Sargıyı toroidal bir transformatöre sarmak. Pratik bir örnek kullanarak bir transformatörün adım adım geri sarılması. Toroidal Transformatör Tasarımının Tanımı

05.03.2020

Önceden hazırlanırsanız, transformatörü kendi ellerinizle sarmak zor bir iş değildir. Çeşitli radyo ekipmanı veya elektrikli aletler üreten kişilerin belirli ihtiyaçlara yönelik transformatörlere ihtiyacı vardır. Belirli ürünleri satın almak her zaman mümkün olmadığından, ustalar genellikle toroidal transformatörleri kendileri sararlar. İlk kez sarım yapmaya çalışanlar zorluklarla karşılaşırlar: Hesaplamaların doğruluğunu belirleyemezler, uygun parçaları ve teknolojiyi seçemezler. Bunu anlamak gerekli farklı türler farklı şekilde yaralanmıştır.

Ayrıca toroidal cihazlar kökten farklıdır. Toroidal bir transformatörün ve sargısının hesaplanması özel olacaktır. Radyo amatörleri ve zanaatkarlar güç ekipmanı için parçalar ürettikleri, ancak bunları üretmek için her zaman yeterli bilgi ve deneyime sahip olmadıkları için, bu materyal bu kategorideki insanların nüansları anlamasına yardımcı olacaktır.

Sarma için hazırlanıyor

Gerekli malzemeler

Sargı malzemeleri dikkatli seçim gerektirir, önemli her detay var. Özellikle şunlara ihtiyacınız olacak:

Transformatör çerçevesi. Çekirdeği sarımlardan yalıtmak için kullanılır ve aynı zamanda sarım bobinlerini de tutar. Çekirdeğin aralıklarında (“pencereler”) fazla yer kaplamaması için güçlü ve ince dielektrik malzemelerden yapılmıştır. Karton, mikrofiber, textolite kullanabilirsiniz. Malzemenin kalınlığı 2 mm'den fazla olmamalıdır. Çerçeve, sıradan marangozluk tutkalı (nitro tutkal) kullanılarak birbirine yapıştırılır. Şekli ve boyutları tamamen çekirdeğe bağlıdır, yüksekliği plakanınkinden biraz daha fazladır (sarma yüksekliği).
Çekirdek. Bu rol genellikle manyetik devreler tarafından gerçekleştirilir. En iyi çözüm Uygun alaşımlardan yapıldıkları ve belirli sayıda dönüş için tasarlandıkları için demonte transformatörlerden plakaların kullanılması olacaktır. Manyetik çekirdekler çeşitli şekillere sahiptir, ancak çoğu zaman "W" harfi biçiminde ürünler vardır. Ayrıca mevcut çeşitli boşluklardan da kesilebilirler. Kesin boyutları belirlemek için sargıların telleri önceden sarılmıştır.
Teller. Burada iki tür kullanmanız gerekir: sarmak için ve uçlar için. Optimum çözüm cihazları dönüştürmek için - bakır teller emaye izolasyonlu (PEL veya PE tipi). Güç transformatörleri için bile yeterlidirler. Geniş bir bölüm yelpazesi en çok seçim yapmanızı sağlar uygun seçenek. PV kabloları da sıklıkla kullanılır. Çıkış için, bağlanırken kafanızın karışmaması için çok renkli yalıtımlı kablolar almak en iyisidir.
Yalıtım pedleri. Sargı telinin izolasyonunun arttırılmasına yardımcı olur. Kural olarak, sıralar arasına yerleştirilmesi gereken ince ve kalın kağıt kullanılır (aydınger kağıdı mükemmeldir). Ancak kağıt sağlam olmalı, en önemsizleri bile yırtık veya delik olmamalıdır.

İş akışınızı nasıl hızlandırırsınız

Birçok radyo amatörünün cephaneliğinde basit özel birimler, sarımın yapıldığı yardımla. Birçok durumda hakkında konuşuyoruz formdaki basit yapılar hakkında küçük masa veya üzerine dönen uzunlamasına eksene sahip birkaç çubuğun monte edildiği masa standları. Eksenin uzunluğu, sarma çerçevesinin uzunluğunu 2 kat aşmalıdır. Çubukların çıkışlarından birine, cihazı döndürmenize olanak tanıyan bir tutamak takılmıştır.

Makara çerçeveleri aksların üzerine yerleştirilir Her iki taraftan sınırlayıcı pimlerle kilitlenen (çerçevenin eksen boyunca hareket etmesini engeller).

Toroidal bir transformatör, çekirdeği bir halka şeklinde bükülmüş ve kapalı olan bir elektrik voltajı veya akım dönüştürücüsüdür. Kesit profili yuvarlaktan farklıdır; daha iyi bir profil bulunmadığından bu isim hala kullanılmaktadır.

Toroidal transformatörler arasındaki farklar

Michael Faraday, toroidal transformatörlerin yazarı olarak tanınmaktadır. Buluşmak mümkün Rus edebiyatı(özellikle komünist zamanlarda) ütopik bir fikir: Yablochkov, belirtilen tarihi - genellikle 1876 - elektromanyetik indüksiyon üzerine ilk deneylerle (1830) karşılaştırarak böyle bir şeyi toplayan ilk kişiydi. Sonuç şu: İngiltere Rusya'dan yarım yüzyıl önde. Ayrıntılarla ilgilenenler incelemeye yönlendirilecektir. Dünyanın ilk toroidal transformatörünün tasarımı hakkında detaylı bilgi verilmektedir. Ürün çekirdeğin şekli ile ayırt edilir. Toroidalin yanı sıra, şekle göre de ayırt etmek gelenekseldir:

Zırhlı. Ferromanyetik alaşımın fazlalığı ile ayırt edilirler. Alan çizgilerini kapatmak için (malzemenin içinden geçmeleri için), boyunduruklar sarımları dıştan. Sonuç olarak giriş ve çıkış ortak bir eksen etrafında sarılır. Biri diğerinin üstünde veya yan yana.
Çubuk. Transformatör çekirdeği sargı dönüşlerinin içinde çalışır. Giriş ve çıkış mekansal olarak ayrılmıştır. Boyunduruklar gerilim hatlarının küçük bir kısmını emer manyetik alan, dönüşlerin dışından geçerek. Aslında çubukları bağlamak gerekiyordu.

Toroidal transformatör

Yeni başlayanlar için zor, daha ayrıntılı olarak açıklamaya değer. Çekirdek, çekirdeğin dönüşlerin içinde çalışan kısmıdır. Tel çerçevenin etrafına sarılır. Boyunduruk, çekirdeğin çubukları birbirine bağlayan kısmıdır. Manyetik alan çizgilerini iletmemiz gerekiyor. Boyunduruklar çekirdeği kapatarak sağlam bir yapı oluşturur. Malzeme içinde manyetik alanın serbestçe yayılması için kapalılık gereklidir.

Manyetik indüksiyon konusu, bir ferromıknatısın içinde alanın önemli ölçüde arttığını göstermektedir. Etki, transformatörlerin işleyişinin temelini oluşturur.

Boyunduruk çekirdeğinin bileşimi minimum düzeydedir. Zırhlı zırhta ayrıca sarımları sanki koruyormuş gibi uzunluk boyunca dışarıdan da kaplar. Adı benzetmeden geliyor. Michael Faraday simidi oldukça sezgisel olarak seçti. Sarımların simetri ekseninin kılavuzu bir yay şeklinde ilerlemesine rağmen, resmi olarak çubuk çekirdeği olarak adlandırılabilir.

İlk mıknatısın desteği (1824) bir at nalıydı. Belki de bu gerçek, bilim adamının yaratıcı düşüncesinin uçuş yönüne doğru azimutu vermiştir. Faraday başka bir malzeme kullansaydı deney başarısızlıkla sonuçlanırdı.

Simit tek bir kurdele ile sarılır. Literatürde lamel terimi altında görülen zırh ve çubuk çekirdeklerin aksine, bu tür çekirdeklere spiral adı verilir. Bu yanıltıcı olacaktır. Bir kez dahaşunu söylemek gerekir: ayrı plakalarla sarılmış toroidal bir çekirdeğe spiral denir. Bant olmadığında parçalara ayırmanız gerekir. Bunun nedeni tamamen ekonomik nedenlerden kaynaklanmaktadır.

Özetleyelim: Faraday toroidal transformatörünün orijinal haliyle yuvarlak bir çekirdeği vardı. Bugün form kârsız, sağlanması imkansız seri üretim uygun teknoloji. Her ne kadar telin bükülme açılarında deformasyonu açıkça ürünün özelliklerinde bozulmaya yol açsa da. Mekanik stres sargının omik direncini arttırır.

Toroidal transformatör çekirdekleri

Toroidal transformatör, çekirdeğinin şekline göre adlandırılmıştır. Michael Faraday kullanarak simit yaptı bütün parça yumuşak yuvarlak çelik. Tasarım uygun değil modern sahneçeşitli nedenlerden dolayı. Ana odak noktası kayıpları en aza indirmektir. Katı bir çekirdek dezavantajlıdır; malzemeyi güçlü bir şekilde ısıtan girdap akımları indüklenir. Sonuç, çeliği kolayca sıvıya dönüştüren bir indüksiyonlu eritme fırınıdır.

Gereksiz enerji israfını ve transformatörün ısınmasını önlemek için çekirdek şeritler halinde kesilir. Her biri komşusundan örneğin vernikle izole edilmiştir. Toroidal çekirdekler tek bir spiral veya şeritler halinde sarılır. Çeliğin genellikle bir tarafında mikrometre kalınlığında bir yalıtım kaplaması bulunur.

Bahsedilen çelikler, tasarımı oldukça sık toroidal olan inşaat için kullanılır. İlgilenenler GOST 21427.2 ve 21427.1'e aşina olabilirler. Çekirdekler için (belgelerin adından da anlaşılacağı gibi), günümüzde anizotropik soğuk haddelenmiş çelik sac daha sık kullanılmaktadır. Başlık şöyle diyor: manyetik özellikler Malzemeler farklı koordinat eksenleri boyunca aynı değildir. Alan akış vektörü yuvarlanma yönüyle örtüşmelidir (bizim durumumuzda bir daire içinde hareket eder). Daha önce başka bir metal kullanılıyordu. Yüksek frekans transformatörlerinin çekirdekleri 1521 çelikten yapılabilir. Site içerisinde kullanılan malzemelerin özellikleri tartışılmıştır (bkz.). Çelik farklı şekillerde işaretlenmiştir; tanımlama aşağıdaki bilgileri içerir:

İlk sırada yapıyı karakterize eden sayı verilir. Anizotropik çelikler için 3 kullanılır.
İkinci rakam silikon yüzdesini gösterir:

%0,8'den az.
0,8 – 1,8%.
1,8 – 2,8%.
2,8 – 3,8%.
3,8 – 4,8%.

Üçüncü rakam ana karakteristiği gösterir. Sabit bir alan gücündeki değerde belirli kayıplar olabilir.
Çelik türü. Sayı arttıkça spesifik kayıplar azalır. Metal üretim teknolojisine bağlıdır.

Bandın sonu ve başlangıcının göreceli konumu önemini yitirir. Spiralin gevşemesini önlemek için son dönüş bir öncekine kaynak yapılır. nokta kaynak. Sarma, birkaç şeritten bir araya getirilen gergi bantları ile gerçekleştirilir; kaynak dikişi üst üste bindirilir. Bazen torus iki parçaya bölünür (bölünmüş çekirdek), ancak pratikte buna nispeten nadiren ihtiyaç duyulur. Montaj sırasında yarımlar bir bandajla birlikte çekilir. İmalat işlemi sırasında, bitmiş toroidal çekirdek bir aletle kesilir ve uçları taşlanır. Spiralin bobinleri, çözülmesini önlemek için bir bağlayıcı ile bir arada tutulur.

Toroidal transformatörlerin sarımı

Vernikli tel kullanılsa bile, toroidal çekirdeğin sargılardan ilave olarak yalıtılması standart bir uygulamadır. Kalınlığı 0,8 mm'ye kadar olan elektrik kartonu (GOST 2824) yaygın olarak kullanılmaktadır (başka seçenekler mümkündür). Yaygın durumlar:

Karton, bir önceki dönüş toroidal bir çekirdek üzerine yakalanacak şekilde sarılır. Yöntem tam örtüşme (genişliğin yarısı) olarak karakterize edilir. Uç yapıştırılır veya koruyucu bantla sabitlenir.
Çekirdeğin uçları, torusun kalınlığını kaplayan, 10–20 mm derinliğinde, 20–35 mm artışlarla kesilmiş karton pullarla korunur. Dış ve iç kenarlar şeritlerle kaplıdır. Teknolojik olarak pullar en son monte edilen parçadır; kesilen dişler bükülür. Üstte bir koruyucu bant spiral şeklinde sarılır.
Kesimler şeritler üzerinde yapılabilir, daha sonra simidin yüksekliğinden daha büyük olacak şekilde bir kenar boşluğu ile alınır, halkalar kesinlikle genişlikte olur ve kıvrımların üstüne yerleştirilir.
İnce şeritler ve tekstolit halkaları, toroidal çekirdeğe fiberglas bantlarla tam örtüşme ile sabitlenir.
Bazen halkalar, dış çapta 1-2 mm kenar boşluğuna sahip elektrikli kontrplak, getinax, kalın (8 mm'ye kadar) tektolitten yapılır. Dış ve iç kenarlar, kenarları kıvrımlı karton şeritlerle korunmaktadır. Sargının ilk sarımları ile çekirdek arasında hava boşluğu vardır. Kenarların telin altında kalması durumunda kartonun altındaki boşluğa ihtiyaç vardır. O zaman akım taşıyan kısım asla toroidal çekirdeğe temas etmeyecektir. Üstüne bir koruyucu bant sarılır. Bazen halkaların dış kenarı, köşelerdeki sarımın düzgün gitmesi için düzleştirilir.
Bir öncekine benzer bir yalıtım türü vardır; iç kısımda, dış kaburgalardaki halkalar boyunca şeritlerin yerleştirildiği oyuklar vardır. Elementler textoliteden yapılmıştır. Üstüne bir koruyucu bant sarılır.

Sargılar genellikle eşmerkezli (biri diğerinin üstünde) veya alternatif (Michael Faraday'ın 1831'deki ilk deneyinde olduğu gibi) yapılır, bazen disk sargıları olarak da adlandırılır. İkinci durumda, oldukça fazla sayıda tanesi dönüşümlü olarak bir tanesine sarılabilir: bazen yüksek voltaj, bazen düşük. Saf elektrik bakırı kullanılır (%99,95) direnç 17,24 – 17,54 nOhm m. Metalin yüksek maliyeti nedeniyle, düşük ve orta güçteki toroidal transformatörlerin üretiminde rafine alüminyum kullanılır. Diğer durumlarda iletkenlik ve plastisite üzerindeki kısıtlamalar etkilenir.

Güçlü transformatörlerde bakır tel olabilir dikdörtgen bölüm. Bu yerden tasarruf etmek için yapılır. Çekirdek, erimemesi için önemli bir akımın geçmesine izin verecek kadar kalın olmalı, yuvarlak bölüm boyutların aşırı büyümesine yol açacaktır. Malzeme üzerindeki alan dağılımının tekdüzeliğindeki kazanç sıfıra indirilecektir. İnce bir tel hakkında söylenemeyen kalın dikdörtgen bir telin döşenmesi oldukça uygundur. Aksi takdirde (tasarım özelliklerine göre), sarım, geleneksel bir transformatörde olduğu gibi tamamen aynı şekilde gerçekleştirilir. Bobinler silindirik, vidalı, tek katmanlı, çok katmanlı yapılır.

Toroidal Transformatör Tasarımının Tanımı

Konuyla ilgilenenler için, S.V. Kotenev, A.N. Evseev'in toroidal transformatörlerin optimizasyonunun hesaplanmasına ilişkin kitabını incelemenizi öneririz (baskı). Yardım hattı– Telekom, 2011). Size şunu hatırlatırız: yayın, telif hakkı yasasıyla korunmaktadır. Profesyoneller gerekirse bir kitap satın alma gücünü (araçlarını) bulacaklardır. Bölümlere göre hesaplama rölanti hızı parametrelerinin belirlenmesiyle başlar. Aktif ve reaktif akımların nasıl bulunacağını ve temel parametrelerin nasıl hesaplanacağını ayrıntılı olarak açıklar.

Basılı yayın, bazı tartışmalı sunumlara rağmen, aynı anda devreye yüksüz bağlı bir transformatörün neden yanmadığını (mevcut enerji mıknatıslanma tarafından tüketilir) açıkça ortaya koyuyor. Her ne kadar olayın bariz sonucu tahmin edilmiş gibi görünse de.

Birincil sargının dönüş sayısı, manyetik indüksiyonun maksimum değeri aşmaması durumunda (alan kuvvetinin artmasıyla değerin değişmediği doygunluk moduna girmeden önce) seçilir. Tasarım 230 voltluk bir ev ağı için yapılıyorsa, GOST 13109'a göre bir tolerans alınır. Bizim durumumuzda bu, %10 dahilinde bir genlik sapması anlamına gelir. Hatırlıyoruz: 21. yüzyılda tüm sektör 230 volta geçti (220 kullanılmıyor, literatürde “zor bir geçmişin mirası” olarak anılıyor).

Transformatör Latince'den “dönüştürücü”, “dönüştürücü” olarak çevrilmiştir. Bu elektromanyetik cihaz alternatif voltajı dönüştürmek için tasarlanmış statik tip veya elektrik akımı. Herhangi bir transformatörün temeli, bazen çekirdek olarak adlandırılan kapalı bir manyetik devredir. Sargılar, transformatörün tipine bağlı olarak 2-3 veya daha fazla olabilen çekirdeğe sarılır. Birincil sargıda alternatif bir voltaj göründüğünde, çekirdeğin içinde manyetik bir akım uyarılır. Bu da geri kalan sargılarda tamamen aynı frekansta bir alternatif akım gerilimine neden olur.

Sargılar, voltaj değişim katsayısını belirleyen dönüş sayısı bakımından birbirinden farklıdır. Başka bir deyişle, ikincil sargının yarısı kadar sarım varsa, üzerinde birincil sargıdan iki kat daha az bir alternatif voltaj belirir. Ancak mevcut güç değişmiyor. öyle olası iş akıntılarla büyük güç nispeten düşük voltajda.

Manyetik devrenin şekline bağlı olarak Üç tip transformatör vardır:

Plaka malzemeleri

Transformatör çekirdekleri metal veya ferritten yapılır. Ferrit veya ferromanyetik, özel yapıya sahip demirdir kristal kafes. Ferrit kullanımı artıyor Trafo verimliliği. Bu nedenle, çoğu zaman transformatör çekirdeği ferritten yapılır. Çekirdek yapmanın birkaç yolu vardır:

Yığılmış metal plakalardan yapılmıştır.
Sarılmış metal banttan yapılmıştır.
Metalden yapılmış monolit döküm şeklinde.

Herhangi bir transformatör hem yükseltme hem de düşürme modlarında çalışabilir. Bu nedenle, geleneksel olarak tüm transformatörler ikiye ayrılır büyük gruplar. Yükseltme: Çıkış voltajı girişten daha yüksektir. Mesela 12 V'du, 220 V oldu. Düşme: Çıkış voltajı girişten daha düşük. 220 idi ama 12 volt oldu. Ancak birincil voltajın hangi sargıya beslendiğine bağlı olarak, 10 A'yı 100 A'ya dönüştürecek bir yükseltme voltajına dönüştürülebilir.

DIY toroidal transformatör

Toroidal bir transformatör veya basitçe bir simit, çoğunlukla evde bir transformatör olarak yapılır. ana kısım ev için kaynak makinesi ve daha fazlası. Aslında bu, ilk kez 1831 yılında Faraday tarafından üretilen en yaygın transformatör türüdür.

Torusun avantajları ve dezavantajları

Thor'un var şüphesiz avantajlar diğer türlerle karşılaştırıldığında:

En basit torus, halka şeklindeki çekirdeği üzerinde iki sargıdan oluşur. Birincil sargı elektrik akımı kaynağına bağlanır, ikincil sargı ise elektrik tüketicisine gider. Manyetik bir devre aracılığıyla sargılar birleştirilir ve indüksiyonları güçlendirilir. Güç açıldığında, birincil sargıda alternatif bir akım belirir. manyetik akı. İkincil sargıya bağlanan bu akı, içinde elektromanyetik kuvvet üretir. Bu kuvvetin büyüklüğü yara dönüşlerinin sayısına bağlıdır. Dönüş sayısını değiştirerek herhangi bir voltajı dönüştürebilirsiniz.

Toroidal bir transformatörün gücünün hesaplanması

Evde kaynak toroidal transformatör yapmak, gücünün hesaplanmasıyla başlar. Gelecekteki torusun ana parametresi, beslenecek olan akımdır. kaynak elektrotları. Çoğu zaman ev ihtiyaçları için 2-5 mm çapındaki elektrotlar yeterlidir. Buna göre, bu tür elektrotlar için mevcut gücün 110-140 A aralığında olması gerekir.

Gelecekteki transformatörün gücü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

U - açık devre voltajı

ben - mevcut güç

cos f - 0,8'e eşit güç faktörü

n-katsayısı yararlı eylem, 0,7'ye eşit

Sonraki hesaplanan değer Uygun tablo kullanılarak güç, çekirdeğin kesit alanının büyüklüğü ile kontrol edilir. Ev için kaynak transformatörleri bu değer genellikle 20−70 metrekaredir. Belirli modele bağlı olarak cm.

Bundan sonra aşağıdaki tablo kullanılarak telin dönüş sayısı çekirdeğin kesit alanına göre seçilir. Desen basittir: daha daha büyük alan Manyetik devrenin kesiti ne kadar azsa bobine o kadar az sarım sarılır. Doğrudan dönüş sayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

U, birincil sargıdaki akım voltajıdır.

ben - ikincil sargı akımı veya kaynak akımı.

S, manyetik devrenin kesit alanıdır.

İkincil sargıdaki dönüş sayısı aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

Toroidal çekirdek

Toroidal transformatörler oldukça karmaşık bir çekirdeğe sahiptir. Çelik şerit formunda özel transformatör çeliğinden (demir ve silikon alaşımı) yapılması en iyisidir. Bant önceden boyutsal bir rulo halinde yuvarlanır. Aslında böyle bir rulo zaten bir torus şekline sahiptir.

Hazır çekirdeği nereden alabilirim? Eski bir laboratuvar ototransformatöründe iyi bir toroidal çekirdek bulunabilir. Bu durumda eski sargıların çözülmesi ve yenilerinin hazır çekirdeğe sarılması gerekecektir. Bir transformatörü kendi ellerinizle geri sarmak, yeni bir transformatörü sarmaktan farklı değildir.

Torus sarımının özellikleri

Birincil sargı, cam kumaş veya pamuk yalıtımlı bakır telden yapılmıştır. Hiçbir durumda teller kullanılmamalıdır. kauçuk izolasyon. 25 A'lık birincil sargıdaki akım için, sarılan telin kesiti 5-7 mm olmalıdır. İkincil olarak, çok daha büyük bir kesite sahip bir telin (30-40 mm) kullanılması gerekir. Bu, sekonder sargıda çok daha yüksek bir akımın - 120-150 A - akacağı gerçeği nedeniyle gereklidir. Her iki durumda da tel yalıtımı ısıya dayanıklı olmalıdır.

Doğru şekilde geri sarmak ve birleştirmek için ev yapımı trafo, operasyon sürecinin bazı ayrıntılarını anlamanız gerekir. Telleri doğru şekilde sarmak gerekir. Birincil sargı, daha küçük kesitli bir tel kullanılarak yapılır ve dönüş sayısı çok daha fazladır, bu, birincil sargının çok ağır yüklere maruz kalmasına ve sonuç olarak çalışma sırasında çok ısınabilmesine neden olur. . Bu nedenle birincil sargının montajı özellikle dikkatli yapılmalıdır.

Sarma işlemi sırasında her sarım katmanının yalıtılması gerekir. Bunu yapmak için özel vernikli bir bez veya inşaat bandı kullanın. Önceden yalıtım malzemesi 1−2 cm genişliğinde şeritler halinde kesin. Yalıtım öyle bir şekilde döşenir ki. iç kısım Sargılar sırasıyla çift kat, dış sargı ise tek kat ile kaplanmıştır. Bundan sonra, yalıtım katmanının tamamı kalın bir PVA tutkal katmanıyla kaplanır. Bu durumda tutkalın ikili bir işlevi vardır. Yalıtımı güçlendirerek tek bir monolite dönüştürür ve ayrıca çalışma sırasında transformatörün uğultu sesini önemli ölçüde azaltır.

Sarma cihazları

Torusun sarılması - karmaşık süreç bu çok zaman alır. Bir şekilde hafifletmek için özel sarma cihazları kullanılır.

Sözde çatal mekiği. Üzerine önceden sarılmıştır gerekli miktar teller ve daha sonra mekik hareketleri vasıtasıyla teller sırayla transformatör çekirdeğine sarılır. Bu yöntem yalnızca sarılan telin yeterince ince ve esnek olması ve torusun iç çapının mekiğin serbestçe çekilmesine izin verecek kadar büyük olması durumunda uygundur. Aynı zamanda sarma oldukça yavaş gerçekleşir, bu nedenle çok sayıda dönüş sarmanız gerekiyorsa, bunun için çok zaman harcamanız gerekecektir.
İkinci yöntem daha gelişmiş olup uygulanması için özel ekipman gerektirir. Ancak onun yardımıyla hemen hemen her boyuttaki bir transformatörü çok hızlı bir şekilde sarabilirsiniz. yüksek hız. Bu durumda sarım kalitesi çok yüksek olacaktır. Cihaza “kırılabilir jant” adı veriliyor. Sürecin özü şu şekildedir: Cihazın sarma kenarı simit deliğine yerleştirilir. Bundan sonra sarım kenarı tek bir halka halinde kapatılır. Daha sonra üzerine gerekli miktarda sarım teli sarılır. Ve son olarak sarma teli cihazın kenarından torus bobinine sarılır. Böyle bir makine evde yapılabilir. Onun çizimleri var ücretsiz erişimİnternette.

Güç kaynağının ana elemanı transformatördür. Bazen uzman mağazalardan, radyo pazarından veya İnternet üzerinden satın alınabilir. Ancak çoğu zaman gerekli parametrelere sahip bir transformatör satın almak mümkün değildir. Transformatörü kendiniz yapmak için öncelikle demir tipine karar vermeniz gerekir. En yaygın transformatörler W şeklindeki plakalardan yapılır. Aynı zamanda, toroidal demir (demir banttan yapılmış bir çörek) üzerindeki transformatörler, W şeklindeki plakalardan yapılmış zırhlı çekirdekler üzerindeki transformatörlere kıyasla daha az ağırlığa ve boyutlara sahiptir. Ayrıca toriler farklı daha iyi koşullar sarma soğutma ve artan verimlilik. Toroidal çekirdeğin çevresi etrafındaki sarımların düzgün bir şekilde dağıtılmasıyla, pratikte hiçbir kaçak alan yoktur ve çoğu durumda transformatörün korunmasına gerek yoktur. Bununla birlikte, yüksek kaliteli bir amplifikatör oluştururken ekranı ihmal etmemelisiniz.

Ek olarak, toroidal bir transformatörde 15.000 Gauss endüksiyonlu en iyi demirde bile mıknatıslama akımı 5...50 tepe faktörlü darbeler şeklini alır. Bu oldukça geniş bir spektrumda güçlü bir girişim kaynağıdır. Az çok sinüzoidal akım x.x. endüksiyonda 3410 çeliği için 6000 Gauss'un ve 3425 için 8000...9000 Gauss'un altına düşer. Azaltılmış endüksiyon, seri ekipman için son derece istenmeyen bir durum olan transformatörün maliyetini ve ağırlığını önemli ölçüde artırır. Bununla birlikte, bir ses frekansı güç amplifikatöründeki paraziti azaltmak için, güç kaynağı transformatöründeki endüksiyonu azaltmak mantıklıdır. İÇİNDE bu durumda Kural işe yarıyor: "İndüksiyon ne kadar düşük olursa o kadar iyi."

Toroidal bir transformatörün parametrelerini hesaplamak için bir hesap makinesi kullanmak çok uygundur. Hazır bir simit mevcut olan bir transformatörün parametrelerini hızlı bir şekilde hesaplamanıza olanak tanır. Hi-End UMZCH için, 1,0 Tesla'dan fazla Rus (Sovyet) demirinden yapılmış bir çekirdekte indüksiyonun seçilmemesi tavsiye edilir. İthal demir için (eski bir UPS'ten tor) 1,2 Tesla kabul edilebilir. Bu durumda, düşük manyetik girişim ve minimum akustik gürültü transformatörden.

Toroidal bir transformatörü sarmadan önce, seçilen çekirdeği hazırlamak gerekir: önce, çörekin tüm keskin kenarlarını pahlamak için yarım daire biçimli bir dosya kullanın, ardından simitin ucu boyunca bir kalemle çizin ve kesin. kalın kağıt(kartpostallar) yanaklar, yanakları torusun kenarlarına yapıştırın, dış ve iç taraf düz kağıtla çekirdek. Damar izolasyonu için başka seçenekler de mümkündür. Önemli olan, izolasyonun olası itilmesi ve sarım sırasında torusun keskin kenarlarındaki sarım telinin verniğinin hasar görmesi sonucu primer sargının transformatör çekirdeğine olası kısa devresini önlemektir.

Toroidal bir transformatörü sarmak için, uçlarında kırlangıç kuyruğu şeklinde kesikler yaptığım ahşap veya tektolitten yapılmış bir mekik kullanıyorum. Mekik 20-30 cm uzunluğunda ahşap öğrenci cetvelinden rahatlıkla yapılabilir ve böylece üzerine sarım teli sarıldığında uzunlamasına çatlamaz”. kırlangıç kuyruğu» Kağıt bantla güçlendirilmiştir (3 – 4 tur). Elle sarım yaparken PELSHO, PESHO tellerini kullanmalısınız. Son çare olarak yaygın olarak kullanılan PEV-2 veya PETV-2 sargı telini kullanabilirsiniz. Ara sarım ve dış izolasyon olarak 0,01-0,02 mm kalınlığında floroplastik PET film, 0,06-0,12 mm kalınlığında vernikli kumaş LShSS veya kambrik bant uygundur, ancak ben floroplastik film kullandım.

Primer sargının hesaplanan dönüş sayısını sardıktan sonra, transformatörün yüksüz akımının ölçülmesi tavsiye edilir. Bunu yapmak için test cihazını ampermetre modunda birincil sargıya seri olarak bağlarız. Herhangi bir acil durumdan kaçınmak için, primer ile seri olarak 40 W gücünde 220 V'luk bir ampul açabilirsiniz. Dönüş sayısı azsa ışık yanacaktır. Trans doğru şekilde sarılmışsa filamanın pembe renk tonu. Toroidal bir transformatörün başlatma anında yüksek ani akımları vardır, aşırı yükler 160 kata ulaşabilir. Bu nedenle, transformatörün çalıştırılması test cihazı aracılığıyla değil, daha sonra açılan ve test cihazından akım akmaya başlayan bir "atlama teli" kullanılarak yapılmalıdır.

Yüksüz akımı ölçmek için aşağıdaki devreyi kullanıyorum:

Transformatörün primer sargısına seri olarak 10 Ohm'luk bir direnç açıyorum, şebeke voltajını uyguluyorum ve üzerindeki voltaj düşüşünü ölçüyorum. Buna göre yüksüz akım I=U/R'ye eşittir. Benim durumumda 0,045 V / 10 Ohm = 0,0045 A. veya 4,5 mA.

Her transformatör için yüksüz akım oranı bireyseldir ve genellikle 220 V voltajda 50 mA'yı aşmaz. Burada temel kural şudur: "Boş akım ne kadar düşük olursa o kadar iyidir", devre dışı devrenin şekli o kadar benzer olur. yük akımı sinüse eşittir.

UMZCH güç kaynağındaki bir toroid için soğuk akım:

20-30 mA - “tatmin edici”,
10-20 - “iyi”,
10 mA'dan az - “mükemmel”.

Birincil sargının dönüş sayısını hesaplamak için, ikincil sargıyı mevcut herhangi bir kabloyla (benim durumumda mgtf) sarıyorum, birincil sargıya şebeke voltajını uyguluyorum ve ikincil sargıdaki voltajı ölçüyorum.

Test cihazım, ikincil sargının 4 turunda 0,581 V gösteriyor. Buna göre, birincil sargının sarım sayısı şuna eşit olacaktır: U ağı x N ikincil / U ikincil. Ölçümler sırasında ağda 230 V vardı. Rakamlarla şunu elde ediyoruz: 230 V x 4 dönüş / 0,581 V = 1583 dönüş.

Transformatörün sarılmasıyla ilgili birkaç kelime daha. Toroidal bir transformatörün yaydığı gürültüyü en aza indirmek için, her sarım katmanını sarım teli ile eşit şekilde doldurmak gerekir. Sargının ilk yarısı için dönüşleri sağa yatırdıysanız, sarımın ikinci yarısı, dönüşlerin çekirdeğin etrafına döşenme yönünü değiştirmeden sola döşenmelidir. İki özdeş sargının sarılması gerekiyorsa (UMZCH için tipik), makara sarılır çift tel ve ardından iki ikincil parçanın dönüşleri, fotoğrafta gösterildiği gibi makaradan aynı anda döşenir.

Benim durumumda, bir yönde üç katman birincil, diğer yönde üç katman daha döşeniyor. Birincil sonuçlar birbirine mümkün olduğunca yakın çıkarılmıştır. İki ikincil bobin aynı şekilde sarıldı, bir yönde iki katman, diğer yönde 2 katman daha döşendi. Bu kurallara uygun olarak, Vasilich'in amplifikatörü için Alexey Nikitin tarafından N-kanal çıkış aşamasına sahip, UMZCH'in giriş devrelerine minimum parazit sağlayan 120 Watt'lık bir toroidal transformatör ürettim.

Toroidal transformatör imalatındaki deneyimim size faydalı olursa sevinirim.

Samimi olarak!

Bir transformatörü kendi ellerinizle sarmak başlı başına basit bir işlemdir, ancak önemli miktarda gerektirir hazırlık çalışması. Çeşitli radyo ekipmanlarının veya elektrikli aletlerin imalatında yer alan bazı kişilerin, özel ihtiyaçlar için transformatörlere ihtiyaçları vardır. Belirli bir transformatör satın almak her zaman mümkün olmadığından özel durumlar, daha sonra çoğu onları kendileri sarar. İlk kez kendi elleriyle transformatör yapanlar, çoğu zaman doğru hesaplama, tüm parçaların seçimi ve sarım teknolojisi ile ilgili sorunları çözemezler. Bir yükseltici transformatör ile bir düşürücü transformatörün montajının ve sarılmasının aynı şey olmadığını anlamak önemlidir.

Toroidal cihazın sarımı da önemli ölçüde farklıdır. Güç ekipmanlarının ihtiyaçları için bir dönüştürme cihazı yaratması gereken radyo amatörlerinin veya zanaatkarların çoğu, bir dönüştürme cihazının nasıl yapılacağı konusunda her zaman uygun bilgi ve becerilere sahip olmadığından, bu nedenle bu malzemeözellikle bu kategorideki insanları hedef alıyor.

Sarma için hazırlanıyor

İlk adım transformatörü doğru hesaplamaktır. Transformatör üzerindeki yük hesaplanmalıdır. Transformatörden güç alacak olan bağlı tüm cihazların (motorlar, vericiler vb.) toplanmasıyla hesaplanır. Örneğin bir radyo istasyonunun gücü 15, 10 ve 15 watt olan 3 kanalı vardır. Toplam güç 15+10+15 = 40 watt olacaktır. Daha sonra devrenin verimliliği için bir düzeltme yapılır. Bu nedenle, çoğu vericinin verimliliği yaklaşık% 70'tir (belirli bir devrenin açıklamasında daha doğru olacaktır), bu nedenle böyle bir nesneye 40 W değil, 40/0,7 = 57,15 W güç verilmelidir. Transformatörün de kendi verimliliğine sahip olduğunu belirtmekte fayda var. Tipik olarak bir transformatörün verimliliği% 95-97'dir, ancak ev yapımı ürünler için bir düzeltme yapmalı ve% 85-90'lık bir verimliliği kabul etmelisiniz (bağımsız olarak seçilir). Böylece gerekli güç artar: 57,15/0,9 = 63,5 W. Tipik olarak, bu güce sahip transformatörler yaklaşık 1,2-1,5 kg ağırlığındadır.

Daha sonra giriş ve çıkış gerilimleri belirlenir. Örneğin, 220 V giriş ve 12 V çıkış gerilimli, standart frekanslı (50 Hz) bir düşürücü transformatörü ele alalım. Dönüş sayısını belirleyin. Yani, bir sarımda sayıları 220 * 0,73 = 161 tur (tam sayıya yuvarlanır) ve altta 12 * 0,73 = 9 turdur.

Dönüş sayısını belirledikten sonra telin çapını belirlemeye başlarlar. Bunun için akan akımı ve akım yoğunluğunu bilmeniz gerekir. 1 kW'a kadar olan kurulumlar için akım yoğunluğu 1,5 - 3 A/mm2 aralığında seçilir, akımın kendisi yaklaşık olarak güce göre hesaplanır. Yani seçilen örnek için maksimum akım yaklaşık 0,5-1,5 A olacaktır. Transformatör maksimum 100 W yük ile doğal hava soğutmalı çalışacağından akım yoğunluğunu 2 A/mm2 civarında alıyoruz. Bu verilere dayanarak tel kesitini 1/2 = 0,5 mm2 olarak belirliyoruz. Prensip olarak kesit bir iletkenin seçimi için yeterlidir ancak bazen çap da gerekli olur. Kesit pd 2/2 formülü kullanılarak bulunduğundan çap 2 * 0,5/3,14 = 0,56 mm'nin köküne eşittir.

Aynı şekilde, ikinci sargının kesitini ve çapını (veya daha fazlası varsa, diğerlerini) bulun.

Sargı malzemeleri

Bir transformatörün sarılması, kullanılan malzemelerin dikkatli seçilmesini gerektirir. Yani neredeyse tüm detaylar önemlidir. İhtiyacınız olacak:

Transformatör çerçevesi. Çekirdeği sarımlardan izole etmek gerekir ve aynı zamanda sarım bobinlerini de tutar. Üretimi, çekirdeğin aralıklarında ("pencere") yer kaplamaması için oldukça ince olması gereken dayanıklı bir dielektrik malzemeden gerçekleştirilir. Genellikle bu amaçlar için özel karton, textolite, elyaf vb. Kullanılır. Kalınlığı en az 0,5 m ve maksimum 2 mm olmalıdır. Bu amaçla çerçeve yapıştırılmalıdır. düzenli yapıştırıcılar marangozluk işleri için (nitro yapıştırıcılar). Çerçevelerin şekil ve boyutları çekirdeğin şekil ve boyutlarına göre belirlenir. Bu durumda çerçevenin yüksekliği plakaların yüksekliğinden (sarma yüksekliği) biraz daha fazla olmalıdır. Boyutlarını belirlemek için plakaların ön ölçümlerini yapmak ve sarımın yaklaşık yüksekliğini tahmin etmek gerekir.
Çekirdek. Çekirdek olarak manyetik bir devre kullanılır. Demonte bir transformatörden gelen plakalar, özel alaşımlardan yapıldıkları ve zaten belirli sayıda dönüş için tasarlandıkları için bunun için en uygunudur. Manyetik devrenin en yaygın şekli “W” harfine benzer. Üstelik mevcut çeşitli boşluklardan kesilebilir. Boyutları belirlemek için önce sargıların tellerini sarmalısınız. Sargıya sahip olan en büyük sayı dönüşler çekirdek plakaların uzunluğunu ve genişliğini belirler. Bunu yapmak için sarımın uzunluğunu + 2-5 cm ve sarımın genişliğini + 1-3 cm alın. Bu şekilde çekirdeğin boyutlarının yaklaşık olarak belirlenmesi gerçekleşir.
Tel. Burada terminaller için sargıları ve kabloları ele alıyoruz. En iyi seçim bir dönüştürme cihazının bobinlerini sarmak için, emaye yalıtımlı bakır teller (“PEL” / “PE” tipi) dikkate alınır; bu teller yalnızca amatör radyo ihtiyaçları için değil, aynı zamanda güç transformatörleri için de sargı için yeterlidir (örneğin, kaynak için). Onlar sahip geniş seçenek gerekli kesitte bir tel satın almanızı sağlayan bölümler. Bobinlerden çıkan teller mutlaka daha büyük bölüm ve PVC veya kauçuk izolasyon. 0,5 mm2 kesitli “PV” serisinin telleri sıklıkla kullanılır. Çıkış için yalıtımlı kabloların kullanılması tavsiye edilir farklı renkler(böylece bağlanırken karışıklık olmaz).
Yalıtım pedleri. Sargı telinin yalıtımını arttırmak için gereklidirler. Tipik olarak, sıralar arasına yerleştirilen ara parçalar olarak kalın ve ince kağıt kullanılır (aydınger kağıdı iyi çalışır). Bu durumda kağıdın kırılmadan veya delinmeden sağlam olması gerekir. Bu kağıt aynı zamanda hepsi hazır olduktan sonra sarımları sarmak için de kullanılır.

Süreci hızlandırmanın yolları

Birçok radyo amatörünün genellikle sargıları sarmak için özel ilkel cihazları vardır. Örnek: Sargıları sarmak için ilkel bir makine, üzerine dönen uzunlamasına eksene sahip çubukların monte edildiği bir masadır (genellikle bir stand). Eksenin uzunluğu, dönüştürme cihazı bobinlerinin çerçevesinin uzunluğundan 1,5-2 kat daha büyük seçilir (alınır) maksimum uzunluk), çubuklardan çıkışlardan birinde eksenin dönüş için bir tutamacı olması gerekir.

Eksenin üzerine, her iki taraftan kısıtlayıcı pimlerle kilitlenen bir makara çerçevesi yerleştirilir (çerçevenin eksen boyunca hareket etmesini engeller).

Daha sonra bobinin bir ucuna sarım teli takılır ve eksen kolu döndürülerek sarım gerçekleştirilir. Böyle ilkel bir tasarım, sarımların sarılmasını önemli ölçüde hızlandıracak ve daha doğru hale getirecektir.

Sarma işlemi

Bir transformatörün sarılması, sarım sarımlarını içerir. Bunun için sargılarda kullanılması planlanan tel herhangi bir bobine sıkıca sarılır (işlemi basitleştirmek için). Daha sonra, bobinin kendisi ya yukarıda belirtilen cihaza takılır ya da "manuel olarak" sarılır (bu zor ve zahmetlidir). Bundan sonra, sarım telinin ucu, kurşun telin lehimlendiği sarım bobinine sabitlenir (bu, işlemin başında veya sonunda yapılabilir). Daha sonra bobin dönmeye başlar.

Bu durumda bobin hiçbir yere hareket etmemelidir ve sıkı döşeme için telin güçlü bir gerginliğe sahip olması gerekir.

Tel dönüşlerinin uzunlamasına sarılması, dönüşlerin mümkün olduğunca birbirine yakın olması için yapılmalıdır. İlk dönüş sırası uzunlamasına sarıldıktan sonra, birkaç kat halinde özel yalıtım kağıdıyla sarılır ve ardından bir sonraki dönüş sırası sarılır. Bu durumda sıraların birbirine sıkı bir şekilde oturması gerekir.

Sarma işlemi sırasında dönüş sayısını kontrol etmeli ve sarım sonrası durmalısınız. gerekli miktar. Tel tüketimini hesaba katmadan tam dönüşlerin sayılması önemlidir (yani ikinci dönüş sırası daha fazla tel gerektirir ancak tur sayısı sarılır).