Как намотать самому трансформатор

Как намотать самому трансформатор

В современных броневых и стержневых трансформаторах обмотки наматываются на жёсткий каркас. Поэтому, для закрепления каркаса, можно воспользоваться вот такими щёчками. Одну из щёчек нужно жёстко закрепить на шпильке двумя гайками, чтобы каркас вместе со щёчками при намотке не прокручивался относительно шпильки.

Вторая щёчка будет просто удерживать каркас.

Если же Вам попадётся какой-нибудь старинный трансформатор с картонным каркасом, то придётся выпилить деревянную бобышку размером чуть шире сечения магнитопровода, чтобы при намотке каркас не деформировался вместе с обмотками.

Длина бобышки должна быть равной или чуть больше высоты каркаса

Каркас вместе с бобышкой можно прикрутить к шпильке подобным образом.

Я использую для перемотки трансформаторов вот такое нехитрое приспособление, которое с натяжкой можно назвать намоточным станком. В одни тиски зажимаю ручную дрель, а в другие счётчик оборотов.

приспособление для намотки трансформатора из дрели

Катушку с проводом закрепляю вот на таком мобильном устройстве, которое обычно стоит на полу, как раз под тем местом, где находится каркас.

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.

Как мотать трансформатор

Часто при намотке сварочных трансформаторов или каких то других мощных трансформаторов, возникает проблема при намотке обмотки на сердечник тороидального трансформатора и появляется разумный вопрос как мотать трансформатор? Проблема заключается в том, что сердечник имеет замкнутый контур и укладка провода, особенно во внутренней части сердечника, очень не удобна, что приводит к образованию так называемых «воздушных витков», которые занимают место и в результате обмотка может не уместится в окно сердечника.

Намотка тороидального трансформатора

Что бы избежать этого, нужно производить намотку трансформатора правильно, начиная с самого первого ряда обмотки. Если делать все по методике описанной ниже, то можно добиться качества намотки трансформатора сравнимое с заводской.

Так как же мотать трансформатор? Для того чтобы намотать провод на тороидальный трансформатор, нужен челнок. На него наматывается требуемое количество провода, которое нужно для намотки обмотки трансформатора.

Затем продевая челнок в окно сердечника начинаем наматывать обмотки трансформатора, прижимая виток к витку:

Данная статья опубликована на сайте whoby.ru. Постоянная ссылка на эту статью находится по этому адресу http://whoby.ru/page/prnamotka

Читайте статьи на сайте первоисточнике, не поддерживайте воров.

Воздушные витки

Вроде бы сложного ни чего нет, но тут есть подводные камни. Если мотать не прижимая как положено обмотку, то получаем воздушные витки, которые в последствии будут занимать много места и обмотка не уместится.

Далее на фото показан воздушный виток внутри окна сердечника, изгибая прод в противоположную сторону, можно полностью избавиться от этого при намотке:

Тоже самое нужно делать с воздушными витками на торцах сердечника:

Эпилог

В результате такого не хитрого метода можно намотать трансформатор очень качественно, что хорошо видно на последней фотографии.

Всем безвоздушных витков.

Автор статьи: Admin Whoby.Ru

Если вам понравилась статья, нажмите на кнопку нужной социальной сети расположенной ниже. Этим действием вы добавите анонс статьи к себе на страницу. Это очень поможет в развитии сайта.

Еще записи по теме

Только на себя мотать очень неудобно,намного удобнее и полезнее (так как плотнее получится обмотка) мотать от себя,то есть по внешней части кольца провод оттягивается от себя и зажимается пальцем другой руки на торце перед проходом челнока внутрь,а изнутри тянется на себя.Так же в большинстве случаев как не странно намного удобнее использовать не челнок,а что то типа карандаша с бортиками на который поперек намотан провод как на катушку.Еще странно,что вы используете витой провод,это делает обмотку очень «острой»

Только на себя мотать очень неудобно

Еще странно,что вы используете витой провод,

Как правильно мотать тор?

По всей ево окружности или домотав до начала возвращаться назад мотая уже второй слой ?

Мотать нужно по окружности. Пройдя первый слой нужно продолжать дальше мотать. Возвращаться не нужно.

Разновидности

В зависимости от конструктивных особенностей различают следующие разновидности импульсных трансформаторов:

• стержневые;
• броневые;
• тороидальные, с намоткой провода на изолированный сердечник, не предполагающие применения катушек;
• бронестержневые.

Виды магнитопроводов

Поперечное сечение сердечника в большинстве устройств выполняется в форме круга или прямоугольника, по аналогии с силовыми аппаратами.

Основные характеристики устройств нанесены на корпус, поэтому из условного обозначения можно почерпнуть информацию об главных параметрах оборудования.

Немного теории

Для устойчивого и бесперебойного функционирования сварочного трансформатора должны выполняться следующие условия:

Размещение изолирующих кругов из электрокартона.

1. Чтобы дуга надежно зажигалась, должно обеспечиваться рабочее напряжение порядка 55-65 В.
2. Рабочий ток (зависит от сечения электрода) должен поддерживать бесперебойное существование дуги.
3. Величина напряжения на дуге при сварке должна составлять 18-25 В.
4. При коротком замыкании величина потребляемого тока должна возрастать не более чем на одну треть.

Для домашней электросварки обычно применяют электроды диаметром 2 (рабочий ток порядка 70 А), 3 (110-120 А) или 4 мм (140-150 А). Осознавая, что с ростом мощности увеличиваются нагрев и износ трансформатора, его вес и стоимость обмоточного провода, чаще всего на практике ориентируются максимум на «тройку». Параметр мощности трансформатора, учитывающий интенсивность его работы при сварке такими электродами, равен:

P = U * I * (П / 100) 1/2 = 65 В * 120 А * 0,4472 ≈ 3488 Вт ≈ 3,5 кВт,

где П – коэффициент интенсивности, показывающий, какую часть временного промежутка (%) трансформатор работает в режиме дуги и греется. Оставшуюся часть времени он охлаждается в холостом режиме. В расчетах П можно полагать равным 20-25%.

Параметр мощности трансформатора определяет ЭДС индукции, наводимая в одном витке обмоток:

E₁ = 0,55 + 0,095 * P (кВт) = 0.55 + 0.095 * 3.5 ≈ 0.88 В/виток.

Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой.

Зная E₁, можно легко вычислить количество витков в любой из обмоток трансформатора:

Например, если первичная обмотка рассчитана на напряжение 220 В, то количество витков в ней N₁ = 220 / 0.88 = 250.

Вторичная обмотка трансформатора с U₂ = 60 В должна содержать N₂ = 60 / 0.88 = 68 витков.

Площадь поперечного сечения стального магнитопровода трансформатора (см 2 ) может быть рассчитана по эмпирической формуле:

S = U₂ * 10000 / (4,44 * f * N₂ * B) = 60 * 10000 / (4,44 * 50 * 68 * 1,5) = 26,5 см 2 ,

где f = 50 Гц – частота тока, В = 1,5 Тл – значение магнитной индукции в сердечнике.

При других сечениях сердечника потребуется перерасчет количества витков. Зависимость практически обратно пропорциональная – если площадь сечения сердечника увеличить в k раз, количество витков, наоборот, уменьшается в k раз.

Остается рассчитать сечение проводов. Учитывая перерывы в работе самодельного сварочного трансформатора, допустимая плотность тока – 5 А/мм 2 . Оценка величины рабочего тока I₂ уже была произведена. Произведем оценку тока, протекающего через первичную обмотку. Если учитывать потери, средняя мощность на первичной обмотке примерно в 1,35 раза больше P. В нашем примере Р₁ ≈ 1,35 * 3,5 кВт ≈ 4,7 кВт. Тогда ток, протекающий через первичную обмотку I₁ = P₁ / U₁ = 4700 Вт / 220 В ≈ 21 А.

Способы намотки обмоток сварочного аппарата на тороидальном сердечнике: 1 – равномерная, 2 – секционная, а – сетевая обмотка, б – силовая обмотка.

Рассчитаем площадь поперечного сечения проводов. Для этого делим величину тока, протекающего по обмоткам, на допустимую плотность тока. Для первичной обмотки получаем:

S₁ = I₁ / j = 21 А / 5 А/мм 2 ≈ 4 мм 2

Для вторичной обмотки:

S₂ = I₂ / j = 120 А / 5 А/мм 2 = 24 мм 2

Обмоточные провода следует брать с прочной и термостойкой изоляцией. Самой лучшей будет стеклоткань. Применение ПХВ оболочек недопустимо – расплавятся и вытекут. Вторичные обмотки удобно наматывать электроизолированной медной шиной. В случае ее отсутствия возможно использование многожильного гибкого провода.

1 Устройство самодельного намоточного станка

В промышленных условиях используются специальные приспособления для массового производства различных типов электрических катушек и трансформаторов. Производство однотипных изделий позволяет вкладывать финансовые средства в скоростное, автоматическое оборудование для увеличения количества выпускаемой продукции.

В работе своими руками при ремонте, восстановлении, создании новых катушек или трансформаторов, необходимости в полной автоматизации процесса перемотки нет, но метод ручной укладки каждого витка проволоки устраивает далеко не всех мастеров. Поэтому появилась практика создания своих собственных моделей.

Самым простым вариантом является ручной намоточный станок, сделанный своими руками, который оснащен регулируемым укладчиком и счетчиком витков. При его создании следует уделить внимание лишь нескольким условным требованиям:

• простота конструкции;
• использование подручных материалов;
• возможность намотки катушек разного размера и конфигурации.

Устройство простейшего самодельного намоточного станка для трансформаторов

Примером такого станка сделанного своими руками может послужить такая конструкция, работающая по принципу колодезного ворота:

• основание с двумя вертикальными стойками, сделанными из дерева или фанеры;
• горизонтальная ось, закрепленная на стойках сделанная из толстой проволоки один конец которой выгнут в форме ручки для вращения;
• две трубки одетые на ось, на одной из которых размещена деревянная колодка, которая фиксируется шпилькой из металла и имеет клин для надежной фиксации на вращающейся оси;
• счетчик витков (велосипедный одометр), который подсоединяется к свободному концу оси через плотную резиновую трубку или витую пружину подходящего сечения.

Принцип работы такого устройства основан на насаживании каркаса трансформатора на ось устройства, и вращении своими руками ворота с ручным контролем плотности укладки провода и визуальным — по отсчету витков.
к меню ↑

1.1 Намотка тороидальных трансформаторов

Широкое применение тороидальных трансформаторов в бытовой технике и приборах дающих низковольтное освещение, создает необходимость в станке, а точнее, приспособлении, которое поможет намотать проволоку на каркас круглой замкнутой формы.

В промышленных условиях используются специальные кольцевые станки для качественной намотки тороидальных трансформаторов. В домашних же условиях, приходится мотать вручную долго и без гарантии качественной ровной укладки проволоки.

Приспособление в виде челнока, который работает по принципу швейной иглы, несколько облегчает работу по намотке тороидальных трансформаторов, но в недостаточной степени.

Станок для намотки тороидальных трансформаторов

Для создания более производительного устройства по намотке тородоидальных трансформаторов потребуется обод велосипедного колеса. Он закрепляется на стене при помощи штыря и имеет резиновое кольцо для закрепления проволоки.

Так как обод является цельным, то для того чтобы одевать на него каркасы тородоидальных трансформаторов, его необходимо будет разрезать и затем скрепить разборными пластинами.

Намотка тороидальных катушек при помощи этого приспособления происходит следующим образом:

• на разъединенный обод одевается подготовленная к намотке катушка;
• пластинами скрепляют (соединяют) обод, чтобы он являлся цельным кругом;
• наматывают на него необходимое количество проволоки;
• присоединяют конец провода к свободно перемещающейся по ободу катушке;
• начинают передвигать катушку по ободу полными кругами, за счет чего проволока сама укладывается на каркас трансформатора.

При выполнении такой, практически ручной намотки, необходимо следить за натяжением проволоки и плотностью витков.

Обод велосипедного колеса подходит лишь для катушек большого размера. Этот же принцип намотки, для небольших тороидальных трансформаторов, можно применять, используя любое плоское кольцо подходящих размеров.
к меню ↑

Что нужно знать и иметь для самостоятельной намотки трансформатора?

Если есть необходимость в этом аппарате, то надо иметь ответы на такие вопросы:

1. Для чего нужен трансформатор: повышать или понижать напряжение?
2. Какие напряжения должны быть на входе и выходе аппарата?
3. Работает аппарат от сети переменного тока 50 Гц или его надо рассчитывать на другую частоту?
4. Какова будет мощность самодельного трансформатора?

После получения ответов можно приступать к покупке нужных материалов. Для этого покупают ленточную изоляцию (лакоткань) для будущего трансформатора, сердечник для него (если есть подходящий по мощности от старого, сгоревшего телевизора, то можно использовать и его), нужное количество провода в эмалевой изоляции.

Схема самодельного приспособления для обмотки трансформаторов.

Для намотки обмоток можно сделать простейший намоточный станок. Для этого берут доску длиной 40 см и шириной 100 мм. На нее шурупами присоединяют два бруска 50 х 50 миллиметров так, чтобы расстояние между ними было 30 см. Они должны быть просверлены на одинаковой высоте сверлом диаметром 8 мм. В эти отверстия заводят пруток, на который предварительно надевается катушка будущего трансформатора.

С одной стороны на штыре должна быть нарезана резьба на длину 3 см и на нее с помощью двух гаек закреплена ручка, которой вращают пруток с катушкой при намотке трансформатора.

Размеры вышеописанного намоточного станка не критичны – все зависит от размеров сердечника. Если он сделан из ферросплавов и имеет форму кольца, то придется обмотку выполнять вручную.

Предварительный расчет количества витков можно сделать исходя из требуемой мощности аппарата. Например, если нужен повышающий трансформатор с 12 до 220 В, то требуемая мощность такого аппарата будет в пределах 90-150 Вт. Выбираем О-образный тип магнитопровода от старого телевизора или покупаем подобный в магазине. Сечение его должно быть выбрано по формуле из электротехнического справочника. В этом примере оно приблизительно равно 10-11 см².

Следующий этап – определение количества витков на 1 В, которое в данном случае равно 50 Гц, деленное на 10-11, что-то около 4,7- 5 единиц на вольт. Теперь можно посчитать количество витков первичной и вторичной обмотки: W1= 12 Х 5 = 60 и W2= 220 Х 5=1100.

Затем надо определить токи в них: I1 = 150_12=12,5 А и I2=150:220=0,7 А.

Найдем сечения и диаметры проводов обмоток по формулам из справочника.

Повышающий трансформатор предварительно рассчитан, можно приступать к его намотке.

Материалы для намотки

Намотка трансформатора требует тщательного подбора используемых материалов. Так, важное значение имеют практически все детали. Понадобятся:

Схема непрерывной обмотки трансформатора.

1. Каркас трансформатора. Он необходим для изолирования сердечника от обмоток, также он удерживает катушки обмоток. Его изготовление осуществляется из прочного диэлектрического материала, который обязательно должен быть довольно тонким, чтобы на занимать место в интервалах («окно») сердечника. Часто для этих целей применяют специальные картонки, текстолит, фибры и др. Он должен иметь толщину минимально 0,5 м, а максимально 2 мм. Каркас необходимо приклеивать, для этого применяют обычные клеи для столярных работ (нитроклеи). Формы и габариты каркасов определяются формами и размерами сердечника. При этом высота каркаса должна быть чуть больше высоты пластин (высоты обмотки). Для определения его габаритов необходимо произвести предварительные замеры пластин и прикинуть примерно высоту обмотки.
2. Сердечник. В качестве сердечника применяют магнитопровод. Лучше всего для этого подойдут пластины из разобранного трансформатора, поскольку они изготовлены из специальных сплавов и уже рассчитаны на определенное количество витков. Наиболее распространенная форма магнитопровода напоминает букву «Ш». При этом его можно вырезать из различных заготовок, имеющихся в наличии. Чтобы определиться с размерами, необходимо предварительно намотать провода обмоток. К обмотке, которая имеет наибольшее количество витков определяют длину и ширину пластин сердечника. Для этого берется длина обмотки + 2-5 см, и ширина обмотки + 1-3 см. Таким образом происходит примерное определение размеров сердечника.
3. Провод. Здесь рассматривается обмоточный и провода для выводов. Лучшим выбором для намотки катушек трансформирующего устройства считаются медные провода с эмалевой изоляцией (типа «ПЭЛ»/«ПЭ»), этих проводов достаточно для намотки не только трансформаторов для радиолюбительских нужд, но и для силовых трансформаторов (например, для сварочного). Они имеют широкий выбор сечений, что позволяет приобрести провод нужного сечения. Провода, которые выводятся от катушек, должны иметь большее сечение и изоляцию из ПВХ или резины. Часто применяют провода серии «ПВ» с сечением от 0,5 мм 2 . Рекомендуется брать на вывод провода с изоляцией разных цветов (чтобы не было путаницы при подключении).
4. Подкладки изоляционные. Они необходимы для увеличения изоляции провода обмотки. Обычно в качестве прокладок применяется плотная и тонкая бумага (хорошо подходит калька), которую укладывают между рядами. При этом бумага должна быть целостной, без обрывов и проколов. Также такой бумагой оборачивают обмотки после того, как все они готовы.

К выводам собранного трансформатора надо припаять кабель с вилкой, для включения в розетку 220 вольт и провода для подключения к диодному мосту. Я выбрал гибкие, многожильные, кабели, сечением 2,5 мм 2 .

Провода припаянные к клеммам вторичной обмотки присоединяем к «

» — выводам диодного моста в любой последовательности. К положительному и отрицательному выводам диодного моста припаиваем хорошие, медные, провода (кабель).

Диодный мост зарядного устройства

К верхней части диодного моста прикрепляем хороший радиатор для отвода тепла. Я использовал радиатор от системы охлаждения процессора AMD Athlon — Thermaltake. Он рассчитан на отвод 100 ватт тепла. Радиатор справляется со своими обязанностями без дополнительно обдува, но значительно нагревается при работе.

Корпус для трансформатора подбирайте по своему вкусу, но обязательно предусмотрите хорошую вентиляцию и виброизоляцию — под нагрузкой трансформатор нагревается и вибрирует (именно вибрирует, гудение будет слышно, если поместить его в коробку, которая служит резонатором).

Резюме

Готовое зарядное устройство обойдется вам в 200 рублей, потраченных на покупку диодного моста и проводов. Сам трансформатор вы вряд ли найдете в продаже, поищите у старых радиолюбителей.

Это зарядное устройство, изготовленное своими руками, позволит заряжать автомобильный аккумулятор за 12 часов, доводя его до нужной кондиции. Например, он позволяет увеличить плотность электролита с 1,20 до летней нормы 1,27 за в зависимости от возраста пациента.