Transformator toroidal de putere DIY. Înfășurarea corectă a unui transformator cu propriile mâini

Dacă strict urmați instrucțiunile furnizate și nu neglijați niciunul dintre puncte, apoi înfășurarea manuală a transformatorului nu va prezenta dificultăți și chiar și un începător poate face față.

Înfășurarea unui transformator cu propriile mâini nu este o sarcină dificilă dacă vă pregătiți în avans. Oamenii care produc diverse echipamente radio sau unelte electrice au nevoie de transformatoare pentru nevoi specifice. Deoarece nu este întotdeauna posibilă achiziționarea anumitor produse, meșterii adesea vândează ei înșiși transformatoarele toroidale. Cei care încearcă să efectueze bobinajul pentru prima dată întâmpină dificultăți: nu pot determina corectitudinea calculelor sau nu pot selecta piesele și tehnologia corespunzătoare. Este necesar să se înțeleagă că diferite tipuri sunt ranite diferit.

Asemenea dispozitivele toroidale sunt radical diferite. Calculul unui transformator toroidal și înfășurarea acestuia va fi deosebit. Deoarece radioamatorii și meșterii creează piese pentru echipamentele de putere, dar nu au întotdeauna cunoștințe și experiență suficiente pentru a le fabrica, acest material va ajuta această categorie de oameni să înțeleagă nuanțele.

Pregătirea pentru bobinare

Materiale necesare

Materialele de bobinare necesită o selecție atentă, fiecare detaliu este important. În special, veți avea nevoie de:

1. Cadru transformator. Este folosit pentru a izola miezul de înfășurări și deține, de asemenea, bobinele de înfășurare. Este realizat din materiale dielectrice puternice și subțiri pentru a nu ocupa prea mult spațiu în intervalele („ferestre”) ale miezului. Puteți folosi carton, microfibră, textolit. Grosimea materialului nu trebuie să depășească 2 mm. Cadrul este lipit împreună cu lipici obișnuit de tâmplărie (clei nitro). Forma și dimensiunile sale depind în întregime de miez, înălțimea sa este puțin mai mare decât cea a plăcii (înălțimea de înfășurare).
2. Miez. Acest rol este îndeplinit de obicei de circuite magnetice. Cea mai bună soluție va fi utilizarea plăcilor de la transformatoare dezasamblate, deoarece sunt fabricate din aliaje adecvate și sunt proiectate pentru un anumit număr de spire. Miezurile magnetice au o varietate de forme, dar cel mai adesea există produse sub forma literei „W”. În plus, acestea pot fi tăiate din diverse semifabricate disponibile. Pentru a determina dimensiunile exacte, firele înfășurărilor sunt preînfășurate.
3. Firele. Aici trebuie să utilizați două tipuri: pentru înfășurare și pentru cabluri. Soluția optimă pentru transformarea dispozitivelor - fire de cupru avand izolatie emaila (tip PEL sau PE). Sunt suficiente chiar și pentru transformatoarele de putere. O selecție largă de secțiuni vă permite să alegeți cel mai mult varianta potrivita. Firele fotovoltaice sunt, de asemenea, adesea folosite. Pentru ieșire, cel mai bine este să luați fire cu izolație multicoloră, pentru a nu vă confunda la conectare.
4. Tampoane de izolare. Ajută la creșterea izolației firului de înfășurare. De regulă, se folosește hârtie subțire și groasă (hârtia de calc este perfectă), care trebuie așezată între rânduri. Dar hârtia trebuie să fie intactă, să nu existe rupturi sau înțepături, chiar și cele mai nesemnificative.

Cum să vă accelerați fluxul de lucru

Mulți radioamatori au în arsenalul lor unități speciale simple, cu ajutorul căruia se realizează bobinajul. În multe cazuri, vorbim despre structuri simple sub forma unei mese mici sau a unui suport de masă, pe care sunt instalate mai multe bare cu o axă longitudinală rotativă. Lungimea axei în sine trebuie să depășească de 2 ori lungimea cadrului de înfășurare. Un mâner este atașat la una dintre ieșirile din bare, permițându-vă să rotiți dispozitivul.

Cadrele mulinetelor sunt plasate pe osii, care sunt blocate pe ambele părți cu știfturi de limitare (acestea împiedică mișcarea cadrului de-a lungul axei).

Elementul principal al sursei de alimentare este transformatorul. Uneori poate fi achiziționat în magazine specializate, pe piața radio sau prin internet. Dar cel mai adesea nu este posibil să cumpărați un transformator cu parametrii necesari. Pentru a face singur un transformator, mai întâi trebuie să vă decideți asupra tipului de fier. Cele mai comune transformatoare sunt realizate din plăci în formă de W. În același timp, transformatoarele pe fier toroidal (o gogoașă din bandă de fier) ​​în comparație cu transformatoarele pe miezuri blindate din plăci în formă de W au greutate și dimensiuni mai puține. De asemenea, tori sunt diferiți conditii mai bune răcire înfășurării și eficiență crescută. Cu o distribuție uniformă a înfășurărilor în jurul perimetrului miezului toroidal, practic nu există câmp parazit și, în majoritatea cazurilor, nu este nevoie de ecranare a transformatorului. Deși, atunci când construiți un amplificator de înaltă calitate, nu trebuie să neglijați ecranul.

În plus, chiar și pe cel mai bun fier de călcat cu o inducție de 15.000 Gauss într-un transformator toroidal, curentul de magnetizare ia forma unor impulsuri cu un factor de vârf de 5...50. Aceasta este o sursă de interferență puternică cu un spectru destul de larg. curent mai mult sau mai puțin sinusoidal x.x. devine la inducție mai mică de 6000 Gauss pentru oțel 3410 și 8000...9000 Gauss pentru 3425. Inducția redusă crește semnificativ costul și greutatea transformatorului, ceea ce este extrem de nedorit pentru echipamentele în serie. Cu toate acestea, pentru a reduce interferența într-un amplificator de putere cu frecvență audio, este logic să reduceți inducția în transformatorul de alimentare. ÎN în acest caz, Regula funcționează - „Cu cât inducția este mai mică, cu atât mai bine”.

Pentru a calcula parametrii unui transformator toroidal, este foarte convenabil să utilizați un calculator. Vă permite să calculați rapid parametrii unui transformator, având la dispoziție un tor gata făcut. Pentru Hi-End UMZCH, se recomandă să nu selectați inducția într-un miez din fier rusesc (sovietic) mai mult de 1,0 Tesla. Pentru fierul de călcat importat (tor de la un UPS vechi), 1,2 Tesla este acceptabil. În acest caz, se vor obține interferențe magnetice scăzute și zgomot acustic minim de la transformator.

Înainte de a înfășura un transformator toroidal, este necesar să pregătiți miezul selectat: mai întâi îndepărtați teșirea cu o pilă semicirculară de pe toate marginile ascuțite ale gogoșii, apoi trasați de-a lungul capătului torusului cu un creion și tăiați. hârtie groasă(cărți poștale) obraji, lipiți obrajii de părțile laterale ale torusului, acoperiți părțile exterioare și interioare ale miezului cu hârtie simplă. Sunt posibile și alte opțiuni pentru izolarea miezului. Principalul lucru este de a preveni un posibil scurtcircuit al înfășurării primare la miezul transformatorului ca urmare a unei posibile împingeri a izolației și a deteriorării lacului firului de înfășurare pe marginile ascuțite ale torusului în timpul înfășurării.

Pentru a bobina un transformator toroidal, folosesc o navetă din lemn sau textolit la capete ale căreia fac decupaje în formă de coadă de rândunică. Naveta poate fi făcută cu ușurință dintr-o riglă din lemn de 20–30 cm lungime și pentru a nu crăpa pe lungime atunci când înfășurați o bobină de sârmă pe ea, „coada de rândunică” este întărită cu bandă de hârtie (3-4 spire). . Când înfășurați manual, ar trebui să utilizați fire PELSHO, PESHO. Ca ultimă soluție, puteți utiliza firul de înfășurare PEV-2 sau PETV-2, utilizat pe scară largă. Folia PET fluoroplastic cu grosimea de 0,01-0,02 mm, pânză lăcuită LShSS cu grosimea de 0,06-0,12 mm sau bandă cambrică sunt potrivite ca izolație între înfășurare și exterioară, dar am folosit folie fluoroplastică.

După înfășurarea numărului calculat de spire ale înfășurării primare, este recomandabil să se măsoare curentul viteza de mers în gol transformator. Pentru a face acest lucru, conectăm testerul în serie cu înfășurarea primară în modul ampermetru. Pentru a evita orice situații de urgență, puteți aprinde un bec de 220 V cu o putere de 40 W în serie cu primarul. Lumina se va aprinde dacă numărul de spire este mic. Dacă trans-ul este înfășurat corect, filamentul ar trebui să aibă o nuanță roz. Un transformator toroidal are curenți mari de pornire în momentul pornirii, suprasarcinile pot ajunge la 160 de ori. Prin urmare, pornirea transformatorului trebuie să se facă nu prin tester, ci folosind un „jumper”, care apoi se deschide și curentul începe să curgă prin tester.

Pentru a măsura curentul fără sarcină folosesc următorul circuit:

Pornesc un rezistor de 10 ohmi în serie cu înfășurarea primară a transformatorului, aplic tensiunea de rețea și măsoară căderea de tensiune pe el. În consecință, curentul fără sarcină este egal cu I=U/R. În cazul meu, 0,045 V / 10 Ohm = 0,0045 A. sau 4,5 mA.

Rata curentului fără sarcină pentru fiecare transformator este individuală și, de obicei, nu depășește 50 mA la o tensiune de 220 V. Aici regula de bază este „Cu cât este mai mic curentul în gol, cu atât mai bine”, cu atât mai asemănătoare este forma curentul de sarcină este la un sinus.

Pentru un toroid din sursa de alimentare UMZCH, curentul rece este:

• 20-30 mA - „satisfăcător”,
• 10-20 - „bine”,
• mai puțin de 10 mA - „excelent”.

Pentru a calcula numărul de spire ale înfășurării primare, înfășuram înfășurarea secundară cu orice fir disponibil (în cazul meu, mgtf), aplic tensiunea de rețea înfășurării primare și măsoară tensiunea pe înfășurarea secundară.

Testerul meu arată 0,581 V pe 4 spire ale secundarului În consecință, numărul de spire ale înfășurării primare va fi egal cu: U rețea x N secundar / U secundar. La momentul măsurătorilor, în rețea era 230 V În cifre obținem: 230 V x 4 spire / 0,581 V = 1583 spire.

Încă câteva cuvinte despre înfășurarea transformatorului. Pentru a minimiza zgomotul emis de un transformator toroidal, este necesar să umpleți uniform fiecare strat de înfășurări cu fir de înfășurare. Dacă ați așezat turele la dreapta pentru prima jumătate a înfășurării, atunci a doua jumătate a înfășurării trebuie așezată la stânga, fără a schimba direcția de așezare a spirelor în jurul miezului. Dacă este necesar să înfășurați două înfășurări identice (tipic pentru UMZCH), un fir dublu este înfășurat pe bobină, iar apoi spirele a două înfășurări secundare sunt așezate din bobină simultan, așa cum se arată în fotografie.

În cazul meu, trei straturi de primar sunt așezate într-o direcție și alte trei straturi în cealaltă. Concluziile primare sunt trase cât mai aproape una de cealaltă. Două bobine secundare au fost înfășurate în același mod, două straturi au fost așezate într-o direcție și încă 2 straturi în cealaltă. În conformitate cu aceste reguli, am fabricat un transformator toroidal de 120 de wați pentru amplificatorul lui Vasilich cu o etapă de ieșire cu canal N de Alexey Nikitin, care a asigurat interferențe minime la circuitele de intrare ale UMZCH.

Mă voi bucura dacă experiența mea în fabricarea transformatoarelor toroidale vă va fi de folos.

Cu stimă!

Conversia curentului sau a tensiunii este utilizată în aproape orice aparat electric. Pentru ce este un transformator? Un dispozitiv mai practic și universal pentru conversia tensiunii nu a fost încă inventat.

Cum funcționează un transformator?

Baza dispozitivului este un circuit magnetic închis. Pe el sunt înfășurate înfășurări de două sau mai multe. Când apare o tensiune alternativă pe înfășurarea primară, baza este excitată flux magnetic. Induce o tensiune alternativă cu o frecvență similară pe înfășurările rămase.

Diferența dintre numărul de spire dintre înfășurări determină coeficientul de modificare a tensiunii. Mai simplu spus, dacă înfășurarea secundară are jumătate din câte spire, va apărea pe ea o tensiune care este jumătate din cea a primarului. Puterea rămâne aceeași, ceea ce vă permite să lucrați cu curenți mai mari la tensiuni mai mici.

Important! Transformatorul poate funcționa numai cu variabile sau curenti de impuls. Convertit tensiune constantă deci imposibil.

Proiecta diferă prin forma circuitului magnetic.

Blindat

Formează două ture câmp magnetic, conceput pentru sarcini grele. Miezul magnetic este detasabil, usor de asamblat - pe tija centrală se pune bobinajul finit. Dezavantaj: grele și voluminoase. Tijele exterioare și transversale ale circuitului magnetic nu sunt utilizate în mod eficient.

Tijă

Designul este similar cu cel blindat, câmpul magnetic este cu o singură rotație și, în consecință, puterea este mai mică. De asemenea, are un design pliabil. Eficiența utilizării suprafeței circuitului magnetic nu este mai mare de 40%.

Transformator toroidal

Are cea mai mare eficienta. Acest lucru se realizează prin utilizarea 100% a zonei circuitului magnetic. Prin urmare, cu aceeași putere, astfel de transformatoare au dimensiuni mai mici. Un alt avantaj este că datorită distribuției înfășurărilor pe toată suprafața de bază, răcirea spirelor este mai eficientă. Acest lucru permite convertorului să fie încărcat și mai mult fără a depăși temperatura critică. Există un singur dezavantaj - astfel de transformatoare sunt dificil de asamblat, deoarece baza este dintr-o singură piesă.

Materiale pentru miezul magnetic:

Bazele de fier sunt asamblate din plăci, înfășurate cu bandă sau turnate monolit. Cele mai multe material eficient– ferită. Cel mai adesea este folosit în tori, mărind eficiența acestora.

Ne-am uitat la ce tipuri de transformatoare există prin proiectare. Când cumpărați un dispozitiv gata făcut, nu vă pasă prea mult de cât de dificil este să îl faceți.


Designul toroidal este ușor de instalat (ocupă puțin spațiu și este fixat cu un șurub). Cu toate acestea, un astfel de dispozitiv costă mai mult decât convertoarele de tensiune cu tijă sau blindate. Adesea, prețul său depășește economiile din făcut singur intreaga instalatie electrica.

Cum să faci un transformator toroidal cu propriile mâini?

Primul lucru care vă vine în minte este să luați un tor gata făcut dintr-un rupt aparate electrocasniceși încercați să modificați parametrii înfășurării secundare pentru a se potrivi cu calculele dvs. Toți radioamatorii știu să deruleze un transformator cu propriile mâini.

Dar miezul toroidal nu se dezasambla, dacă treceți câteva mii (sau chiar sute) de ture prin gogoașă, va dura luni de zile să derulați înapoi. Și probabilitatea de a deteriora mantaua de sârmă cu această metodă este destul de mare.

Important! Sârma de cupru de înfășurare are o acoperire de protecție cu lac. Uneori cârpă, pentru înfășurări puternice. Izolația suplimentară mărește secțiunea transversală și, în consecință, volumul înfășurării se triplează. Prin urmare, la înfășurare, spirele sunt așezate fără mișcare longitudinală (tragere), pentru a nu deteriora izolația.

Pentru a evita să puneți întrebări precum: „Ce se poate face dintr-un transformator cu microunde?” (din el se fac spotteri pentru sudarea în puncte), ar fi mai logic să selectați un transformator pentru o anumită sarcină și nu invers.

Mulți sudori amatori visează la un transformator toroidal. La urma urmei, se știe de mult timp că caracteristicile de greutate și dimensiune ale toroidilor sunt mult mai bune decât cele ale transformatoarelor în formă de „W” și „U”. Deci, cu aceleași caracteristici, toroidul este de 1,3-1,5 ori mai mic. Motivul pentru care mulți nu se angajează la fabricarea unui astfel de transformator este lipsa fierului. Acest articol vă va ajuta să găsiți o cale de ieșire din această situație.

Proiectarea implică fabricarea unui transformator toroidal dintr-un transformator industrial de sudare uzat. Pentru a face acest lucru, este dezasamblat și o gogoașă este asamblată din plăci de 90X450 mm. Secțiunea transversală necesară a miezului depinde de numărul de plăci.

În principiu, plăcile pot fi folosite și de la transformatoarele de putere ale televizoarelor color cu tub vechi. Transformatoarele TS270, TSA310 sunt în curs de îndepărtare. Miezurile în formă de U sunt sparte în plăci cu o lovitură de ciocan, care sunt îndreptate pe o nicovală.
Pentru a face o gogoașă, mai întâi trebuie să nituriți un cerc din plăci cu un diametru exterior de 260 mm. Apoi se introduce prima farfurie în interiorul cercului, ținându-l cu mâna pentru a nu se desfășura, a doua se introduce cap la cap și tot așa, până când diametrul interior al gogoșii este de 120 mm. Dacă gogoșia este făcută din transformatoare TC270, atunci diametrul trebuie recalculat pentru a obține suprafața necesară a secțiunii transversale. Puteți face două covrigi și le puteți pune împreună. În acest caz, diametrele externe și interne ale gogoșii pot fi lăsate neschimbate.

Marginile toroidului sunt procesate cu un fișier. Din carton electric facem două inele cu un diametru exterior de 270 mm, un diametru interior de 110 mm și o bandă de 90 mm lățime. Aplicam semifabricate de carton electric pe gogoasa si le infasuram cu banda electrica pe baza de material, le puteti infasura cu banda din buclele de demagnetizare ale tuburilor de imagine. Înfășurarea primară este înfășurată cu sârmă PEV-2 cu un diametru de 2,0 mm, numărul de spire pentru 220 V este de aproximativ 170. Acest lucru depinde în mare măsură de densitatea ansamblului plăcilor. Numărul exact de ture poate fi verificat experimental. Dacă curentul fără sarcină este mai mare de 1-2 A, atunci este necesar să derulați spirele, dacă este mai mic, derulați-l. Înfășurarea secundară este înfășurată cu sârmă PV3 cu o secțiune transversală de 15-20 mm, 30 de spire. A treia înfășurare conține, de asemenea, 30 de spire, dar înfășurată cu fir MGTF 0,35. Izolarea cu bandă este așezată între înfășurări.

După testarea transformatorului, puteți începe fabricarea circuitului de control. Este un regulator de curent de fază. Tensiunea alternativă preluată de la a treia înfășurare a transformatorului este redresată printr-o punte pe diodele VD5-VD8. Când tensiunea pe ea atinge aproximativ șase volți, are loc o defalcare a analogului dinistorului de joasă tensiune, asamblat pe dioda zener VD6 și tiristorul VS3, iar prin dioda VD3 se deschide tiristorul VS1. Capacitatea C1 este descărcată. Același lucru se întâmplă cu o semiundă negativă, doar dioda VD4 și tiristorul VS2 deschise. Rezistorul R3 servește la limitarea curentului prin analogul dinistorului.
Configurarea constă în reglarea rezistenței R1 la zona de control a curentului de sudare necesară.

Ca SA1, puteți utiliza orice mașină automată de 25 A KD209A poate fi înlocuită cu KD202V-KD202M sau orice alta cu un curent mai mare de 0,7 A și o tensiune mai mare de 70 V. Tiristorul KUKLA poate fi înlocuit cu KU201-KU202. Rezistoarele R1 și R2 - pentru o putere de cel puțin 10 W. C1 - K50-6. VD1, VD2, VS1, VS2 pentru un curent de 160-250 A cu orice grup de tensiune. Acestea trebuie instalate pe calorifere cu o suprafață de răcire de cel puțin 100 cm2.

Înfășurarea 3 a transformatorului este proiectată pentru o tensiune de 40 V, iar secundarul, dacă este necesar, poate fi mărit.