусом. Допускается использовать и фольгу (конечно, она должна быть прочной). В общем, первичная обмотка нашего трансформатора займет 7,22 мм.

Простой способ расчета вторичных обмоток

А теперь о том, как произвести расчет вторичных обмоток, если первичная уже имеется или готова. Использовать можно такой трансформатор 220 на 12 Вольт для светодиодных лент, только обязательно установите стабилизатор напряжения. В противном случае яркость будет непостоянной. Итак, что нужно для расчета? Несколько метров провода и только, наматываете определенное количество витков поверх первичной обмотки. Допустим, вы намотали 10 (а больше и не нужно, этого предостаточно).

Дальше необходимо собрать трансформатор и подключить первичную обмотку к сети через автоматический выключатель (для подстраховки). Ко вторичной обмотке подключаете вольтметр и щелкаете автомат. Смотрите, какое значение напряжения показывает прибор (например, он показал 5 В). Следовательно, каждый виток выдает ровно 0,5 В. А теперь просто ориентируетесь на то, какое напряжение вам нужно получить (в нашем случае это 12 В). Два витка – это 1 Вольт напряжения. А 12 В – это 24 витка. Но рекомендуется взять небольшой запас – около 25 % (а это 6 витков). Потери напряжения никто не отменял, поэтому вторичная обмотка на 12 В должна содержать 30 витков провода.

Как изготовить каркас катушек

Крайне важно при изготовлении каркаса добиться полного отсутствия острых углов, в противном случае провод может повредиться, появится межвитковое замыкание. На щечках нужно отвести места, к которым будут крепиться выводные контакты от обмоток. После окончательной сборки каркаса необходимо округлить при помощи надфиля все острые грани.

Пластины из трансформаторной стали должны входить в отверстия максимально плотно, не допускается наличие свободного хода. Для намотки тонких проводов можно использовать специальное устройство с ручным или электрическим приводом. А толстые провода нужно наматывать исключительно руками без дополнительных устройств.

Блок выпрямителя

Сам по себе выдавать постоянный ток трансформатор 220 на 12 Вольт не будет, нужно использовать дополнительные устройства. Это выпрямитель, фильтр и стабилизатор. Первый выполняется на одном или нескольких диодах. Самая популярная схема – мостовая. У нее масса преимуществ, в числе основных – минимальные потери напряжения и высокое качество тока на выходе. Но допускается использовать и иные схемы выпрямителей.

В качестве фильтров используется обычный электролитический конденсатор, который позволяет избавиться от остатков переменной составляющей выходного тока. Стабилитрон, установленный на выходе, позволяет удерживать напряжение на одном уровне. В этом случае даже при наличии пульсаций в сети 220 В и во вторичной обмотке на выходе выпрямителя напряжение будет иметь всегда одно и то же значение. Это хорошо сказывается на работе устройств, которые подключаются к нему.

Понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт — просто и легко сделать своими руками

Трансформатор — это устройство, которое представляет собой сердечник с двумя обмотками. На них должно быть одинаковое количество витков, а сам сердечник набирается из электротехнической стали.

На входе устройства подаётся напряжение, в обмотке появляется электродвижущая сила, которая создаёт магнитное поле. Через это поле проходят витки одной из катушек, благодаря чему возникает сила самоиндукции. В другой же возникает напряжение, отличающееся от первичного на столько раз, на сколько отличается число витков обеих обмоток.

Принцип работы, для чего нужен

Действие трансформатора происходит так:

• Ток проходит по первичной катушке, которая создаёт магнитное поле.
• Все силовые линии замыкаются возле проводников катушки. Некоторые из этих силовых линий замыкаются возле проводников другой катушки. Получается, что обе связаны между собой при помощи магнитных линий.
• Чем дальше расположены обмотки друг от друга, тем с меньшей силой возникает между ними магнитная связь, так как меньшее количество силовых линий первой цепляется за силовые линии второй.
• Через первую проходит переменный ток (который меняется во времени и по определённому закону), значит, магнитное поле, которое создаётся, тоже будет переменным, то есть меняться во времени и по закону.
• Из-за изменения тока в первой в обе катушки поступает магнитный поток, который меняет величину и направление.
  Происходит индукция переменной электродвижущей силы. Об этом говорится в законе электромагнитной индукции.
• Если концы второй соединить с приёмниками электроэнергии, то в цепочке приёмников появится ток. К первой от генератора будет поступать энергия которая равная энергии, отдаваемой в цепочку второй. Энергия передаётся посредством переменного магнитного потока.

Понижающий трансформатор необходим для преобразования электроэнергии, а именно для понижения её показателей, чтобы можно было предотвратить сгорание электротехники.

Порядок сборки и подключение

Несмотря на то, что данный прибор кажется на первый взгляд сложным устройством, его можно собрать самостоятельно. Для этого надо выполнить такие шаги:

Сначала рассчитываются характеристики и количество витков на обмотках устройства. В данном случае, напряжение первичной сети равно 220 В, а получить при помощи прибора планируется 12 В, при площади сечения в 6 квадратных сантиметров, значит составляется формула с такими расчётами: постоянная величина среднего трансформаторного железа равна 60, её следует разделить на площадь.

Получится 10 — это показатель витков, которые приходятся на один Вольт. Полученное число умножается на 220 — это число витков первичной обмотки. Количество витков второй нужно рассчитывать по такому же принципу: полученные 10 витков умножаются на 12 В.

Сердечник можно изготовить из жестяных банок, для этого надо нарезать полоски длиной до 30 см, шириной — 2 см.

Эти заготовки обжигаются в печи на огне, после этого они остывают и с поверхности нужно счистить окалину. Покрыть лаком и наклеить с одной стороны полоски бумаги. Также необходимо приготовить провод с бумажной изоляцией, сечение — 0,3 мм. Вторичная обмотка будет выполняться проводом сечением 1 мм.

Из толстого картона выполнить основу для катушки. На неё намотать пропарафиненную бумагу и после этого можно приступать к намотке проволоки. После каждых двух рядов нужно прокладывать слой этой бумаги.

Вторичная обмотка наматывается в том же направлении, что и первая. В готовую катушку необходимо вставить железные полоски, они должны войти на половину своей длины. Этими полосками обтягивается основа, и концы соединяются внизу. Возле сердечника и каркаса оставляется небольшое расстояние.

Основание для понижающего устройства лучше сделать из обычной доски толщиной до 50 мм. Крепить детали лучше при помощи больших металлических скобок. Делать это нужно так, чтобы скобки огибали нижнюю часть сердечника.

Последним шагом концы обмоток выводятся на каркас и закрепляются с контактами.

Пример схемы подключения понижающего трансформатора 220 на 12 В:

Чтобы было легче наматывать катушки (на заводах для этого используют специальное оборудование), можно использовать две деревянные стойки, закреплённые на доске, и ось из металла, продетую между отверстиями в стойках. На одном конце следует металлический прутик изогнуть в виде рукоятки.

В 1891 г Никола Тесла разработал трансформатор (катушку), при помощи которого он ставил эксперименты с электрическими разрядами высоких напряжений. Как сделать трансформатор Тесла своими руками, узнайте здесь.

Полезная и интересная информация о подключении галогенных ламп через трансформатор — тут.

Итоги

• Трансформатором называется прибор с сердечником и двумя катушками-обмотками. На входе прибора подаётся электроэнергия, которая понижается до необходимых показателей.
• Принцип работы понижающего трансформатора заключается в создании электродвижущей силы, которая создаёт магнитное поле. Витки одной из катушек проходят через это поле, и появляется сила самоиндукции. Ток изменяется, меняется его величина и направление. Энергия подаётся при помощи переменного магнитного поля.
• Такой прибор нужен для преобразования энергии, благодаря чему предотвращается сгорание электротехники и выход её из строя.
• Порядок сборки подобного устройства очень простой. Сначала следует сделать некоторые расчёты и можно приступать к работе. Чтобы можно было быстро и просто производить намотку катушек, необходимо сделать простое приспособление из доски, стоек и рукоятки.

В заключение предлагаем вашему вниманию ещё один способ сборки и подключения понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт:

Как сделать трансформатор своими руками?

Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.

Что понадобится для сборки?

Все преобразователи подразделяются на две основные категории – повышающие и понижающие трансформаторы.

В зависимости от предназначения, конструктивных особенностей и места установки их можно разделить на такие категории:

Практически каждое из вышеперечисленных устройств вы можете воссоздать в домашних условиях. Наиболее простым вариантом является перемотка трансформатора из заводского изделия, так как он уже содержит необходимые элементы. Главное, чтобы первичная обмотка подходила по номиналу питающего напряжения и мощности. Куда хуже, если перематывать нужно обе обмотки, к примеру, если и первичная, и вторичная обмотка пробиты или получили механическое повреждение.

Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:

• Магнитопровод – служит в качестве проводника магнитного потока, лучше взять из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые параметры работы, характеризуется малыми потерями в железе.
• Провода нужного вам сечения в лаковой, полимерной или стеклотканевой изоляции. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилягут витки к каркасу и друг к другу.
• Каркас – служит в качестве основания для обмоток трансформатора, устанавливает габариты по ширине. Можно взять из старого трансформатора, а можно изготовить своими руками. Материалом для каркаса может послужить электротехнический картон, гетинакс или текстолит, важно чтобы он не занимал много места в зазоре между сердечником и проводом.
• Изоляция – предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лакотканевая лента, фторопласт, парафиновая пропитка, но при самостоятельном изготовлении подойдет любой имеющийся у вас материал, главное, чтобы его диэлектрической прочности хватало для напряжения сети.
• Намоточный станок – позволяет упростить процесс и обеспечить постоянное натяжение. Можно изготовить своими руками из ручной дрели или по принципу вертела на двух шарнирах. Важно, чтобы изготовленный станок имел как можно меньший люфт.

Помимо этого вам могут пригодиться: молоток с деревянной пресс-планкой, паяльник для соединения проводов, ножницы, пассатижи. Но перед изготовлением, обязательно рассчитайте параметры трансформатора.

Расчеты

Наиболее сложный вариант, если вы будете изготавливать трансформатор своими руками с нуля. В таком случае расчет электрической машины производится в зависимости от выходной мощности. Исходя из этого параметра, рассчитывается мощность первичной обмотки. Если вы используете заводской сердечник, то можно считать эти величины одинаковыми, если вы соберете его самостоятельно, то P₂ = 0,9 * P₁

Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества шихтовки своими руками, разница мощностей может находиться в пределах от 5 до 20%.

В зависимости от мощности первички определяется сечение магнитопровода, которое вычисляется по формуле: S = √P₁

Следует отметить, что мощность для вычислений берется в Ваттах, а размеры сердечника получаем в квадратных сантиметрах.

Далее определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f/S,

Где k – коэффициент передачи, f – частота сетевого напряжения переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода.

Исходя из полученного коэффициента, определяется число витков в обмотках по величине входных и выходных напряжений: N1 = k*U₁, N2 = k*U₂

Это приблизительные вычисления, предназначенные для бытового применения радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложную процедуру расчета, которая производится по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальные устройства и т.д.)

Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I₁ = P₁ / U₁

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по формуле: : I₂ = P₂ / U₂

Исходя из величины тока в каждой обмотке, выбирается сечение жилы. Но заметьте, что проводник в обмотке значительно хуже охлаждается, поэтому запас сечения делается на 20 – 30%. Проще выполнять данную работу медными проводами, но это требование не критично.

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник		Алюминиевый проводник
Сечение жил, мм 2	Ток, А	Сечение жил. мм 2	Ток, А
0,5	11	—	—
0,75	15	—	—
1	17	—	—
1.5	19	2,5	22
2.5	27	4	28
4	38	6	36
6	46	10	50
10	70	16	60
16	80	25	85
25	115	35	100
35	135	50	135
50	175	70	165
70	215	95	200
95	265	120	230
120	300

Сборка повышающего трансформатора

Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.

Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.

Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:

• Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея. Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора

Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.

В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.

• Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
• После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке. Рис. 6: намотайте вторичную обмотку

Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.

• Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек. Рис. 7: заизолируйте первый слой
• Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
• Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации. Рис. 8: поместите катушки на сердечник

Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.

Сборка понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор будет отличаться большим количеством витков на первичке. В быту их можно часто встретить в блоках питания, сварочных аппаратах и прочем оборудовании. Правда, в импульсных блоках используется другая технология, поэтому ремонт таких устройств производится без трансформаторов.

Так как изготовление сварочного трансформатора своими руками довольно актуально для домашних самоделок, рассмотрим на примере этот вариант. Требования к процессу сборки соответствует предыдущему. Отличительной особенностью такого агрегата является большое сечение провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать сотен ампер.

Процесс изготовления заключается в следующем:

1. Возьмите старое или изготовьте основание для катушки.
2. Зафиксируйте на трансформаторном каркасе слой изоляции.
3. Намотайте первичную обмотку с попеременной изоляцией слоев.
4. Заизолируйте первичку и намотайте вторичную обмотку, так как большой диаметр проводов не позволит сделать это вручную, используйте слесарный инструмент.
5. Зафиксируйте выводы обеих катушек.
6. Установите пластины сердечника.

Испытание

Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.

Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.

Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.

Простые повышающие DC/DC преобразователи своими руками, схемы

Устройствами с батарейным питанием сейчас уже никого не удивишь, всевозможных игрушек и гаджетов питающихся от аккумулятора или батарейки найдется с десяток в каждом доме. Между тем, мало кто задумывался над количеством разнообразных преобразователей, которые используются для получения необходимых напряжений или токов от стандартных батарей. Эти самые преобразователи делятся на несколько десятков различных групп, каждая со своими особенностями, однако в данный момент времени мы говорим про понижающие и повышающие преобразователи напряжения, которые чаще всего называются AC/DC и DC/DC преобразователями. В большинстве случаев для построения таких конвертеров используются специализированные микросхемы, позволяющие с минимальным количеством обвязки построить преобразователь определенной топологии, благо микросхем питания на рынке сейчас великое множество.

Рассматривать особенности применения данных микросхем можно бесконечно долго, особенно с учетом целой библиотеки даташитов и аппноутов от производителей, а также бесчисленного числа условно-рекламных обзоров от представителей конкурирующих фирм, каждая из которых старается представить свой продукт наиболее качественным и универсальным. В этот раз мы будем использовать дискретные элементы, на которых соберем несколько простейших повышающих DC/DC преобразователей, служащих для того, чтобы запитать небольшое маломощное устройство, к примеру, светодиод, от 1 батарейки с напряжением 1,5 вольт. Данные преобразователи напряжения можно смело считать проектом выходного дня и рекомендовать для сборки тем, кто делает свои первые шаги в удивительный мир электроники.

Итак, схема первая:

Схема простого DC/DC
преобразователя №1

На данной схеме представлен релаксационный автогенератор, представляющий собой блокинг-генератор со встречным включением обмоток трансформатора. Принцип работы данного преобразователя следующий: при включении , ток протекающий через одну из обмоток трансформатора и эмиттерный переход транзистора – открывает его, в результате чего он открывается и больший ток начинает течь через вторую обмотку трансформатора и открытый транзистор. В результате в обмотке, подключенной к базе транзистора наводится ЭДС, запирающая транзистор и ток через него обрывается. В этот момент энергия, запасенная в магнитном поле трансформатора, в результате явления самоиндукции, высвобождается и через светодиод начинает протекать ток, заставляющий его светиться. Затем процесс повторяется.

Компоненты, из которых можно собрать этот простой повышающий преобразователь напряжения, могут быть совершенно различными. Схема, собранная без ошибок, с огромной долей вероятности будет корректно работать. Мы пробовали использовать даже транзистор МП37Б – преобразователь отлично функционирует! Самым сложным является изготовление трансформатора – его надо намотать сдвоенным проводом на ферритовом колечке, при этом количество витков не играет особой роли и находится в диапазоне от 15 до 30. Меньше – не всегда работает, больше – не имеет смысла. Феррит — любой, брать N87 от Epcos не имеет особого смысла, также как и разыскивать M6000НН отечественного производства. Токи в цепи протекают мизерные, поэтому размер колечка может быть очень небольшим, внешнего диаметра в 10 мм будет более чем достаточно. Резистор сопротивлением около 1 килоома (никакой разницы между резисторами номиналом в 750 Ом и 1,5 КОм обнаружено не было). Транзистор желательно выбрать с минимальным напряжением насыщения, чем оно меньше – тем более разряженную батарейку можно использовать. Экспериментально были проверены: МП 37Б, BC337, 2N3904, MPSh20. Светодиод – любой имеющийся, с оговоркой, что мощный многокристальный будет светиться не в полную силу.

Собранное устройство выглядит следующим образом:

Размер платы 15 х 30 мм, и может быть уменьшен до менее чем 1 квадратного сантиметра при использовании SMD-компонентов и достаточно маленького трансформатора. Без нагрузки данная схема не работает.

Вторая схема — это типовой степ-ап преобразователь, выполненный на двух транзисторах. Плюсом данной схемы является то, что при её изготовлении не надо мотать трансформатор, а достаточно взять готовый дроссель, но она содержит больше деталей, чем предыдущая.

Схема простого DC/DC преобразователя №2

Принцип работы сводится к тому, что ток через дроссель периодически прерывается транзистором VT2, а энергия самоиндукции направляется через диод в конденсатор C1 и отдается в нагрузку. Опять же, схема работоспособна с совершенно различными компонентами и номиналами элементов. Транзистор VT1 может быть BC556 или BC327, а VT2 BC546 или BC337, диод VD1 – любой диод Шоттки, например, 1N5818. Конденсатор C1 – любого типа, емкостью от 1 до 33 мкФ, больше не имеет смысла, тем более, что можно и вовсе обойтись без него. Резисторы – мощностью 0,125 или 0,25 Вт (хотя можно поставить и мощные проволочные, ватт эдак на 10, но это скорее расточительство чем необходимость) следующих номиналов: R1 — 750 Ом, R2 — 220 КОм, R3 – 100 КОм. При этом, все номиналы резисторов могут быть совершенно свободно заменены на имеющие в наличии в пределах 10-15% от указанных, на работоспособности правильно собранной схемы это не сказывается, однако влияет на минимальное напряжение, при котором может работать наш преобразователь.

Самая важная деталь — дроссель L1, его номинал также может отличаться от 100 до 470 мкГн (экспериментально проверены номиналы до 1 мГн – схема работает стабильно ), а ток на который он должен быть рассчитан не превышает 100 мА. Светодиод – любой, опять же с учетом того, что выходная мощность схемы весьма невелика.Правильно собранное устройство сразу же начинает работать и не нуждается в настройке.

Напряжение на выходе можно стабилизировать, установив стабилитрон необходимого номинала параллельно конденсатору C1, однако следует помнить, что при подключении потребителя напряжение может проседать и становиться недостаточным. ВНИМАНИЕ! Без нагрузки данная схема может вырабатывать напряжение в десятки или даже сотни вольт! В случае использования без стабилизируещего элемента на выходе, конденсатор C1 окажется заряжен до максимального напряжения, что в случае последующего подключения нагрузки может привести к её выходу из строя!

Преобразователь также выполнен на плате размером 30 х 15 мм, что позволяет прикрепить его на батарейный отсек типа размера AA. Разводка печатной платы выглядит следующим образом:

Обе простые схемы повышающих преобразователей можно сделать своими руками и с успехом применять в походных условиях, например в фонаре или светильнике для освещения палатки, а также в различных электронных самоделках, для которых критично использование минимального количества элементов питания.

 

Простой высоковольтный преобразователь своими руками всего из трех деталей. _v_

 

 

 

Тема: как сделать, спаять схему для получения высокого напряжения самому.

 

Тема о различных устройствах, повышающих напряжение до величин свыше 1000 вольт весьма популярна. Эти высоковольтные преобразователи можно использовать для таких целей как электрические зажигалки, ионизаторы воздуха, источники питания для газоразрядных ламп, электрошокеры, различные светящиеся шары (внутри которых играют молнии) и т.д. И вовсе нет особой необходимости в том, чтобы собирать преобразователь высокого напряжения по какой-то сложной схеме. Допустим я сделал очень простой вариант такого устройства, которое содержало в себе всего три детали: трансформатор с ферритовым Ш-образным сердечником, полевой транзистор и резистор.

 

 

В этой схеме простого высоковольтного преобразователя, что был собран своими руками, основные силы уходят на намотку повышающего трансформатора. Сам трансформатор был снят с платы обычного компьютерного блока питания. Также такие трансформаторы можно найти в различной современной технике, где имеются блоки питания с высокочастотными преобразователям. Либо его можно просто купить на радиорынке, цена относительно низкая.

 

Магнитопровод такого высокочастотного трансформатора должен быть из феррита (подойдет любая марка). У меня нормально работал этот преобразователь на трансформаторе Ш-образной формы (должна подойти и П-образная форма), в то время как на круглом сердечнике схема не запускалась. Размеры трансформатора в большей степени зависят от того провода, что будет намотан на магнитопровод (диаметра, количества витков, изоляционных слоев между обмотками). Допустим свой первый трансформатор я намотал до полного его заполнения, а в итоге оказалось, что было недостаточным количество витков во вторичной обмотке. Пришлось брать трансформатор чуть больших размеров. Что касается мощности таких высокочастотных трансформаторов, то ее скорее можно назвать резиновой. То есть, электрическая мощность, которую можно получить из подобного транса, напрямую зависит от рабочей частоты тока, что подается на входные обмотки. Повышая только лишь частоту тока, оставляя размеры трансформатора прежними, можно увеличивать его общую мощность.

 

 

 

 

Если вы сняли с устройства, достали где-нибудь подходящий трансформатор с ферритовым сердечником то его нужно будет перемотать. Обычно магнитопровод этих трансов между собой склеен. Банальные попытки просто соединить сердечник путем механического воздействия (отковыривать ножом, отверткой и т.д.) в большинстве случаев приводят к раскалыванию феррита. Правильнее будет сначала имеющийся трансформатор опустить на полминуты в кипящую воду. После этого сцепление клея ослабевает и части ферритового сердечника легко отсоединяются друг от друга без повреждений.

 

Теперь что касается самой перемотки трансформатора под наш самодельный высоковольтный преобразователь. Итак, первичная обмотка содержит 8 витков с отводом от середины (диаметр провода около 0.8-1,5 мм). Ее проще наматывать шиной из нескольких проводов, допустим берем 6 проводов диаметром по 0.4 миллиметров каждый. Все эти провода аккуратно и равномерно наматываем на каркас трансформатора. Мотаем 4 витка. Далее выходящие концы этих проводов разделяем по 3 штуки, спаивая их между собой. В общем получается что мы имеем первичку, состоящую из двух проводов, каждый из которых имеет 4 витка, а каждый провод состоит из трех жил, соединенных параллельно между собой. Начало одной (любой) первичной обмотки соединяем с концом другой первичной обмотки. Это соединение и будет отводом от середины, образуя среднюю точку.

 

Для изоляционного отделения обмоток можно использовать ленту обычного скотча. Намотали первичную обмотку, нанесли изоляционный слой в несколько витков. Поверх первичной начинаем мотать вторичную, повышающую обмотку высоковольтного трансформатора. Также отделяем слоем скотча. К примеру, один слой вторичной обмотки содержит у меня по 200 витков, после чего изолирую одним витком скотча. Далее мотаю следующий слой в 200 витков. Всего вторичная обмотка должна содержать около 1600 витков провода 0,1 мм. Это получается 8 слоев по 200 витков каждый. Следим, чтобы витки различных слоев были отдалены друг от друга на некоторое расстояние (примерно 0.4 мм), что уменьшает вероятность электрического пробоя.

 

 

После завершения намотки вставляем в каркас части ферритового сердечника. Для их фиксации достаточно обмотать несколькими витками ленты скотча. Вот и все, наш высоковольтный трансформатор готов. Теперь осталось к нему припаять полевой транзистор и резистор. Подсоединяем питание. В моем случае высоковольтный преобразователь хорошо начинал работать от напряжения 5 вольт. Просто сам полевой транзистор, который я поставил, имеет пороговое напряжение 2-4 вольта. Путем подбора полевых транзисторов (имеющих другие пороговые напряжения) можно уменьшить величину питающего напряжения, к примеру, запитать схему от обычного литиевого аккумулятора, получив в итоге компактную электрическую зажигалку для газа.

 

 

P.S. В моем случае при напряжении питания в 5 вольт схема высоковольтного преобразователя, что сделан был своими руками, потребляла ток 0,5 и более ампер. Полевой транзистор начинал греться. Следовательно, чтобы избежать его чрезмерного перегрева к нему нужно прикрепить небольшой охлаждающий радиатор. Так что после сборки данной схемы обратите внимания на нагрев транзистора, при необходимости установите радиатор подходящих размеров.

 

Преобразователь постоянного напряжения с 12 В до 24 В

Преобразователь напряжения пригодиться во многих случаях. Во-первых, этот прибор пригодится для получения напряжения 28 В, при питании коммутатора ADC гигабайтного Интернета, а также при подключении блока Macintosh G4s от стандартного блока питания компьютера ATX. Да ещё есть много случаев, когда вам пригодится отличное от стандартного напряжение.

Возможно даже вам потребуется подключить электрооборудование на 12 В к сети туристического прицепа или мотоцикла на 6 В. Также вы можете применить преобразователь для питания компьютерного кулера от 24 В, когда недостаточно обычной скорости вращения вентилятора от 12 В. В каких случаях нужно повысить скорость вращения кулера, вы можете узнать из других статей. Особенно нелишне будет прочесть рассказ о том, как собрать самодельный, мощный обогреватель для автомобиля.

Предложенная схема преобразователя напряжения используется для питания флуоресцентной лампы в планшетном сканнере.

Пояснения к схеме.

Трансформатор необходимо собрать на ферритовом сердечнике. Преобразователь отлично будет работать на тороидальном сердечнике диаметром 30 мм, который похож на миниатюрный пончик. Если использовать броневой ферритовый магнитопровод, то преобразователь будет работать тоже. К тому же, состоящий из двух Ш-образных половинок сердечник легче найти, и наматывать проволоку на него легче. Броневой ферритовый магнитопровод можно найти, например: в поломанном компьютерном блоке питания, в цоколе сгоревшей компактной люминесцентной лампы (КЛЛ или экономлампе).

Обмоточной проволоки на сердечник трансформатора придётся мотать совсем не много, поэтому витки можно намотать даже тонким проводом в поливиниловой изоляции. Первичная обмотка повышающего трансформатора состоит всего лишь из 4 витков, две вторичные обмотки наматываются из 13 витков каждая.

Не ошибитесь, и соберите трансформатор правильно. Первичная обмотка наматывается в противоположном направлении, чем вторичные обмотки, которые намотаны в одном направлении. Начало одной вторичной обмотки соединено с концом другой. На схеме, точками возле «спиралек», обозначены начала обмоток трансформатора.

Транзисторы нужны для ключей преобразователя биполярные. Так как, для выше названных целей применения нашего преобразователя, ток на выходе не может превысить 500 мА, то можно использовать распространённые транзисторы: 2N3904, 2N4401, PN2222, MPS2222, C945, NTE123AP. Если вы собираетесь запустить от преобразователя плазменный монитор, тогда нужно взять два транзистора помощнее, такие как D965, которые устанавливаются в фотовспышку фотоаппарата. Если же вам нужно подключить к преобразователю нагрузку мощностью более 5 А, тогда устанавливайте ключи на составных транзисторах, например TIP120 или TIP3055. Но тогда не забудьте поменять диоды в схеме, на такие которые выдержат токи свыше 10 А, а сами транзисторы уже понадобиться закрепить на радиаторы.

Диоды устанавливайте не любые, которые найдёте, а те которые могут закрываться при обратной полярности тока за время 35 наносекунд, и меньше. Отлично, по этому показателю, для преобразователя подходят диоды 1N914 и 1N4148, но они выдерживают прямой ток не более 4 А. При подключении к преобразователю нагрузки более низкоомной, чем кулер, нужно поставить выпрямители SUF30J, UF510, UF540, которые могут работать при токах 15 – 20 А.

Конденсаторы можно выбрать с изоляционной обкладкой, как из полиэстера, так и из полипропилена. Конденсаторы на 100 пФ и 470 пФ не электролитические, а неполярные, они нужны для фильтрации высоких частот. Конденсатор на выходе, имеющий ёмкость 1,5 мФ, является электролитическим. По напряжению конденсаторы выбирайте в два раза больше, того напряжения, что действует в цепи.

Катушка нужна на величину индуктивности около 1 мГн. Таких катушек полно в радио- и телеаппаратуре, а также в тех же экономлампах.

Резисторы обязательно выбирайте по мощности с запасом. Оптимально для данной схемы подходят резисторы по 0,5 Вт. При увеличении выходного напряжения вдвое, необходимо также и сопротивление резисторов увеличивать вдвое.

Как ранее упоминалось, приведённая схема в первую очередь предназначена для питания компьютерного вентилятора завышенным вдвое входным напряжением. А вы можете, изменив соотношение витков на трансформаторе, изменять входное напряжение и в других пределах. В этом вам поможет умная голова, и умелые руки.

Автор: Виталий Петрович. Украина.

 

---

 

Повышающий трансформатор

А | IOPSpark

В = -N (dΦ / dt)

Электричество и магнетизм

Повышающий трансформатор

Практическая деятельность для 14-16

Демонстрация

Использование ламп и измерителей для сравнения напряжений в первичной и вторичной обмотках трансформатора.

Аппаратура и материалы

Примечания по охране труда и технике безопасности

Если используются низковольтные блоки питания общего назначения, возможно, что учащиеся увеличат напряжение, подаваемое на первичную, выше предлагаемых 2 В. В принципе, вторичное напряжение может стать более чем в два раза выше первичного. На практике предохранитель от перегрузки срабатывает до того, как вторичное напряжение станет опасным.

Прочтите наше стандартное руководство по охране труда

Процедура

1. Оберните 10 витков изолированного провода вокруг одного плеча С-образного сердечника. Это формирует первичную катушку.
2. Намотайте 25 витков изолированного провода вокруг одного плеча другого С-образного сердечника. Это образует вторичную катушку.
3. Скрепите два С-образных сердечника вместе, чтобы сформировать трансформатор.
4. Подсоедините концы вторичной катушки к лампе.
5. Подключите концы первичной катушки к клеммам переменного тока источника питания.Подключите вторую лампу параллельно.
6. Включить. Обе лампы должны гореть; вторичная лампа должна быть ярче.
7. Вставьте демонстрационные амперметр и вольтметр в первичную цепь, как показано. Обратите внимание на показания.
8. Вставьте демонстрационные амперметр и вольтметр во вторичную цепь, как показано. Обратите внимание на показания.

Учебные заметки

• Хотя первичный ток меньше 1 А, рекомендуется использовать диапазон амперметра 5 А.Это позволяет избежать заметного снижения входного сигнала трансформатора (поскольку сопротивление измерителя будет ниже). Вы можете отсоединить лампу от вторичной обмотки, чтобы наблюдать влияние на счетчики в первичной цепи. В этом случае для удобства следует использовать диапазон измерителя 1 ампер.
• При работающей схеме вы можете отсоединить два C-образных сердечника и аккуратно разделить их. Подчеркните, что между первичной и вторичной цепями нет электрического соединения. К ним присоединяется только магнитное поле в сердечниках.
• Повышающие и понижающие трансформаторы используются в электрических распределительных сетях для изменения выходного напряжения электростанции (например, 25 кВ) на напряжение, необходимое для передачи высокого напряжения (например, 132 кВ или 400 кВ), и снова понижают его для использования. в домах, фабриках и офисах (например, 230 В). Более высокие напряжения в линиях электропередач делают процесс передачи намного более эффективным.

Этот эксперимент был проверен на безопасность в июле 2007 г.

Установка и настройка трансформатора

| | Услуги генератора

Установка и настройка трансформатора

Больницам, центрам обработки данных, крупным производственным объектам и морским приложениям может потребоваться бесперебойный аварийный источник питания.Для выполнения этого требования используются более крупные генераторные установки. Нередко несколько генераторных установок работают параллельно с резервным (резервным) генератором.

Генераторы большего размера обеспечивают напряжение от 480 до 4160 В переменного тока. Напряжение питания от генераторной установки часто можно изменить. Во многих случаях более выгодно использовать максимальное напряжение генератора и трансформатор (ы).

Работа трансформатора Трансформатор — это электрическое устройство, которое изменяет напряжение с помощью электромагнитной индукции.Трансформаторы используются для увеличения (повышения) или уменьшения (понижения) напряжения.

Базовый трансформатор состоит из сердечника, первичной и вторичной обмоток. Каждая обмотка наматывается на сердечник. Количество первичных обмоток по сравнению с количеством вторичных обмоток определяет напряжение. Если количество вторичных обмоток больше, чем первичных, трансформатор считается повышающим трансформатором. Если первичных обмоток больше, чем вторичных, трансформатор считается понижающим трансформатором.

Генераторная установка подает ток номинального напряжения на первичную обмотку трансформатора. Поскольку ток течет через первичные обмотки, ток индуцируется во вторичных обмотках.

Конфигурация При проектировании новой системы резервного питания или обновлении существующей необходимо учесть следующие факторы:

• Физический размер генератора (ов)
• Требования к нагрузке и напряжению
• Количество трансформаторов для изменения напряжения
• Требования к переключению

Generator Source может предоставить услуги по проектированию, демонтажу и установке, чтобы удовлетворить все потребности системы.

Можно ли использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора?

Да, вы можете это сделать, но при этом необходимо соблюдать некоторые меры предосторожности: обмотка низкого напряжения, которая была разработана как вторичная обмотка, будет служить первичной, и значение пускового тока намагничивания будет больше, чем ожидалось. Когда трансформатор получает обратное питание, ответвления перемещаются на выходную сторону, и их работа меняется на противоположную.Ответвители будут контролировать выходное напряжение, поэтому есть вероятность перенапряжения. Это не является серьезной проблемой, пока колебания входного напряжения не находятся в допустимых пределах. Напряжение OC обмотки, которая должна быть вторичной, будет выше номинального напряжения. Это сделано для того, чтобы учесть падение обмотки, чтобы номинальное напряжение сохранялось при полной нагрузке трансформатора. Степень изменения вторичного напряжения выражается регулировкой трансформатора; чем ниже цифра, тем лучше.Используя трансформатор в обратном направлении, вам необходимо увеличить приложенное напряжение ко вторичной обмотке, которая будет действовать как первичная при обратном питании.

Первый : вам необходимо убедиться, что новое входное напряжение на обмотку катушки такое же, как и исходное, подаваемое на катушку, чтобы убедиться, что плотность магнитного потока в сердечнике соответствует исходным спецификациям, а система изоляции все еще падает. в пределах проектных спецификаций, включая удар, ползучесть, поворот, поворот и слой изоляции.

Второй : Возьмите исходные характеристики индуктивности разомкнутой цепи и короткого замыкания и рассчитайте новые индуктивности, чтобы убедиться, что новые значения индуктивности не повлияют на приложение xfmr (линия и нагрузка).2 площади поверхности должна быть от 0,5 до 0,2 для маслонаполненного.

И наконец : Учтите, что пусковой ток будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от геометрии и расположения исходной первичной (линейной) стороны. Это может вызвать отключение выключателя, мигание или другие аномальные события в приложении (на стороне нагрузки).

Автотрансформаторы

— Руководство электрика по однофазным трансформаторам

Определение автотрансформаторов: однообмоточный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, соединенными магнитным и электрическим соединением.

До сих пор мы имели дело с трансформаторами, у которых нет электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. Единственное соединение было магнитным. С другой стороны, автотрансформаторы имеют электропроводящую связь между первичной и вторичной обмотками.

В автотрансформаторе только одна обмотка. Общая обмотка — это часть первичной и вторичной обмоток.

Все правила для двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов применяются к автотрансформаторам.

Понижающие автотрансформаторы Рисунок 20. Понижающий автотрансформатор

Вы заметите, что на весь трансформатор всего одна обмотка. Часть обмотки перед нагрузкой называется первичной, а часть обмотки, параллельная нагрузке, называется вторичной или общей обмоткой.

Видео оповещение!

В этом видео рассказывается, как работают понижающие трансформаторы. В нем вам покажут, как рассчитать токи, напряжения и мощность обмоток.

Повышающие автотрансформаторы Рисунок 21. Повышающий автотрансформатор

Повышающий автотрансформатор работает по тем же принципам, что и понижающий трансформатор. Единственное отличие состоит в том, что напряжение на нагрузке будет больше, чем напряжение источника. Все те же правила действуют как понижающий автотрансформатор.

Видео оповещение!

Это видео объясняет, как работают повышающие трансформаторы.В нем вам покажут, как рассчитать токи, напряжения и мощность обмоток.

Шаги для решения расчетов автотрансформатора

Выполните следующие действия при выполнении расчетов автотрансформатора:

1. Назначьте полярность — полярность нагрузки определяется тем, какая клемма является наиболее положительной по отношению к другой клемме.
2. Рассчитайте максимальную допустимую нагрузку на обмотку высокого и низкого напряжения.
3. Постройте график тока, протекающего через нагрузку и обмотку последовательной нагрузки.
4. Рассчитайте максимальную нагрузку ВА.
5. Рассчитайте ток в линии на основе ВА нагрузки.
6. Постройте график текущего расхода в соответствии с действующим законом Кирхгофа.

Автотрансформаторы Buck / Boost

Рисунок 22. Стандартный двухобмоточный трансформатор в качестве автотрансформатора

Одним из определяющих принципов автотрансформатора является то, что он имеет общую магнитную и электрическую цепь. В качестве автотрансформатора можно подключить стандартный двухобмоточный трансформатор. Я знаю, что это похоже на волшебство, но это очень реально.Это очень похоже на то, как мы проверяли полярность аддитивного или вычитающего трансформатора.

От того, как подключены полярности, будет зависеть, является ли трансформатор повышающим или понижающим. В понижающей конфигурации напряжения двух обмоток будут вычитаться друг из друга, чтобы обеспечить напряжение нагрузки. В повышающей конфигурации напряжения двух обмоток будут складываться друг с другом, чтобы обеспечить напряжение нагрузки.

Видео оповещение!

В этом видео рассказывается, как работает повышающий / повышающий автотрансформатор и как выполнять расчеты.

Видео

«Понижение автотрансформатора» от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Видео

Step up Autotransformer от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Buck boost Видео «Автотрансформаторы» от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Введение в радиооборудование — Глава 9

ГЛАВА 9 ПОДРОБНЕЕ ОБ ИНДУКЦИИ ВВЕДЕНИЕ Пока что генераторы и моторы — единственные инструменты. описывается как использование принципа индукции.КАТУШКИ и ТРАНСФОРМАТОРЫ, хотя и намного проще по конструкции и содержат БЕЗ ДВИЖУЩИХСЯ частей, также зависят от ИНДУКЦИИ для их работа. В радиоприемниках используются сотни катушек и трансформаторов. Некоторый большие, более фута в длину и несколько дюймов в диаметре, в то время как другие настолько малы, что можно разместить дюжину внутри пачки сигарет. Многие катушки и трансформаторы имеют специальные названия, например как Дроссели, ТРАНСФОРМАТОРЫ СИЛЫ, ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ, ВХОДНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ и многие другие.Это не будет необычным услышать все катушки и трансформаторы называется общим названием ИНДУКТИВНОСТЬ или ИНДУКТОР. САМОПРОВОД Одной из характеристик индукции является способность катушки ИНДУКЦИЯ напряжения в САМОСТОЯТЕЛЬНО ИНДУКЦИИ. 87 Посмотрите на рисунок 73. Катушка из двух витков подключена к аккумулятор через выключатель. Когда переключатель замкнут, проводники будут окружены магнитным полем. Если бы присутствовал только ОДИН виток провода, магнитные поля мало влияли бы на работу схема. Но из этого естественно следует, что поле, окружающее петлю 2, также пересекает петлю 1. Рисунок 73.-Самоиндукция. Когда переключатель включен ПЕРВЫМ, поля, окружающие СОЗДАЮТСЯ петли. Пока ток УВЕЛИЧЕНИЕ поля РАСШИРЯЕТСЯ, другими словами ДВИЖЕТСЯ. Теперь вот ситуация. У вас есть ДВИЖУЩИЕСЯ магнитное поле и проводники — петли 1 и 2 — так что происходить? Верно! Поле контура 1 будет индуцировать напряжение в петля 2, а поле петли 2 будет индуцировать напряжение в петля 1. Когда ток через катушку становится постоянным, поля становятся стационарными, и ИНДУКЦИЯ не требует место. Поле ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ постоянной напряженностью. Когда переключатель разомкнут, УСТОЙЧИВАЮЩИЙ ток падает. Поле НАЧИНАЕТ рушиться, двигаясь в направлении ПРОТИВ его движению, когда он создавался.В 88 схлопываясь, поле снова индуцирует напряжение в витках катушки. Таким образом, всякий раз, когда магнитное поле катушки либо РАСШИРЯЕТСЯ, либо СОГЛАСИВАЕТСЯ, НАПРЯЖЕНИЕ ИНДУЦИРУЕТСЯ в своих ОБОРОТАХ. СЧЕТЧИК ЭДС Что происходит с ИНДУЦИРОВАННЫМ напряжением в витки катушки? Это ПОМОГАЕТ или ПРОТИВ АККУМУЛЯТОРА Напряжение ? Посмотрите на чертеж A на рис. 74.Переключатель только что был закрыт, и ток растет. ИНДУЦИРОВАННАЯ НАПРЯЖЕНИЕ ВСЕГДА ПРОТИВОПОЛОЖНО напряжению, которое СОЗДАЛ ЕГО. Таким образом, если ЭДС АКБ 10 вольт, а наведенная ЭДС составляет 2 В, результирующая ЭДС стремится к чтобы ток протекал через катушку, 10-2 = 8 вольт. После того, как ток достигнет постоянного значения, ИНДУЦИРОВАННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ становится равным нулю, и результирующая ЭДС является- 10-0 = 10 вольт. Пока поддерживается постоянный ток, нет индуцированных СЧЕТЧИК ЭДС присутствует, а магнитное поле остается постоянный. Рисунок 74. -Счетчик ЭДС. Когда переключатель внезапно открывается, рис. 74 B , магнитное поле схлопнется и вызовет напряжение в НАПРАВЛЕНИЕ ПРОТИВ СЧЕТЧИКА ЭДС, ТО ЖЕ направление 699198 ° -46-7 89 как ПРИКЛАДНОЕ напряжение. Следовательно, при схлопывании поля ИНДУЦИРОВАННАЯ ЭДС ДОБАВЛЯЕТСЯ К ПРИКЛАДНОЙ ЭДС. Если переключатель открывается ВНЕЗАПНО, индуцированная ЭДС от коллапсирующего поля, добавленная к напряжению батареи, вызовет ИСКРУ, прыгающую между выводами переключателя. ЗАКОН ЛЕНЦА Вот что нужно запомнить. При любой индуктивности ИНДУЦИРОВАННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ всегда ПРОТИВ НАПРЯЖЕНИЯ, КОТОРАЯ его СОЗДАЛА. Когда ток, вызванный приложенной ЭДС, увеличивается, индуцированное напряжение имеет тенденцию уменьшать ток; но когда ток от приложенного напряжения падает, индуцированное напряжение стремится поддерживать его.Это утверждение известно как ЗАКОН ЛЕНЦА. НА ИНДУКТИВНОСТЬ И A. C. На рисунках 73 и 74 вы узнали, что происходит, когда постоянный ток прикладывается к катушке. Теперь посмотрим, что происходит, когда переменный ток. прикладывается к катушке. Рисунок 75. — ЭДС счетчика, создаваемая переменным током. На рисунке 75 переменный ток. Генератор подает на индуктивность ЭДС. Во время одной половины чередования ток будет течь в направлении A, , а в течение другого полупериода ток будет течь в направлении B .Поскольку a.c. никогда не бывает устойчивым, противо-ЭДС будет присутствовать все время. НАПРАВЛЕНИЕ этой противо-ЭДС всегда будет противоположно ЭДС создавшего ее полупериода. 90 Например, на рисунке 75, если приложенная ЭДС направлена ​​в направлении, указанном стрелкой A , противоэдс будет в направлении X , тогда как при следующем половинном изменении противоэдс будет в направлении Y. . ИНДУКЦИЯ КАТУШКИ Величина противоэдс зависит от двух факторы — конструкция катушки и ЧАСТОТА тока. Конструкция катушки включает такие факторы, как КОЛИЧЕСТВО ОБОРОТОВ на дюйм длины катушки, ДИАМЕТР катушки, КОЛИЧЕСТВО СЛОЕВ обмоток и ВИД ЯДРА. Все эти факторы объединены в единый блок и называются ИНДУКТИВНОСТЬЮ катушки. ЕДИНИЦА индуктивности — ГЕНРИ, а СИМВОЛ. для обозначения ИНДУКТИВНОСТИ используется буква L . Фактический расчет индуктивности катушки — сложный и сложный процесс. Но вот все, что вам нужно запомнить — чем БОЛЬШЕ количество витков и чем больше обмотка, тем выше индуктивность. А катушка с ЖЕЛЕЗНЫМ СЕРДЕЧНИКОМ имеет БОЛЬШУЮ индуктивность, чем катушка с воздушным сердечником. Индуктивность — это ФИЗИЧЕСКОЕ свойство катушки, и оно НЕ ИЗМЕНЯЕТСЯ с увеличением или уменьшением частоты. Катушка определенного типа, известная как «поворотный дроссель», имеет ВЫСОКУЮ ИНДУКТИВНОСТЬ при низком токе и НИЗКУЮ ИНДУКТИВНОСТЬ при ВЫСОКОМ ТОКЕ.Хотя второе утверждение, кажется, противоречит первому, причина ИЗМЕНЯЕМОЙ ИНДУКТИВНОСТИ находится в ЯДРЕ, а не в самой катушке. Катушки, используемые со звуковыми частотами, могут работать выше 30 Генри, в то время как катушки, используемые с высокими радиочастотами, могут быть всего в несколько МИЛЛИЕНРИ (тысячных долей Генри). РЕАКТИВНОСТЬ КАТУШКИ РЕАКТИВНОСТЬ змеевика — ПРОТИВОПОЛОЖЕНИЕ потоку. тока, вызванного противоэдс. Количество 91 РЕАКТИВНОСТЬ зависит от ИНДУКТИВНОСТИ катушки, и ЧАСТОТА a.c. применяемый. Поскольку противоэдс индуцируется каждый раз, когда ток меняет свое направление на противоположное, чем больше число поворотов — чем выше частота — тем больше будет противоэдс. Формула для определения реактивного сопротивления катушки: просто- X L = 2π fL Символ X L обозначает реактивное сопротивление в ОМ; f есть частота переменного тока циклов в секунду; и L — это индуктивность катушки в ГЕНРАХ. Множитель 2 X π получается из УГЛОВОГО вращения цикла. Не позволяйте этому беспокоить вас. Подумайте об этом как о равно 2 X 3,14 или 6,28. Итак, теперь уравнение выше становится- X L = 6,28 fL Предположим, у вас есть катушка с двумя индуктивностями Генри, проводящий ток с 50 периодами. Что такое реактивное сопротивление? Подставьте в формулу, и вы получите- X L = 6,28 X 50 x 2 X L = 628 Ом Но предположим, что ток равен r.f. частота 2000000 циклов (2 мс). Реактивное сопротивление катушки будет теперь быть- X L = 6,28 X 2 000 000 X 2 X L = 25 120 000 Ом Помните, ЧЕМ ВЫШЕ ЧАСТОТА, тем ВЫШЕ РЕАКТИВНОСТЬ. Эта функция широко используется в радио Работа. Вы много о нем услышите. 92 КАТУШКИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАДИОСЕТЯХ Катушки, используемые в радиосхемах, делятся на две классы — те, которые предназначены для использования с АУДИОЧАСТОТАМИ, а другие — для использования с РАДИОЧАСТОТАМИ. Катушки звуковой частоты, обычно называемые A.F. CHOKES, имеют ЖЕЛЕЗНЫЕ ЯДЕРЫ для увеличения их индуктивности. Рисунок 76 показывает схематический символ и один пример аудио Рисунок 76.-Дроссель звуковой частоты. частотный дроссель. Хотя этот пример — один из самых общие типы, не удивляйтесь, обнаружив их среди других конструкции. Радиочастотные катушки, Р.Ф.ДУШКИ, обычно нет железные сердечники. Если бы они это сделали, было бы произведено столько тепла в создании и разрушении поля в сердечнике, которое катушка сгорел бы. Р.Ф. катушки имеют большее разнообразие форм и размеров чем а.ф. типы. Некоторые обмотки выполнены из тонкой проволоки; другие сделаны из больших медных трубок с индивидуальным повороты широко расставлены. На рисунке 77 показана схема символ и один пример r.f. душить. 93 Рисунок 77.-Радио частотный дроссель. ВЗАИМНАЯ ИНДУКТИВНОСТЬ Когда катушка помещается достаточно близко к другой катушке, что магнитное поле первого индуцирует напряжение в второй. у вас ВЗАИМНАЯ ИНДУКЦИЯ. 94 На рисунке 78 магнитное поле катушки A индуцирует напряжение в катушке В . Если катушки далеко друг от друга, катушка A будет вызвать небольшое напряжение в B .Смещение катушек ближе друг к другу УВЕЛИЧИВАЕТ ЭДС, индуцированную в B . Когда катушки очень близко друг к другу, магнитное поле индуцированного ток в B вызовет ЭДС в A . Относительное положение двух катушек выражается как СТЕПЕНЬ СОЕДИНЕНИЯ. Если первая катушка просто способна Рисунок 78.-Взаимная индукция. индуцируют ЭДС во втором, катушки СЛОЖНО спаренный.Когда катушка A индуцирует максимальное напряжение в B , без B , индуцирующего напряжение в A , связь является КРИТИЧНОЙ. Любое соединение, превышающее критическое, считается ЗАКРЫТЫМ. Чтобы держать в уме ВИДЫ ИНДУКЦИИ, помните, что ВЗАИМНАЯ индукция требует ДВУХ катушек, в то время как САМОиндукции нужен только ОДИН. ТРАНСФОРМАТОР Взаимоиндуктивные устройства называются ТРАНСФОРМАТОРАМИ. В рисунок 78, катушка A является ПЕРВИЧНОЙ обмоткой, а B — первичной обмоткой. ВТОРИЧНЫЙ.Вы всегда можете сказать, что является ПЕРВИЧНЫМ потому что именно НАМОТКА катушки получает ПРИКЛАДНОЕ Напряжение. ВТОРИЧНАЯ — это обмотка, принимающая ИНДУЦИРОВАННОЕ напряжение. Трансформаторы используются как с a.f. и р.ф. Аудио трансформаторы частоты имеют стальные сердечники, а обмотки 95 обычно из более толстой проволоки. Большинство радиочастоты трансформаторы НЕ имеют железных сердечников. Провода, используемые для нижняя r.f. катушки в порядке и намотаны на пластиковые трубки. Рисунок 79.-Преобразователи звуковой частоты и радиочастоты. На рисунке 79 схематические символы для a.f и r.f. даны трансформаторы. Вы увидите каждый тип с разным количеством петель, но отличительной особенностью является отсутствие железного сердечника с р.ф. типы. Трансформаторы работают только от переменного тока, потому что с d.c. индукция происходит только тогда, когда схема оснащения приложенная ЭДС сделана или нарушена. Некоторые трансформаторы используются с быстро пульсирующим постоянным током, но в этих случаях мало. Возможно, вы никогда не увидите, чтобы он использовался. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ АУДИОЧАСТОТЫ Сердечник в трансформаторах звуковой частоты используется для повысить его эффективность. Железный сердечник образует НИЗКИЙ Рисунок 80.-A. F. трансформатор. 96 РЕЛАКТИВНЫЙ путь для потока, соединяющего первичную обмотку и вторичные обмотки вместе. На рисунке 80 железный сердечник образует полный круг для последующий поток. Таким образом, любое изменение первичный ток будет быстро перенесен во вторичный. Не все трансформаторы имеют сердечники и обмотки, как у один на рисунке 80. На рисунке 31 четыре типа сердечников и даны обмотки. На чертеже A сердечник круглый, Рисунок 81.-Трансформаторные сердечники и обмотки. но ЧАСТЬ ПЕРВИЧНОЙ и ЧАСТЬ ВТОРИЧНОЙ намотаны с каждой стороны сердечника. Как первичная, так и вторичная обмотки чертежа В изготавливаются на ЦЕНТРАЛЬНОМ. НОЖКА сердечника. Core C вдвое больше, чем B , и Ядро D показано на рисунке 80. 97 ТРАНСФОРМАТОР МОЖЕТ УВЕЛИЧИТЬ ИЛИ УМЕНЬШИТЬ НАПРЯЖЕНИЕ Способность трансформатора увеличивать или уменьшать напряжение, вероятно, является его наиболее ценной особенностью. Рисунок 82. — Повышающий и понижающий трансформаторы. Если на вторичной обмотке БОЛЬШЕ обмоток, чем на первичной (рис. 82), трансформатор ПОВЫШАЕТСЯ. Если обмотки поменяны местами, и на ПЕРВИЧНОМ значении БОЛЬШЕ, трансформатор переходит в УПРАВЛЕНИЕ. Величина повышения или понижения прямо пропорциональна ОТНОШЕНИЮ ОБОРОТОВ между первичным и вторичным. Таким образом, на чертеже 82 A с 11 первичными и 22 вторичными витками напряжение будет увеличено в соотношении 1: 2.Следовательно, если к первичной обмотке приложено 10 вольт, на вторичной обмотке появится 20 вольт. В понижающем трансформаторе, если 22 витка на первичной обмотке и 11 на вторичной обмотке, понижение будет от 2 до 1. Таким образом, если 100 вольт приложены к первичной обмотке, только 50 появится на вторичной. Функция повышения и понижения трансформаторов верна для всех соотношений в пределах разумного. Хотя теоретически один виток на первичной обмотке и тысяча на вторичной должны увеличить 10 вольт до 10 000, на самом деле вы получите намного меньше.Разница между ТЕОРЕТИЧЕСКИМИ и ФАКТИЧЕСКИМИ характеристиками происходит из-за потери эффективности при экстремальных соотношениях. 98 Эффективные трансформаторы с передаточными отношениями до 20: 1 не редкость, но когда требуются повышающие или понижающие передаточные отношения до 100: 1, более эффективно использовать два трансформатора 10: 1. Радиочастота также использует принцип повышения и понижения, но он используется реже из-за желания получить резонанс по r.f. схемы. Вы узнаете больше о резонансе в главе 11. В радиоприемниках используется множество трансформаторов, которые одновременно повышают и понижают. Посмотрите на рисунок 83. Верхняя вторичная обмотка повышается, а нижняя вторичная обмотка понижается. Нет ничего необычного в том, чтобы иметь один Рисунок 83.-Повышающий, понижающий трансформатор. Трансформатор в блоке питания радиоприемника выдает потенциалы типа 600, 6.3 и 5 вольт от трех вторичных обмоток. ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ВЫНЯТЬ БОЛЬШЕ, ЧЕМ ВЫ ПОЛУЧИТЕ Сначала может показаться, что вы получаете от трансформатора больше, чем вкладываете, но если вы посмотрите немного дальше, вы увидите, что это не так. Во-первых, вы знаете, что невозможно получить от устройства больше энергии, чем вы вложили. Это также верно и для трансформаторов. Мощность, которую вы извлекаете из вторичного 99 ТОЧНО равна мощности, подаваемой на вторичную обмотку.Таким образом- Первичная мощность = Вторичная мощность или по формуле мощности Вт = E p X I p = E s X I s Если трансформатор повышен с соотношением 1: 2, и 50 вольт с током 10 ампер подается на первичную обмотку, вторичная будет иметь ЭДС 100 напряжения, но ток всего 5 ампер, потому что- 50 Х 10 = 100 Х 5 Таким образом, если вы УВЕЛИЧИВАЕТ НАПРЯЖЕНИЕ, ВЫ УМЕНЬШАЕТЕ ТОК. ТРАНСФОРМАТОРЫ РАДИОЧАСТОТЫ В то время как большинство радиочастотных трансформаторов имеют первичную и вторичные обмотки, они называются КАТУШКАМИ. Не надо пусть это сбивает вас с толку. Если присутствует только одна обмотка, она обычно будет называться дросселем RF. Вам сказали, что большая часть р.ф. трансформаторы не есть ядра, но у некоторых есть ядра, сделанные из ЖЕЛЕЗНЫХ ОПРОКОВ вставлен в кусок ПЛАСТИКА. Обозначение трансформаторов с железными сердечниками показано на рисунке 84. Рисунок 84.-Символ для железного сердечника RF. трансформаторы. Обмотки многих р.ф. трансформаторы из меди трубки и удерживаются на месте полосами специальных изоляционный материал. 100 Рисунок 85.-Преобразователь промежуточной частоты Два из множества типов r.f. трансформаторы даны на рисунках 85 и 86. Один из 85 маленький, всего 2 или 3 Рисунок 86.-Трансформатор, используемый с передатчиками. 101 дюймов в длину и около 1/2 дюйма в диаметре. Он используется в ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ступень приемника СУПЕРГЕТЕРОДИНА. Позже вы услышите больше об этих трансформерах. Трансформатор, показанный на рисунке 86, используется с малым частота, передатчик высокой мощности.Катушка большая, более фута в длину и несколько дюймов в диаметре. 102

Уникальная роль повышающих трансформаторов ветряных турбин (WTSU)

Уникальная роль ветряных турбин WTSU

Использование энергии ветра для выполнения работ — не новая концепция. С давних времен энергия ветра использовалась в парусах, чтобы позволить торговцам, купцам и исследователям заниматься своими делами и открывать для себя мир вокруг них.На суше ветряные мельницы веками использовались для орошения, измельчения зерна и производства сырой продукции. Даже производство электроэнергии с помощью энергии ветра — не новая идея. Однако новшество — это масштабы, в которых этот возобновляемый источник энергии используется сегодня.

Ранняя ветровая генерация обслуживала местные потребности, часто снабжая электроэнергией изолированное оборудование. Сегодня энергия ветра составляет почти 5% производства электроэнергии в США, а в обозримом будущем планируется довести ее до 20%.
Для этого необходимо собрать мощность ветряных турбин, повысить ее до уровня передачи и передать конечным пользователям через объединенную энергосистему страны. Роль повышающего трансформатора ветряной турбины (WTSU) в этом процессе имеет решающее значение, и поэтому его конструкция, на наш взгляд, требует тщательного и вдумчивого анализа и переоценки.

Исторически эта функция трансформатора WTSU выполнялась обычными, имеющимися в продаже распределительными трансформаторами, но относительно большое количество недавних отказов убедительно свидетельствует о том, что конструкции трансформатора WTSU должны быть значительно более надежными.Трансформаторы WTSU не являются ни обычными «стандартными» распределительными трансформаторами, ни обычными «серийными» повышающими трансформаторами для электрогенераторов. Трансформаторы WTSU находятся где-то посередине и поэтому, как мы полагаем, требуют уникального стандарта проектирования.
Хотя оффшорные ветряные электростанции, использующие сухие трансформаторы, становятся все более популярными, в данном обсуждении мы рассмотрим только трансформаторы с жидкостным наполнением, которые обычно используются на внутренних ветровых электростанциях.

Нагрузка трансформатора

Выходные напряжения ветряных турбин обычно находятся в диапазоне от 480 до 690 вольт.Эта мощность турбины затем подается на трансформаторы WTSU и преобразуется в напряжение коллектора от 13 800 до 46 000 вольт. Турбины сильно зависят от местных климатических условий; и эта зависимость может привести к среднегодовому коэффициенту загрузки всего 35%. Как обычные распределительные трансформаторы, так и повышающие трансформаторы генератора обычно подвергаются более постоянной нагрузке, равной или немного превышающей их теоретический максимальный номинал. Этот высокий уровень нагрузки термически нагружает изоляцию и приводит к сокращению срока ее службы.С другой стороны, относительно небольшая нагрузка трансформатора WTSU благоприятно сказывается на сроке службы изоляции, но создает две уникальные и функционально значимые проблемы, с которыми другие типы обычных трансформаторов не должны сталкиваться.

Первая проблема заключается в том, что при небольшой нагрузке или холостом ходе потери в сердечнике становятся более значительным экономическим фактором, в то время как потери в катушке или обмотке становятся менее значительными и не акцентируются. Обычно используемые формулы оценки цен не применяются в этом сценарии.Эффективность NEMA TP1 и DOE не моделируется для сценария эксплуатации, когда средняя нагрузка составляет около 30-35%, и, следовательно, ее следует осторожно применять при расчете общей стоимости владения трансформаторами WTSU.

Вторая проблема заключается в том, что трансформатор WTSU подвергается термоциклированию в зависимости от этих переменных нагрузок. Это вызывает повторяющиеся термические нагрузки на обмотку, зажимную конструкцию, уплотнения и прокладки. Повторяющиеся термические циклы приводят к тому, что газообразный азот абсорбируется горячим маслом и затем выделяется по мере охлаждения масла, образуя пузырьки внутри масла, которые могут мигрировать в изоляцию и обмотки, создавая горячие точки и частичные разряды, которые могут повредить изоляцию.Циклическое изменение температуры также может вызвать ускоренное старение внутренних и внешних электрических соединений.
Эти совокупные эффекты подвергают трансформатор WTSU более высокому риску повреждения изоляции и диэлектрической проницаемости, чем у стандартного стандартного распределительного трансформатора или повышающего трансформатора генератора.

Гармоники и несинусоидальные нагрузки:

Еще одним уникальным аспектом трансформаторов WTSU является тот факт, что они включаются в линию с твердотельными регуляторами для ограничения пусковых токов.Это сильно отличается от типичного повышающего трансформатора, который должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать высокие пусковые токи намагничивания, вызывающие насыщение сердечника, а также экстремальный феррорезонанс.

Хотя эти же электронные элементы управления потенциально способствуют начальному включению питания, они вносят вредные гармонические частоты напряжения, которые в сочетании с несинусоидальными формами волн от ветряных турбин не могут быть проигнорированы с точки зрения нагрева. Обычные распределительные трансформаторы обычно не видят нелинейных нагрузок, требующих профилактических мер из-за гармонической нагрузки.Когда используется система выпрямитель / прерыватель, трансформатор WTSU должен быть рассчитан на гармоники, аналогичные выпрямительным трансформаторам, с учетом дополнительной нагрузки, а также с обеспечением электростатических экранов для предотвращения передачи гармонических частот между первичной и вторичной обмотками, что довольно сильно отличается. к обычным распределительным трансформаторам.

Размеры трансформатора и колебания напряжения

Трансформаторы WTSU спроектированы таким образом, что напряжение согласовывается с генератором (например,грамм. ветряная турбина) выходное напряжение точно. Не существует «расчетной» емкости по перенапряжению для преодоления колебаний напряжения, как это обычно делается в конструкциях распределительных и силовых трансформаторов, допускающих перенапряжение до 10%. Кроме того, следует отметить, что выходной ток генератора контролируется с миллисекундными интервалами, а генератор ограничивается, чтобы допускать перегрузку по току до 5% в течение 10 секунд, прежде чем он будет отключен от системы. Поэтому размер трансформатора WTSU (кВА или МВА) рассчитан на соответствие мощности генератора без определения перегрузки.Поскольку определение размера перегрузки является обычной защитной практикой для готовых распределительных трансформаторов или повышающих генераторных трансформаторов, конструкция трансформатора WTSU должна быть уникально надежной, чтобы работать без нее.

Требование выдерживать токи короткого замыкания

Обычно обычные распределительные трансформаторы, силовые трансформаторы и другие типы повышающих трансформаторов «отключаются», когда они подвергаются пониженному напряжению или перегрузке по току, вызванной неисправностью. Как только неисправность устранена, распределительный трансформатор возвращается в рабочее состояние либо индивидуально, либо вместе с его локальным фидером в сочетании с автоматическим повторным включением.С другой стороны, ветряным генераторам для поддержания стабильности сети разрешается отключаться от системы только из-за сетевых нарушений в рамках определенных, тщательно контролируемых сетевых правил, разработанных для генерирующих станций.

В зависимости от конкретных правил сети продолжительность работы генератора может варьироваться. В это время генератор будет продолжать подавать аномально низкое напряжение на трансформатор WTSU. Следовательно, во время сбоя, близкого к отказу генератора, может потребоваться, чтобы генератор выдерживал всего 15% номинального напряжения в течение нескольких циклов, а затем снова увеличивал его до полного напряжения через несколько секунд после устранения сбоя.Это означает, что трансформатор WTSU должен иметь уникальную конструкцию и обладать достаточной «жесткостью», чтобы выдерживать полный ток короткого замыкания в течение нескольких начальных циклов, когда на обмотки трансформатора WTSU действуют максимальные механические силы.

Поскольку ветряные турбины должны оставаться подключенными во время нарушений в сети, трансформаторы WTSU должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать полное механическое воздействие коротких замыканий.

Выводы

Роль трансформаторов WTSU в сегодняшней схеме ветроэнергетики уникальна; его конструкция должна быть столь же уникальной и прочной.Сочетание широких вариаций загрузки; гармонические нагрузки от соответствующей управляющей электроники и генераторов; определение размеров без защиты от перенапряжения, пониженного напряжения или перегрузки; а требование «преодолевать» переходные события и сбои отличает WTSU от его более традиционных «готовых» аналогов. Это не обычный распределительный трансформатор и не обычный повышающий трансформатор генератора.

«С полки». . . не принадлежит. . .«Вниз на ферму»!
.

АВТОР: Pacific Crest Transformers
.

Статьи по теме

Будьте любезны и поделитесь этой статьей с другими! Как пользоваться всеми этими красивыми кнопками?

Как подключить повышающий трансформатор?

Установите трансформатор между трехфазным источником и трехфазной нагрузкой. Найдите три входных провода на трехфазном источнике. Каждый провод представляет одну фазу. Подключите три входных провода от источника к трем входным клеммам на первичной или «треугольной» стороне трансформатора .

Нажмите, чтобы увидеть полный ответ

Просто так, что делает повышающий трансформатор?

Трансформатор , который увеличивает напряжение от первичной обмотки к вторичной (больше витков вторичной обмотки, чем витков первичной обмотки), называется ступенью — повышающий трансформатор . Этот трансформатор , как ступенчатый -понижающий блок , преобразует высоковольтную слаботочную мощность в низковольтную сильноточную мощность.

Аналогично, где мы используем повышающий трансформатор? Шаг — трансформаторы вверх — это , используемый на электростанциях для преобразования нескольких тысяч вольт, производимых генераторами переменного тока, в несколько сотен тысяч вольт высоковольтных сетей. Есть другой тип step — повышающий трансформатор во вспышках фотоаппаратов, старых телевизорах, экранах и т. Д.

Также спросили, сколько витков у повышающего трансформатора?

Шаг — вверх Трансформатор E ₁ и E ₂ — это напряжения, а T ₁ и T ₂ — количество витков на первичной и вторичной обмотках трансформатор .Количество витков на вторичной обмотке трансформатора больше, чем на первичной обмотке, то есть T ₂ > T ₁ . Таким образом, соотношение напряжения витков ступени — повышающего трансформатора равно 1: 2.

Как подключены трансформаторы?

Трансформаторы состоят из многослойного железного сердечника с одной или несколькими проволочными обмотками. Их называют трансформаторами , потому что они преобразуют напряжение и ток с одного уровня на другой.Это изменяющееся напряжение переменного тока, которое индуцирует напряжение в других катушках через изменяющееся магнитное поле.