Vikling af viklingen på en ringformet transformer. Trin-for-trin tilbagespoling af en transformer ved hjælp af et praktisk eksempel. Definition af Toroidal Transformer Design

Vikle en transformer med egne hænder er ikke en vanskelig opgave, hvis du forbereder dig på det på forhånd. Folk, der laver forskelligt radioudstyr eller elværktøj, har behov for transformere til specifikke behov. Da det ikke altid er muligt at købe visse produkter, vinder håndværkere ofte ringkernetransformatorer selv. De, der forsøger at vinde viklingen for første gang, støder på vanskeligheder: de kan ikke bestemme rigtigheden af ​​beregningerne eller vælge de passende dele og teknologi. Det er nødvendigt at forstå det forskellige typer er såret anderledes.

Også toroidale enheder er radikalt forskellige. Beregningen af ​​en ringkernetransformator og dens vikling vil være speciel. Da radioamatører og håndværkere skaber dele til kraftudstyr, men ikke altid har tilstrækkelig viden og erfaring til at fremstille dem, vil dette materiale hjælpe denne kategori af mennesker med at forstå nuancerne.

Forberedelse til vikling

Nødvendige materialer

Viklede materialer kræver omhyggelig udvælgelse, vigtig hver af detaljerne har. Du skal især bruge:

1. Transformer ramme. Den bruges til at isolere kernen fra viklingerne og holder også viklingsspolerne. Den er lavet af stærke og tynde dielektriske materialer for ikke at fylde for meget i kernens intervaller ("vinduer"). Du kan bruge pap, mikrofiber, textolite. Tykkelsen af ​​materialet bør ikke være mere end 2 mm. Rammen limes sammen med almindelig tømrerlim (nitrolim). Dens form og dimensioner afhænger helt af kernen, dens højde er lidt større end pladens (viklingshøjde).
2. Kerne. Denne rolle udføres normalt af magnetiske kredsløb. Den bedste løsning vil være brugen af ​​plader fra adskilte transformere, da de er lavet af passende legeringer og er designet til et vist antal drejninger. Magnetiske kerner har en række forskellige former, men oftest er der produkter i form af bogstavet "W". Derudover kan de skæres fra forskellige emner, der er tilgængelige. For at bestemme de nøjagtige dimensioner er viklingernes ledninger forviklet.
3. Ledninger. Her skal du bruge to typer: til vikling og til ledninger. Optimal løsning til transformation af enheder - kobbertråde med emaljeisolering (PEL- eller PE-type). De er nok selv til krafttransformatorer. Et bredt udvalg af sektioner giver dig mulighed for at vælge det meste passende mulighed. PV-ledninger bruges også ofte. For output er det bedst at tage ledninger med flerfarvet isolering for ikke at blive forvirret, når du forbinder.
4. Isoleringspuder. Hjælper med at øge isoleringen af ​​viklingstråden. Som regel bruges tyndt og tykt papir (kalkerpapir er perfekt), som skal lægges mellem rækkerne. Men papiret skal være intakt, der må ikke være rifter eller punkteringer, selv de mest ubetydelige.

Sådan fremskynder du din arbejdsgang

Mange radioamatører har i deres arsenal simple specialenheder, ved hjælp af hvilken viklingen er lavet. I mange tilfælde vi taler om om simple konstruktioner i formen lille bord eller bordstativer, hvorpå der er installeret flere stænger med en roterende længdeakse. Længden af ​​selve aksen skal overstige længden af ​​viklingsrammen med 2 gange. Et håndtag er fastgjort til en af ​​udgangene fra stængerne, så du kan dreje enheden.

Spolerammer er placeret på akslerne, som er låst på begge sider med begrænsningsstifter (de forhindrer rammen i at bevæge sig langs aksen).

En ringkernetransformator er en elektrisk spændings- eller strømomformer, hvis kerne er bøjet til en ring og lukket. Tværsnitsprofilen adskiller sig fra rund; navnet bruges stadig i mangel af et bedre.

Forskelle mellem ringkernetransformatorer

Michael Faraday er anerkendt som forfatteren af ​​ringkernetransformatorer. Muligt at mødes i Russisk litteratur(især i kommunistisk tid) en utopisk idé: Yablochkov var den første til at indsamle sådan noget, idet han sammenlignede den angivne dato - normalt 1876 - med tidlige eksperimenter med elektromagnetisk induktion (1830). Konklusionen er: England er et halvt århundrede foran Rusland. Interesserede i detaljer vil blive henvist til anmeldelsen. Detaljerede oplysninger om designet af verdens første ringkernetransformator er givet. Produktet er kendetegnet ved kernens form. Ud over toroidal er det sædvanligt at skelne efter form:

1. Panser. De er kendetegnet ved redundansen af ​​den ferromagnetiske legering. For at lukke feltlinjerne (så de passerer inde i materialet), dækker ågene viklingerne med uden for. Som et resultat er input og output viklet omkring en fælles akse. Den ene oven på den anden eller ved siden af ​​hinanden.
2. Stang. Transformatorkernen løber inde i viklingssvingene. Indgang og udgang er rumligt adskilt. Åg absorberer en lille del af spændingslinjerne magnetfelt, der passerer uden for svingene. Faktisk nødvendigt at forbinde stængerne.

Toroidal transformer

Det er svært for en nybegynder, det er værd at forklare mere detaljeret. Kernen er den del af kernen, der løber inde i svingene. Tråd er viklet rundt om rammen. Åget er den del af kernen, der forbinder stængerne. Vi skal transmittere magnetiske feltlinjer. Ågene lukker kernen og danner en solid struktur. Lukkethed er påkrævet for fri udbredelse af et magnetisk felt i materialet.

Emnet Magnetisk induktion viser, at inde i en ferromagnet er feltet markant forstærket. Effekten danner grundlag for transformatorers funktion.

Sammensætningen af ​​ågkernen er minimal. I pansret panser dækker det desuden viklingerne udefra langs længden, som om de beskytter. Navnet kommer fra analogien. Michael Faraday valgte torus ret intuitivt. Formelt kan det kaldes en stangkerne, selvom føringen af ​​viklingernes symmetriakse løber i en bue.

Støtten til den første magnet (1824) var en hestesko. Måske gav denne kendsgerning flyvningsretningen for videnskabsmandens kreative tanke den rigtige azimut. Hvis Faraday brugte andet materiale, ville eksperimentet ende i fiasko.

Torus er viklet med et enkelt bånd. Sådanne kerner kaldes spiral, i modsætning til panser- og stangkerner, som optræder i litteraturen under betegnelsen lamellar. Dette vil være vildledende. Endnu engang det skal siges: en toroidal kerne, der er viklet med separate plader, kaldes spiral. Du skal bryde den i dele, når der ikke er noget tape. Det skyldes rent økonomiske årsager.

Lad os opsummere: i sin oprindelige form havde Faraday ringkernetransformatoren en rund kerne. I dag er formen urentabel, det er umuligt at sikre masseproduktion passende teknologi. Selvom deformationen af ​​tråden ved bøjningsvinklerne klart fører til en forringelse af produktets egenskaber. Mekanisk spænding øger viklingens ohmske modstand.

Toroidale transformatorkerner

Den ringformede transformer er opkaldt efter formen på dens kerne. Michael Faraday lavede en bagel vha hele stykket blødt rundt stål. Designet er uhensigtsmæssigt til moderne scene af flere årsager. Hovedfokus er på at minimere tab. En fast kerne er ufordelagtig; hvirvelstrømme induceres, hvilket kraftigt opvarmer materialet. Resultatet er en induktionssmelteovn, der nemt forvandler stål til væske.

For at undgå unødvendigt spild af energi og opvarmning af transformeren skæres kernen i strimler. Hver er isoleret fra sin nabo, for eksempel med lak. I tilfælde af toroidale kerner er de viklet i en enkelt spiral eller i strimler. Stål har normalt en isolerende belægning på den ene side, der er en enhed på mikrometer tyk.

De nævnte stål anvendes til konstruktion, som ganske ofte er ringformet i udformningen. Interesserede kan gøre sig bekendt med GOST 21427.2 og 21427.1. Til kerner (som navnet på dokumenterne antyder) anvendes i dag oftere anisotropisk koldvalset stålplade. Titlen siger: magnetiske egenskaber materialer er ikke ens langs forskellige koordinatakser. Feltstrømningsvektoren skal falde sammen med rulleretningen (i vores tilfælde bevæger den sig i en cirkel). Tidligere blev der brugt et andet metal. Kernerne i højfrekvente transformere kan være lavet af stål 1521. Egenskaberne ved de anvendte materialer blev diskuteret på stedet (se). Stål er mærket på forskellige måder; betegnelsen omfatter følgende oplysninger:

• Den første plads gives til det tal, der karakteriserer strukturen. Til anisotrope stål anvendes 3.
• Det andet ciffer angiver procentdelen af ​​silicium:

1. mindre end 0,8 %.
2. 0,8 – 1,8%.
3. 1,8 – 2,8%.
4. 2,8 – 3,8%.
5. 3,8 – 4,8%.

• Det tredje ciffer angiver hovedkarakteristikken. Der kan være specifikke tab, værdien ved en fast feltstyrke.
• Stål type. Efterhånden som antallet stiger, er de specifikke tab lavere. Afhænger af metalproduktionsteknologi.

Den relative position af slutningen og begyndelsen af ​​båndet mister sin betydning. For at forhindre spiralen i at vikle sig ud, svejses den sidste drejning til den forrige. punktsvejsning. Vikling udføres med spænding; bånd samlet af flere strimler kan normalt ikke monteres tæt; svejsesømmen overlappes. Nogle gange skæres torusen i to dele (split core), men i praksis kræves dette relativt sjældent. Halvdelene trækkes sammen med en bandage under montering. Under fremstillingsprocessen skæres den færdige toroidale kerne med et værktøj, og enderne slibes. Spiralens spoler holdes sammen med et bindemiddel for at forhindre den i at vikle sig ud.

Vikling af ringkernetransformatorer

Det er standardpraksis yderligere at isolere den ringformede kerne fra viklingerne, selvom der anvendes lakeret tråd. Elektrisk pap (GOST 2824) med en tykkelse på op til 0,8 mm er meget udbredt (andre muligheder er mulige). Almindelige tilfælde:

1. Pappet er viklet med den forrige drejning fanget på en toroidformet kerne. Metoden karakteriseres som fuld overlapning (halv bredde). Enden limes eller fastgøres med keepertape.
2. Enderne af kernen er beskyttet af papskiver med snit 10-20 mm dybe, 20-35 mm i trin, der dækker tykkelsen af ​​torus. De ydre og indre kanter er dækket af striber. Teknologisk er spændeskiverne de sidste, der samles, de afskårne tænder er bøjede. Et keepertape er viklet spiral ovenpå.
3. Skæringerne kan laves på strimler, så tages de med en margin, så de er større end torusens højde, ringene er strengt i bredden og placeres oven på bøjningerne.
4. Tynde strimler og ringe af tekstolit er fastgjort til den toroidale kerne med glasfiberbånd med fuld overlapning.
5. Nogle gange er ringene lavet af elektrisk krydsfiner, getinax, tyk (op til 8 mm) tekstolit med en ydre diameter på 1-2 mm. Yder- og inderkanten er beskyttet med papstrimler med bøjning i kanterne. Der er en luftspalte mellem de første vindinger af viklingen og kernen. Mellemrummet under pappet er nødvendigt i tilfælde af, at kanterne under trådflossen. Så vil den strømførende del aldrig røre den toroidale kerne. Et keepertape er viklet ovenpå. Nogle gange glattes yderkanten af ​​ringene, så viklingen i hjørnerne går glat.
6. Der er en type isolering, der ligner den forrige; på indersiden, langs ringene på de ydre ribber, er der riller til kernen, hvor strimlerne er placeret. Elementerne er lavet af tekstolit. Et keepertape er viklet ovenpå.

Vindingerne er normalt lavet koncentriske (den ene over den anden) eller alternerende (som i det første eksperiment af Michael Faraday i 1831), nogle gange kaldet skiveviklinger. I sidstnævnte tilfælde kan et ret stort antal af dem vikles gennem én, skiftevis: nu højspænding, nu lav. Der anvendes rent elektrisk kobber (99,95 %) resistivitet 17,24 – 17,54 nOhm m. På grund af metallets høje omkostninger anvendes raffineret aluminium til fremstilling af ringkernetransformatorer med lav og medium effekt. I andre tilfælde påvirker restriktioner for ledningsevne og plasticitet.

I kraftige transformere kan kobbertråd være rektangulært snit. Dette gøres for at spare plads. Kernen skal være tyk, så en betydelig strøm kan passere for ikke at smelte, rund sektion vil føre til overdreven vækst af dimensioner. Forstærkningen i ensartethed af feltfordeling over materialet ville blive reduceret til nul. En tyk rektangulær ledning er ret praktisk at lægge, hvilket ikke kan siges om en tynd. Ellers (i henhold til designegenskaber) udføres vikling på nøjagtig samme måde som i tilfælde af en konventionel transformer. Spoler er lavet cylindriske, skrue, enkeltlags, flerlags.

Definition af Toroidal Transformer Design

For dem, der er interesseret i spørgsmålet, anbefaler vi at studere bogen af ​​S.V. Kotenev, A.N. Evseev om beregning af optimering af ringkernetransformatorer (udgave Hotline– Telecom, 2011). Vi minder dig om: udgivelsen er beskyttet af loven om ophavsret. Professionelle vil finde styrken (midlerne) til at købe en bog, hvis det er nødvendigt. Ifølge kapitlerne begynder beregningen med at bestemme tomgangshastighedsparametrene. Den beskriver i detaljer, hvordan man finder aktive og reaktive strømme og beregner nøgleparametre.

Den trykte publikation, på trods af en vis kontroversiel præsentation, gør det samtidig klart, hvorfor en transformer forbundet til kredsløbet, uden en belastning, ikke brænder ud (den nuværende energi forbruges af magnetisering). Selvom det ser ud til, at det åbenlyse udfald af begivenheden var forudsagt.

Antallet af omdrejninger af den primære vikling vælges ud fra den betingelse, at den magnetiske induktion ikke overstiger den maksimale værdi (før du går ind i mætningstilstanden, hvor værdien ikke ændres med stigende feltstyrke). Hvis designet udføres til et 230 volt husholdningsnetværk, tages en tolerance i overensstemmelse med GOST 13109. I vores tilfælde betyder dette en amplitudeafvigelse inden for 10%. Vi husker: Hele industrien skiftede til 230 volt i det 21. århundrede (220 bruges ikke, det er citeret i litteraturen som en "arv fra en vanskelig fortid").

Transformer er oversat fra latin som "konverter", "konverter". Det her elektromagnetisk enhed statisk type, designet til at konvertere vekselspænding eller elektrisk strøm. Grundlaget for enhver transformer er et lukket magnetisk kredsløb, som nogle gange kaldes en kerne. Vindinger vikles op på kernen, hvoraf der kan være 2-3 eller flere, afhængig af transformatortype. Når en vekselspænding vises på primærviklingen, exciteres en magnetisk strøm inde i kernen. Det forårsager til gengæld en vekselstrømspænding med nøjagtig samme frekvens på de resterende viklinger.

Vindingerne adskiller sig fra hinanden i antallet af vindinger, som bestemmer spændingskoefficienten. Med andre ord, hvis sekundærviklingen har halvt så mange omdrejninger, vises der en vekselspænding på den, to gange mindre end på primærviklingen. Men den nuværende magt ændrer sig ikke. Det gør det muligt arbejde med strømme stor styrke ved relativt lav spænding.

Afhængig af formen på det magnetiske kredsløb Der er tre typer transformere:

Pladematerialer

Transformerkerner er lavet af enten metal eller ferrit. Ferrit, eller ferromagnetisk, er jern med en speciel struktur krystalgitter. Brugen af ​​ferrit stiger Transformer effektivitet. Derfor er transformatorkernen oftest lavet af ferrit. Der er flere måder at lave en kerne på:

• Fremstillet af stablede metalplader.
• Fremstillet af viklet metaltape.
• I form af en monolit støbt af metal.

Enhver transformator kan fungere i både step-up og step-down modes. Derfor er alle transformatorer konventionelt delt i to store grupper. Boost: Udgangsspændingen er større end indgangen. For eksempel var det 12 V, det blev 220 V. Step-down: udgangsspændingen er lavere end input. Den var på 220, men blev til 12 volt. Men alt efter hvilken vikling den primære spænding leveres til, kan den omdannes til en boostspænding, som vil gøre 10 A til 100 A.

DIY ringkernetransformer

En ringkernetransformator, eller blot en torus, laves oftest hjemme som en hoveddel til hjemmet svejsemaskine og ikke kun. Faktisk er dette den mest almindelige type transformer, først fremstillet af Faraday i 1831.

Fordele og ulemper ved torus

Thor har utvivlsomme fordele sammenlignet med andre typer:

Den enkleste torus består af to viklinger på dens ringformede kerne. Den primære vikling er forbundet med kilden til elektrisk strøm, den sekundære vikling går til elforbrugeren. Ved hjælp af et magnetisk kredsløb kombineres viklingerne og deres induktion forbedres. Når strømmen er tændt, vises en vekselstrøm i primærviklingen. magnetisk flux. Tilslutning til sekundærviklingen genererer denne flux elektromagnetisk kraft i den. Størrelsen af ​​denne kraft afhænger af antallet af sårdrejninger. Ved at ændre antallet af omdrejninger kan du konvertere enhver spænding.

Beregning af effekten af ​​en ringkernetransformator

At lave en svejse ringtransformator derhjemme begynder med at beregne dens effekt. Hovedparameteren for den fremtidige torus er den strøm, der vil blive tilført svejseelektroder. Oftest er elektroder med en diameter på 2-5 mm tilstrækkelige til husholdningsbehov. Følgelig bør strømstyrken for sådanne elektroder være i området 110-140 A.

Effekten af ​​den fremtidige transformator beregnes ved hjælp af følgende formel:

U - åben kredsløbsspænding

I - strømstyrke

cos f - effektfaktor lig med 0,8

n—koefficient nyttig handling, lig med 0,7

Yderligere beregnet værdi strøm ved hjælp af den relevante tabel kontrolleres med størrelsen af ​​kernens tværsnitsareal. Til hjemmet svejsetransformatorer denne værdi er normalt 20-70 kvm. cm afhængig af den specifikke model.

Efter dette, ved hjælp af følgende tabel, vælges antallet af omdrejninger af ledningen i forhold til kernens tværsnitsareal. Mønsteret er enkelt: end større område tværsnit af det magnetiske kredsløb, jo færre vindinger er viklet på spolen. Det direkte antal omdrejninger beregnes ved hjælp af følgende formel:

U er strømspændingen på primærviklingen.

I - sekundær viklingsstrøm eller svejsestrøm.

S er tværsnitsarealet af det magnetiske kredsløb.

Antallet af omdrejninger på sekundærviklingen beregnes ved hjælp af følgende formel:

Toroidformet kerne

Toroidale transformere har en ret kompleks kerne. Det er bedst lavet af specielt transformatorstål (en legering af jern og silicium) i form af en stålstrimmel. Tapen er forrullet til en dimensionsrulle. En sådan rulle har faktisk allerede form som en torus.

Hvor kan jeg få en færdiglavet kerne? En god toroidal kerne kan findes på en gammel laboratorie autotransformer. I dette tilfælde vil det være nødvendigt at afvikle de gamle viklinger og vikle nye på en færdiglavet kerne. At spole en transformer tilbage med dine egne hænder er ikke anderledes end at vikle en ny transformer.

Egenskaber ved torusvikling

Den primære vikling er lavet af kobbertråd i glasdug eller bomuldsisolering. Ledningerne må under ingen omstændigheder bruges gummi isolering. For en strøm på primærviklingen på 25 A skal den viklede ledning have et tværsnit på 5-7 mm. På den sekundære er det nødvendigt at bruge en ledning med et meget større tværsnit - 30-40 mm. Dette er nødvendigt på grund af det faktum, at en meget højere strøm vil strømme på sekundærviklingen - 120-150 A. I begge tilfælde skal ledningsisoleringen være varmebestandig.

For at spole tilbage og samle korrekt hjemmelavet transformer, skal du forstå nogle detaljer om processen med dens drift. Det er nødvendigt at vikle ledningerne korrekt. Den primære vikling er lavet ved hjælp af en ledning med et mindre tværsnit, og selve antallet af vindinger er meget større, dette fører til, at primærviklingen oplever meget store belastninger og som følge heraf kan blive meget varm under drift . Derfor skal installationen af ​​den primære vikling ske særligt omhyggeligt.

Under viklingsprocessen skal hvert sårlag isoleres. For at gøre dette skal du bruge enten en speciel lakeret klud eller byggetape. Tidligere isolerende materiale skåret i strimler 1−2 cm brede Isoleringen lægges således, at indre del Vindingerne er dækket med henholdsvis et dobbelt lag og den yderste vikling med et lag. Herefter belægges hele det isolerende lag med et tykt lag PVA-lim. Limen i dette tilfælde har en dobbelt funktion. Det styrker isoleringen, gør den til en enkelt monolit og reducerer også markant transformatorens brummende lyd under drift.

Oprulningsanordninger

Vikle torusen - vanskelig proces, hvilket tager meget tid. For på en eller anden måde at lette det, bruges specielle viklingsanordninger.

• Den såkaldte gaffel shuttle. Den er forviklet på den påkrævet beløb ledninger, og derefter, ved hjælp af shuttlebevægelser, vikles ledningerne sekventielt på transformatorkernen. Denne metode er kun egnet, hvis tråden, der vikles, er tilstrækkelig tynd og fleksibel, og den indre diameter af torusen er så stor, at den tillader, at skytten kan trækkes frit igennem. Samtidig sker der snoning ret langsomt, så hvis du skal sno et stort antal sving, skal du bruge meget tid på det.
• Den anden metode er mere avanceret og kræver specielt udstyr til dens implementering. Men med dens hjælp kan du vinde en transformer af næsten enhver størrelse og med meget høj hastighed. I dette tilfælde vil kvaliteten af ​​viklingen være meget høj. Enheden kaldes en "knusbar fælg". Essensen af ​​processen er som følger: enhedens viklingskant indsættes i hullet i torusen. Herefter lukkes viklingskanten til en enkelt ring. Derefter vikles den nødvendige mængde viklingstråd på den. Og endelig vikles viklingstråden fra kanten af ​​enheden på torusspolen. Sådan en maskine kan laves derhjemme. Hans tegninger er med fri adgang på internettet.

Hovedelementet i strømforsyningen er transformatoren. Nogle gange kan det købes i specialbutikker, på radiomarkedet eller via internettet. Men oftest er det ikke muligt at købe en transformer med de nødvendige parametre. For at lave en transformer selv skal du først beslutte dig for typen af ​​jern. De mest almindelige transformere er lavet af W-formede plader. Samtidig har transformatorer på ringformet jern (en donut lavet af jerntape) sammenlignet med transformere på pansrede kerner lavet af W-formede plader mindre vægt og dimensioner. Også torierne er forskellige bedre forhold vikling køling og øget effektivitet. Med en ensartet fordeling af viklinger omkring omkredsen af ​​den toroidale kerne er der praktisk talt intet strøfelt, og i de fleste tilfælde er der ikke behov for afskærmning af transformeren. Selvom du ikke bør forsømme skærmen, når du bygger en højkvalitetsforstærker.

Derudover, selv på det bedste jern med en induktion på 15.000 Gauss i en ringkernetransformator, har magnetiseringsstrømmen form af impulser med en spidsfaktor på 5...50. Dette er en kilde til kraftig interferens med et ret bredt spektrum. Mere eller mindre sinusformet strøm x.x. bliver ved induktion mindre end 6000 Gauss for stål 3410 og 8000...9000 Gauss for 3425. Reduceret induktion øger transformerens omkostninger og vægt væsentligt, hvilket er yderst uønsket for seriel udstyr. Men for at reducere interferens i en lydfrekvenseffektforstærker er det fornuftigt at reducere induktionen i strømforsyningstransformatoren. I I dette tilfælde Reglen virker - "Jo lavere induktion, jo bedre."

For at beregne parametrene for en ringkernetransformator er det meget praktisk at bruge en lommeregner. Det giver dig mulighed for hurtigt at beregne parametrene for en transformer med en færdiglavet torus til rådighed. For Hi-End UMZCH anbefales det ikke at vælge induktion i en kerne lavet af russisk (sovjetisk) jern mere end 1,0 Tesla. For importeret jern (tor fra en gammel UPS) er 1,2 Tesla acceptabel. I dette tilfælde lav magnetisk interferens og minimal akustisk støj fra transformeren.

Før du vikler en ringkernetransformator, er det nødvendigt at forberede den valgte kerne: Fjern først affasningen med en halvcirkelformet fil fra alle skarpe kanter af donuten, spor derefter langs enden af ​​torusen med en blyant og klip ud tykt papir(postkort) kinder, lim kinderne til siderne af torusen, lim de ydre og indersiden kerne med almindeligt papir. Andre muligheder for kerneisolering er mulige. Det vigtigste er at forhindre en mulig kortslutning af primærviklingen til transformatorkernen som følge af mulig gennemskubning af isoleringen og beskadigelse af lakken af ​​viklingstråden på torusens skarpe kanter under vikling.

For at vikle en ringkernetransformator bruger jeg en shuttle lavet af træ eller tekstolit i enderne af hvilken jeg laver svalehaleformede udskæringer. Rumfærgen kan nemt laves af en elevlineal i træ, der er 20-30 cm lang. Og så den ikke revner på langs, når vikletråden vikles på den. svalehale» forstærket med papirtape (3 – 4 omgange på tværs). Ved manuel vikling skal du bruge PELSHO, PESHO ledninger. Som sidste udvej kan du bruge den meget brugte viklingstråd PEV-2 eller PETV-2. Fluoroplastisk PET-film med en tykkelse på 0,01-0,02 mm, lakeret LShSS-dug med en tykkelse på 0,06-0,12 mm eller cambric tape er velegnet som mellemvikling og udvendig isolering, men jeg brugte fluoroplastisk film.

Efter vikling af det beregnede antal vindinger af primærviklingen, er det tilrådeligt at måle transformatorens tomgangsstrøm. For at gøre dette forbinder vi testeren i serie med den primære vikling i amperemetertilstand. For at undgå nødsituationer kan du tænde en 220 V pære med en effekt på 40 W i serie med den primære. Lyset vil lyse, hvis antallet af drejninger er lille. Hvis trans er viklet korrekt, skal filamentet have lyserød nuance. En ringkernetransformator har høje startstrømme; i opstartsøjeblikket kan overbelastninger nå 160 gange. Derfor skal start af transformeren ikke ske gennem testeren, men ved hjælp af en "jumper", som derefter åbner, og strømmen begynder at løbe gennem testeren.

For at måle tomgangsstrøm bruger jeg følgende kredsløb:

Jeg tænder en 10 Ohm modstand i serie med transformatorens primærvikling, påfører netspænding og måler spændingsfaldet over den. Følgelig er tomgangsstrømmen lig med I=U/R. I mit tilfælde er 0,045 V / 10 Ohm = 0,0045 A. eller 4,5 mA.

No-load strømhastigheden for hver transformer er individuel og overstiger normalt ikke 50 mA ved en spænding på 220 V. Her er grundreglen "Jo lavere tomgangsstrøm, jo ​​bedre", jo mere ens formen af ​​no- belastningsstrømmen er til en sinus.

For en toroid i UMZCH-strømforsyningen er den kolde strøm:

• 20-30 mA - "tilfredsstillende",
• 10-20 - "godt",
• mindre end 10 mA - "fremragende".

For at beregne antallet af vindinger af den primære vikling vikler jeg sekundærviklingen med enhver tilgængelig ledning (i mit tilfælde, mgtf), påfører netspænding til primærviklingen og måler spændingen på sekundærviklingen.

Min tester viser 0,581 V på 4 vindinger af sekundæren. Følgelig vil antallet af vindinger af primærviklingen være lig med: U netværk x N sekundær / U sekundær. På målingstidspunktet var netværket 230 V. I tal får vi: 230 V x 4 vindinger / 0,581 V = 1583 vindinger.

Et par flere ord om vikling af transformeren. For at minimere støjen, der udsendes af en ringkernetransformator, er det nødvendigt at fylde hvert lag af viklinger jævnt med viklingstråd. Hvis du har lagt svingene til højre for den første halvdel af viklingen, så skal anden halvdel af viklingen lægges til venstre, uden at ændre retningen for at lægge selve svingene rundt om kernen. Hvis det er nødvendigt at vikle to identiske viklinger (typisk for UMZCH), vikles spolen dobbelt ledning, og så lægges drejningerne af to sekundære samtidigt fra spolen, som vist på billedet.

I mit tilfælde lægges tre lag primær i den ene retning og yderligere tre lag i den anden. De primære konklusioner drages så tæt på hinanden som muligt. To sekundære spoler blev viklet på samme måde, to lag blev lagt i den ene retning og yderligere 2 lag i den anden. I overensstemmelse med disse regler fremstillede jeg en 120 Watt ringkernetransformator til Vasilichs forstærker med et N-kanal udgangstrin af Alexey Nikitin, som sikrede minimal interferens til UMZCH's inputkredsløb.

Jeg vil være glad, hvis min erfaring med fremstilling af ringkernetransformatorer vil være nyttig for dig.

Med venlig hilsen!

Vikle en transformer med egne hænder er en simpel procedure i sig selv, men det kræver betydeligt forberedende arbejde. Nogle personer, der er involveret i fremstillingen af ​​forskelligt radioudstyr eller elværktøj, har behov for transformere til specifikke behov. Da det ikke altid er muligt at købe en bestemt transformer til konkrete tilfælde, så vikler mange dem selv. De, der laver en transformer med egne hænder for første gang, kan ofte ikke løse problemer relateret til den korrekte beregning, valg af alle dele og viklingsteknologi. Det er vigtigt at forstå, at montering og vikling af en step-up transformer og en step-down transformer ikke er det samme.

Vindingen af ​​den toroidale enhed er også væsentlig anderledes. Da de fleste radioamatører eller håndværkere, der har brug for at skabe en transformerende enhed til behovene i deres kraftudstyr, ikke altid har den passende viden og færdigheder til, hvordan man laver en transformationsenhed, derfor dette materiale rettet specifikt mod denne kategori af mennesker.

Forberedelse til vikling

Det første trin er at beregne transformeren korrekt. Belastningen på transformeren skal beregnes. Den beregnes ved at summere alle tilsluttede enheder (motorer, transmittere osv.), der vil blive drevet af transformeren. For eksempel har en radiostation 3 kanaler med en effekt på 15, 10 og 15 watt. Den samlede effekt vil være 15+10+15 = 40 watt. Dernæst foretages en korrektion for kredsløbets effektivitet. Så de fleste sendere har en effektivitet på omkring 70% (mere nøjagtig vil være i beskrivelsen af ​​et specifikt kredsløb), så et sådant objekt skal ikke drives af 40 W, men med 40/0,7 = 57,15 W. Det er værd at bemærke, at transformatoren også har sin egen effektivitet. Typisk er effektiviteten af ​​en transformator 95-97%, men du bør foretage en korrektion for hjemmelavede produkter og acceptere en effektivitet på 85-90% (valgt uafhængigt). Således øges den nødvendige effekt: 57,15/0,9 = 63,5 W. Typisk vejer transformatorer af denne effekt omkring 1,2-1,5 kg.

Dernæst bestemmes indgangs- og udgangsspændingerne. Lad os for eksempel tage en step-down transformer med spændinger på 220 V input og 12 V output, standard frekvens (50 Hz). Bestem antallet af omgange. Så på en vikling er deres antal 220 * 0,73 = 161 omgange (rundet op til et helt tal), og på bunden 12 * 0,73 = 9 omgange.

Efter at have bestemt antallet af omdrejninger begynder de at bestemme trådens diameter. For at gøre dette skal du kende den strømmende strøm og strømtætheden. For installationer op til 1 kW vælges strømtætheden i området 1,5 - 3 A/mm 2, selve strømmen er tilnærmelsesvis beregnet ud fra effekten. Så den maksimale strøm for det valgte eksempel vil være omkring 0,5-1,5 A. Da transformeren vil fungere med maksimalt 100 W belastning med naturlig luftkøling, tager vi strømtætheden til at være omkring 2 A/mm 2. Baseret på disse data bestemmer vi trådtværsnittet 1/2 = 0,5 mm 2. I princippet er tværsnittet tilstrækkeligt til at vælge en leder, men nogle gange er diameteren også påkrævet. Da tværsnittet er fundet ved hjælp af formlen pd 2 /2, er diameteren lig med roden af ​​2 * 0,5/3,14 = 0,56 mm.

På samme måde skal du finde tværsnittet og diameteren af ​​den anden vikling (eller, hvis der er flere af dem, så alle de andre).

Viklede materialer

Opvikling af en transformer kræver omhyggelig udvælgelse af de anvendte materialer. Så næsten alle detaljer er vigtige. Du får brug for:

1. Transformer ramme. Det er nødvendigt at isolere kernen fra viklingerne, og den holder også viklingsspolerne. Dens fremstilling udføres af et holdbart dielektrisk materiale, som skal være ret tyndt for ikke at optage plads i kernens intervaller ("vinduet"). Til disse formål anvendes ofte specialpap, textolit, fibre osv. Det bør have en tykkelse på mindst 0,5 m og højst 2 mm. Rammen skal limes, til dette formål brug almindelige klæbemidler til tømrerarbejde (nitrolime). Rammernes former og dimensioner bestemmes af kernens former og dimensioner. I dette tilfælde skal højden af ​​rammen være lidt større end højden af ​​pladerne (viklingshøjde). For at bestemme dens dimensioner er det nødvendigt at foretage foreløbige målinger af pladerne og estimere den omtrentlige højde af viklingen.
2. Kerne. Et magnetisk kredsløb bruges som en kerne. Plader fra en adskilt transformer er bedst egnede til dette, da de er lavet af specielle legeringer og allerede er designet til et vist antal omdrejninger. Den mest almindelige form af et magnetisk kredsløb ligner bogstavet "W". Desuden kan den skæres fra forskellige tilgængelige emner. For at bestemme dimensionerne skal du først vinde viklingernes ledninger. Til viklingen, som har største antal drejninger bestemmer længden og bredden af ​​kernepladerne. For at gøre dette skal du tage længden af ​​viklingen + 2-5 cm, og bredden af ​​viklingen + 1-3 cm. På denne måde sker en omtrentlig bestemmelse af kernens dimensioner.
3. Tråden. Her overvejer vi viklingen og ledningerne til terminalerne. Bedste valg til vikling af spolerne på en transformationsenhed overvejes kobbertråde med emaljeisolering (type "PEL" / "PE"); disse ledninger er tilstrækkelige til at vikle ikke kun transformere til amatørradiobehov, men også til strømtransformatorer (f. til svejsning). De har bredt vælge sektioner, som giver dig mulighed for at købe en ledning med det nødvendige tværsnit. De ledninger der kommer ud fra spolerne skal have større sektion og PVC- eller gummiisolering. Ledninger af "PV"-serien med et tværsnit på 0,5 mm 2 bruges ofte. Det anbefales at bruge isolerede ledninger til udgangen forskellige farver(så der ikke er nogen forvirring ved tilslutning).
4. Isolerende puder. De er nødvendige for at øge isoleringen af ​​viklingstråden. Typisk bruges tykt og tyndt papir som afstandsstykker (kalkerpapir fungerer godt), som lægges mellem rækkerne. I dette tilfælde skal papiret være intakt, uden brud eller punkteringer. Dette papir bruges også til at pakke viklingerne ind, når de alle er klar.

Måder at fremskynde processen

Mange radioamatører har ofte specielle primitive enheder til vikling af viklinger. Eksempel: en primitiv maskine til vikling af viklinger er et bord (ofte et stativ), hvorpå der er installeret stænger med en roterende længdeakse. Længden af ​​aksen er valgt 1,5-2 gange større end længden af ​​rammen af ​​transformationsanordningens spoler (taget maksimal længde), ved en af ​​udgangene fra stængerne skal aksen have et håndtag til rotation.

En rulleramme sættes på aksen, som er låst på begge sider med begrænsende stifter (de forhindrer rammen i at bevæge sig langs aksen).

Dernæst fastgøres en viklingstråd til spolen i den ene ende, og vikling udføres ved at dreje aksehåndtaget. Et sådant primitivt design vil betydeligt fremskynde viklingen af ​​viklinger og gøre det mere nøjagtigt.

Vikle proces

Vikling af en transformer involverer vikling af viklinger. For at gøre dette vikles den ledning, der er planlagt til at blive brugt til viklinger, tæt på enhver spole (for at forenkle processen). Dernæst installeres selve spolen enten på den ovenfor angivne enhed, eller den vikles "manuelt" (dette er svært og ubelejligt). Herefter fastgøres enden af ​​viklingstråden til viklingsspolen, hvortil ledningstråden er loddet (dette kan gøres enten i begyndelsen eller i slutningen af ​​operationen). Dernæst begynder spolen at rotere.

I dette tilfælde bør spolen ikke bevæge sig nogen steder, og ledningen skal have stærk spænding til tæt lægning.

Vikling af trådvindingerne på langs skal gøres, så vindingerne passer så tæt sammen som muligt. Efter første række vindinger er viklet på langs, vikles den med særligt isoleringspapir i flere lag, hvorefter næste række vinder vikles. I dette tilfælde skal rækkerne passe tæt til hinanden.

Under viklingsprocessen skal du kontrollere antallet af drejninger og stoppe efter vikling. påkrævet mængde. Det er vigtigt, at hele drejninger tælles, uden at der tages hensyn til ledningsforbruget (dvs. den anden række drejninger kræver mere ledning, men antallet af viklinger er viklet).