Ihads.ru

Все про недвижимость
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать трансформатор своими руками

Если вам необходимо самостоятельно соорудить этот аппарат, тогда следует ответить на вопросы:

Для чего необходимо устройство: для повышения или понижения тока?

Какое напряжение будет через него проходить?

На какой частоте будет работать ваш аппарат?

Трансформатор своими руками

Какую мощность он должен иметь после изготовления?

После того как вы ответите на эти вопросы можно приступать к покупке необходимых материалов. Все материалы для того чтобы сделать трансформатор своими руками можно найти в магазине. В магазине вам необходимо приобрести ленточную изоляцию, сердечник (при необходимости снять его можно из старого телевизора), провода, которые имеют эмалевую изоляцию. Ленточная изоляция трансформатора должна иметь высокое качество.

Трансформатор своими руками также необходимо наматывать. Для его намотки вам потребуется соорудить простой станок. Для его изготовления вам может потребоваться доска шириною 10 см и длиною 40 см. На нее нужно прикрепить с помощью шурупов два бруска 50 на 50 мм. Расстояние между ними обязательно должно составлять не меньше 30 см. Потом просверлите небольшие отверстия с диаметром в 8 мм. В эти отверстия необходимо будет вставить пруты, на которые будет надета катушка трансформатора.

Устройство для намотки трансформатора

С одной стороны, вам необходимо нарезать небольшую резьбу. После того как вы закрутите шайбу у вас будет готова его ручка. Размер намоточного станка может быть любым. В первую очередь все зависит от размеров сердечника. Если сердечник имеет форму кольца, тогда его намотку следует выполнять вручную.

Трансформатор своими руками может иметь разное количество витков. Необходимое количество витков вы рассчитаете исходя из его мощности. Например, если вам необходимо устройство от 12 до 220 В, тогда мощность аппарата будет составлять от 90 до 150 Вт. Магнитопровод должен иметь О – образную форму. Взять его можно из старого телевизора. Сечение необходимо определить с помощью формулы.

На следующем этапе вам потребуется определить количество витков на 1 В, которое в данном случае равно 50 Гц, деленное на 10. Первичная и вторичная обмотка рассчитывается с помощью формулы:

W1= 12 Х 5 = 60 и W2= 220 Х 5=1100.

Определить в них токи можно с помощью:

I1 = 150_12=12,5 А и I2=150:220=0,7 А.

Вот так рассчитываются все параметры будущего трансформатора. Инструкция трансформатора содержит в себе эти формулы для расчета.

Подготовка материала

Для сборки ЛАТРа понадобятся следующие материалы и устройства:

  • Медная обмотка;
  • Тороидальный или стержневой магнитопровод. Можно приобрести в специализированном магазине или извлечь из испорченной техники;
  • Термоустойчивый лак;
  • Тряпичная изолента;
  • Корпус с закрепленными разъемами для подключения нагрузки и питания.

Для лабораторного ЛАТРа с переменным коэффициентом трансформации могут дополнительно понадобиться:

  1. Цифровой или аналоговый вольтметр.
  2. Поворотный механизм, включающий в себя ручку и ползунок с угольной щеткой. Он будет регулировать напряжение.

Простые устройства для намотки трансформатора

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда не активна

transformatorСлучается, найдет радиолюбитель интересную схему и. отложит в сторону. Готового трансформатора, с нужными параметрами нет, а тратить время на ручную намотку сотен или даже тысяч витков жаль. Но бывает и иначе. Поразмыслив, конструктор возьмет да и сделает из простейших или, как мы еще называем, «подручных» материалов нечто вроде намоточного станка. И это «нечто» потом не раз облегчит и сократит нудный процесс намотки. Несколько таких самодельных устройств мы предлагаем вашему вниманию.

Читайте так же:
Картриджи без счетчика чернил

Проще всего использовать ручную дрель и тиски (рис. 1 А). Кроме того, понадобится деревянный брусок, надетый на болт Ø 4—6 мм. Размер бруска должен быть таков, чтобы каркас катушки держался на нем плотно (рис. 1 Б). Закрепив брусок гайкой, зажимают свободный конец болта в патроне дрели На этом изготовление приспособления заканчивается. Учтите только, что при намотке провод, чтобы он ложился ровно, нужно слегка натягивать.

Подсчет витков производится двумя способами. Во-первых, можно подсчитать количество витков в одном ряду и разделить на эту цифру общее число витков. Во-вторых, вычислить, сколько оборотов делает патрон за один оборот
рукоятки, то есть определить передаточное число i. После
этого находят х = w/i , где х — обороты, а w — необходимое количество витков.
Вместо того чтобы сверлить в бруске отверстие для болта, можно использовать обыкновенный шуруп, ввернув его в дерево. Потом шляпка шурупа отрезается. Но такой способ хорош только для небольших, коротких катушек. Когда внутренний диаметр каркаса невелик, его надевают прямо на болт и стягивают гайкой. Предварительно под головку болта и гайку подкладывают шайбы.

Желательно, чтобы в этом приспособлении (рис. 2) передаточное число редуктора было равно 10. Тогда при одном обороте ручки 1 болт 3 совершит 10 оборотов. Катушку с круглым или небольшим квадратным отверстием можно установить прямо на болте и стянуть гайками 2 и 4. Если же толщины болта недостаточно, нужно использовать уже знакомый нам деревянный брусок.

Счетчик 5 приводится в движение пластинкой 6, эксцентрично закрепленной на той же оси, что и рукоятка. Он отсчитывает каждые 10 витков.

Третье устройство универсальное. С его помощью провод не только наматывают, но и разматывают, что тоже в радиолюбительском деле не редкость. В конструкции используют бруски 2 и 10 из твердого дерева. Рукоятка 1 свободно вращается в отверстии бруска 2. На ее свободном конце нарезают резьбу и навинчивают две гайки 5. Между ними зажимается деревянный брусок 4, сделанный по форме отверстия в каркасе. Шайба 3 ограничивает горизонтальное перемещение рукоятки. Для стабильности брусок 2 можно закрепить в тисках.

В приспособлении для разматывания провода болт 7 закреплен неподвижно на бруске 10 с помощью гайки 9. Катушка 8 вращается свободно. Болт по длине несколько раз просверливается. В одно из отверстий, в зависимости от величины катушки, устанавливается фиксирующий шплинт 6.

1 этап. Разборка трансформатора: корпус, вводы и активная часть.

Как разобрать масляный трансформатор. Разборка и сборка.

В случае если активная часть не присоединена к верхней крышке бака, то производится демонтаж выводов высоковольтной и низковольтной катушек.

Читайте так же:
Что ждет тех у кого стоят счетчики

Болты, снятые со всего периметра крышки, вместе с навернутыми на них гайками, шайбами и граверами нужно промыть в бензине. Далее покрыть смазкой и уложить в ящик, чтобы не потерять.

Если активная часть прикреплена к верхней крышке, то верхняя крышка стропится за 2 подъемных рыма. При демонтаже радиатором и других крупных деталей трансформаторов в качестве подъемного механизма используется автокран или таль грузоподъемностью не менее 5 тонн.

При подъеме активной части трансформатора с вводами расположенными на стенках бака первоначально демонтируют отводы, а затем поднимают активную часть трансформатора.

Активную часть, поднятую из бака, устанавливают на прочном помосте из остроугольных досок или на деревянных брусьях так, чтобы обеспечить её устойчивое вертикальное положение.

Продолжая разборку отсоединяются отводы от вводов и переключателя. Не забываем проверить состояние изоляции.

У трансформаторов с верхним креплением активной части отворачиваются рымы с вертикальных шпилек и снимаем крышку. Отнести её подальше от места проведения разборки, чтобы не повредить фарфоровые выводы во время работы. А также можно накрыть их.

Проверка

Проверка трансформатора на работоспособность и величину выходного напряжения необходимо начинать с визуального осмотра. На корпусе многих современных и элементах старого производства, нанесена принципиальная схема. В ней находится информация о контактах входа и выхода, количество витков первичной и вторичной обмотки, величины выходных напряжений. Если этой информации нет, необходимо прозвонить трансформатор.

Многие начинающие радиолюбители сталкиваются с проблемой, как прозвонить импульсный трансформатор мультиметром. Далее будут даны рекомендации на примере именно этого устройства.

Межвитковое короткое замыкание

Самый важный тест. Запрещается проводить подключение неизвестных, найденных где — то трансформаторов, без теста на короткое замыкание. Межвитковое замыкание не определяется при помощи мультиметра. Причина этого кроется в пробое двух рядом стоящих обмоток и их соединении между собой.

При прозвонке на сопротивление, оно останется неизменным (если до КЗ нет обрыва). Поэтому проверяется трансформатор визуально. Любые потемнения, вспучивания, плавления изоляции или нагар на бумаге можно считать следствием короткого замыкания. Плавление и нагар произошли из-за нагрева обмотки при нагрузке. При межвитковом замыкании первичной обмотки, ток проходит меньшее количество витков, что создает нагрузку и нагрев. Также КЗ можно определить по запаху гари.

Если внешне устройство не имеет дефектов изоляционного покрытия, можно начинать следующую проверку.

Поиск обмоток

Этот тест необходим, если элемент был изначально не подключен к электрической схеме прибора или устройства. Первичная обмотка трансформатора, имеет большее число витков, так как на нее подается высокое напряжение. Значит и сопротивление должно быть значительно больше. Вход первичной обмотки всегда располагается в верхней части устройства, клеммы вторичной в нижней. Для поиска необходимо:

  1. Мультиметр перевести в режим замера сопротивления.
  2. Оба контрольных щупа соединить с двумя выводами трансформатора.
  3. Сохранить полученные значения.

Проверка первичной обмотки

Далее нужно найти выходы вторичных катушек. Делается это по тому же принципу. Если выходов более 2, то необходимо провести замер каждой пары. Полученные значения также сохраняются.

Читайте так же:
Программируемый счетчик импульсов схема

Теперь необходимо провести сверку результатов. Выводы с самым большим сопротивлением укажут на первичную обмотку входа. Остальные пары будут являться выходными контактами.

Целостность

Определение целостности необходимо для того чтобы узнать, нет ли обрыва в цепи трансформатора. Предыдущая проверка помогла выяснить, какие контакты являются входящими и выходящими. Теперь нужно определить их целостность. Для этого нужно:

  1. Перевести мультиметр в режим прозвонки со звуковым оповещением.
  2. 2 контрольных щупа подключить к входным контактам трансформатора.
  3. Звуковое оповещение будет свидетельствовать о целостности провода.

Проверка целостности трансформатора

Таким же образом нужно проверить остальные контакты выхода. У современных понижающих устройств бытового назначения есть один нюанс. В его схему первичной обмотки встроен тепловой резистор. Найти его просто. Он припаян между клеммой и началом обмотки и скрыт под изоляцией. Если проверка на входе показала обрыв, стоит осторожно вскрыть изоляционный слой и найти резистор. Далее сделать еще один замер, но только самого провода, за резистором. Если проверка была удачной, значит необходима замена теплового элемента.

Тепловой резистор

Тепловой резистор необходим для отключения цепи во время перегрева. Он может выйти из строя по причине высокой нагрузки, не пропустив в цепь высокое напряжение.

Определение величины входящего напряжения

Этот тест поможет узнать, можно ли эксплуатировать элемент от бытовой электрической сети или он рассчитан на напряжения других значений. Для определения величины тока необходимо:

  1. Подключить один контакт лампы накаливания к клемме входа ТР.
  2. Второй контакт к источнику напряжения 220 В.
  3. Клемму «2» от ТР к «2» клемме источника напряжения.

Определение величины входящего напряжения

Если лампа не загорается, то это указывает на то, что трансформатор предназначается для работы от сети 220 вольт. Горение лампы любой величины накала, укажет на работу от токов иных величин.

Замер выходящего напряжения

После проведения всех тестов, на целостность импульсного трансформатора, можно перейти к его подключению к электрическому напряжению и замеру выходного напряжения. Для этого нужно:

  1. К найденным разъемам входа подключить напряжение 220 вольт.
  2. На входных клеммах попарно замерить напряжение.
  3. Полученные результаты сохранить.

Определение выходного напряжения

Если на корпусе трансформатора нанесены обозначения величины выходящих напряжений, то при замере они должны быть больше на 5–20 %. Это делается для запаса мощности, при последующем подключении к диодному мосту.

Если маркировки нет, нужно выполнить следующие действия:

  1. Красный контрольный щуп подключить к «1» клемме вывода.
  2. Черный щуп поочередно подключать к остальным выводам.
  3. Если замер дал результаты от 9 до 24–36 вольт, то эти контакты необходимо отметить.

Проверка считается удачной, если все разъемы показали определенные значения.

Важно! На выходах трансформаторов переменное напряжение. Запрещаться делать замер, касаясь руками оголенных контактов.

Виды согласующих трансформаторов

Наибольшее применение на практике получил звуковой согласующий трансформатор входного и выходного типов. Для усилителей на транзисторной элементной базе используют устройства серии ТОТ (оконечный транзисторный), а на ламповых элементах ТОЛ (оконечный ламповый).

Читайте так же:
Прозрачные счетчики для сайта

тол и тот

В качестве входных получила применение серия ТВТ (входной транзисторный).

ТВТ

Для антенны применяют устройства тороидального типа на ферромагнитных кольцах или конусах необходимого диаметра. Отметим, что для таких трансформаторов не обязательна сплошная намотка по сечению магнитопровода. Достаточно провести через внутреннюю часть прямые проводники, что позволяет сэкономить на производстве за счет уменьшения потребности в электротехнических материалах.

Трансформатор тока для детектирования включений нагрузки в сети 220В

Сердечник и вторичная обмотка самодельного трансформатора тока

Сердечник и вторичная обмотка самодельного трансформатора тока

Недавно у меня возникла необходимость определять на микроконтроллере моменты включения/выключения погружного насоса с поплавковым выключателем, запитанного от сети 220В, т.е. по сути определять наличие потребляемого тока в цепи питания насоса. Когда речь идет об измерениях в сети 220В, то в первую очередь стоит подумать о том, как обеспечить качественную гальваническую развязку, т.е. отсутствие электрического контакта между высоковольтными и низковольтными цепями.

Пожалуй самым простым и быстрым решением было бы взять готовый модуль на эффекте Холла (например на микросхеме ACS712). Однако мне такой вариант не подошёл по двум причинам. Во-первых, он требует питания 5В, а у меня всё было запитано от 3.3В. Во-вторых, он включается в разрыв измеряемой цепи, а мне было очень важно не нарушить работу насоса даже в случае ошибки проектирования или выхода из строя датчика.

Как ни странно, нагуглить готовое решение без специальных модулей для такой казалось бы простой задачи не удалось, поэтому здесь хочу поделиться опытом расчета и изготовления простейших измерительных трансформаторов тока.

Принцип работы трансформатора тока

Пожалуй каждый, кто когда-нибудь работал с аналоговой электроникой, сталкивался наводками от сети 220В. Казалось бы, если от этих наводок так сложно избавиться, то может быть и определить включение нагрузки должно быть очень легко? Однако всё оказалось не совсем так просто.

Действительно, простейший измерительный трансформатор тока можно сделать из мотка обычного двухжильного силового кабеля — по одной из жил запустить измеряемый ток, а с другой снимать полезный сигнал. Попробуем прикинуть (хотя бы по порядку величины), какое напряжение образуется на концах «сигнальной» жилы, если через «силовую» пропустить ток к целевой нагрузке? Может этого будет уже достаточно для решения поставленной задачи?

Моток кабеля в такой конфигурации по сути представляет собой трансформатор с воздушным сердечником. Ток, проходящий через витки силовой жилы, формирует переменное магнитное поле. Это поле создаёт электродвижущую силу ЭДС индукции в каждом витке сигнальной жилы. Величина ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока проходящего через окружённую витком поверхность:

Если предположить, что витки в мотке кабеля уложены достаточно плотно, а ток в измерительной жиле равен нулю, то магнитный поток через все витки будет одинаковым, и его можно будет посчитать как произведение индуктивности одного витка , числа витков и тока в силовой жиле . ЭДС во всех измерительных витках будет одинакова и суммарное напряжение на концах сигнальной жилы будет равно произведению числа витков на ЭДС в одном витке:

Читайте так же:
Счетчик с прерыванием по переполнению

В бытовой сети переменного тока , где — частота, равная 50 Гц, а — амплитудное значение силы тока. Значение можно определить исходя из мощности нагрузки и действующего значения напряжения , равного 230 В. В итоге для производной тока по времени получаем такую формулу:

Например, для нагрузки мощностью 1 кВт, подключённой к обычной бытовой сети с напряжением 230 В, вычисленная по этой формуле амплитуда производной тока по времени получится чуть меньше 2000 ампер в секунду.

Индуктивность одного витка посчитаем исходя из радиуса нашего мотка и радиуса проволоки, из которой сделана жила кабеля :

Здесь — магнитная постоянная. Для мотка кабеля диаметром 10 см, имеющего жилы диаметром 2 мм, индуктивность витка получается около 0.25 мкГн. Если такой моток сделать из кабеля длиной 10 метров, то получится около 30 витков. В итоге для нашей нагрузки в 1 кВт напряжение на разомкнутой сигнальной жиле получится таким:

Значение получается вполне детектируемое, но что произойдёт в момент включения или выключения нагрузки, когда ток может изменяться в десятки или даже сотни раз быстрее, чем при нормальной работе? В этом случае вместо 450 мВ на концах сигнальной жилы может быть скачок напряжения в несколько десятков или даже сотню вольт, который вполне может повредить вход микроконтроллера.

Чтобы решить проблему с зависимостью ЭДС индукции от частоты сигнала, в трансформаторах тока используется совсем другой режим работы — вместо того, чтобы разомкнуть вторичную обмотку и измерять на ней напряжение, она замыкается накоротко и измеряется проходящий через неё ток.

Как только в сигнальной жиле появляется ток, он создаёт своё собственное магнитное поле, направленное противоположно исходному. В идеальном случае ток в сигнальной жиле мгновенно вырастет настолько, что полностью компенсирует магнитный поток силовой жилы. Для рассмотренного выше случая с одинаковым числом витков силы тока в двух жилах окажутся равны, а ЭДС индукции в сигнальной жиле будет стремиться к нулю. При разном числе витков отношение токов в силовой и сигнальной обмотках будет определяться отношением числа витков: , а суммарный магнитный поток и ЭДС индукции также будут стремиться к нулю.

Конструкция трансформатора тока

В реальном мире у сигнальной жилы есть ненулевое пассивное сопротивление и для создания в ней тока необходимо ненулевое значение ЭДС индукции, а значит магнитный поток силовой обмотки должен быть скомпенсирован не полностью. Чтобы ток в сигнальной обмотке был максимально близок к идеальному, нужно максимизировать отношение напряжения разомкнутой обмотки к реальному падению напряжения, необходимому для создания этого тока. Этого можно добиться разными способами:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector