Izračun namota transformatora i njegove jezgre

Transformator, čija je povijest već gotovo stoljeće i pol dana, cijelo vrijeme vjerno služi čovječanstvu. Njegova svrha je pretvorba AC napona. Ovo je jedan od rijetkih uređaja čija učinkovitost može doseći gotovo 100%.

Shema zavrtanja transformatora zavarivanja

Shema navijanja transformatora za zavarivanje.

Kako izračunati i zamagliti transformatorske namote, što je njihova jezgra, kakve su značajke dizajna transformatora za različite svrhe, kako rade - pitanja koja bi mogle biti od interesa za mnoge. U nastavku su odgovori na većinu ovih pitanja.

Što je transformator?

Natrag na sadržaj

Malo povijesti

U 1870-ima, ruski znanstvenik P.N. Yablochkov je izumio električni izvor svjetla - "Yablochkov svijeća". U početku, izvori struje luka bili su moćne galvanske baterije, ali u ovom slučaju anode su brže spaljene. Zatim je znanstvenik odlučio koristiti alternator kao trenutni izvor svog izuma.

U tom je slučaju došlo do još jedne poteškoće: nakon što je jedna električna svijeća palila, zbog smanjenja napona na stezaljkama generatora, paljenje ostalih svjetiljki bilo je teško. Problem je riješen kada je transformator korišten za napajanje svakog izvora svjetlosti. Ti prvi transformatori imaju otvorene jezgre čeličnih žica i kao rezultat su imale nisku učinkovitost. Transformatori s zatvorenim jezgrama, slični suvremenom, pojavili su se tek nakon 9 godina.

Natrag na sadržaj

Kako radi transformator i kako funkcionira?

Shema najjednostavnijeg transformatora

Slika 1. Dijagram najjednostavnijeg transformatora.

Najjednostavniji transformator je jezgra tvari s visokom magnetskom propusnošću i dva namota koji su mu navijeni (slika 1a). Pri prolasku kroz primarno navijanje izmjenične struje silom I1 u srži postoji različit magnetski tok F, koji je navojem primarnih i sekundarnih namota.

U svakom od okreta ovih zavojnica je isti za numeričku vrijednost inducirane emf. Dakle, odnos EMF-a u zavojima i okretima u njima je isti. U praznom hodu (I2 = 0) naponi na namotima su gotovo jednaki indukciji emf u njima, dakle, sljedeći odnos vrijedi i za napone:

U1 / U2 ≈ N1 / N2 gdje

N1 i N2 - broj zavoja u zavojima.

Omjer u1 / U2 također poznat kao koeficijent transformacije (k). Ako u1 > U2, transformator se zove step-up (Slika 1b), s U1 < U2 - (Slika 1B). Prvi transformator ima veći omjer transformacije, a drugi ima manje od jednog.

Jedan i isti transformator, ovisno o tome na koji nam je namotaj primijenjen i kojim se uklanja napon, može biti ili povećanje ili smanjenje. Sekundarno navijanje nije nužno jedno - može biti nekoliko. Iz ravnoteže snage u zavojima, slijedi da su struje u njima obrnuto proporcionalne broju okreta:

ja1 / I2 ≈ N2 / N1.

Ako je sekundarno navijanje sastavni dio primarnog (ili primarnog - sekundarnog) transformatora postaje autotransformator. U sl. Slike 1d i 1d prikazani su dijagrami, odnosno step-down i step-up autotransformatori.

Izrada transformatora za točkasto zavarivanje bakra

Izrada transformatora za točkasto zavarivanje bakra.

Zamjensko magnetsko polje uzrokuje stvaranje vrtložnih struja u jezgri, koje ga zagrijavaju, na kojem se dijelu energije troši. Kako bi se smanjili ti gubici, jezgre se regrutiraju iz odvojenih, međusobno izoliranih, posebnih čeličnih ploča s niskom promjenom energije.

Najčešće se u modernim transformatorima koriste magnetske jezgre od tri tipa:

  1. Rod (U-oblik), koji se sastoji od dvije šipke s namotima i jaram koji ih povezuju. Ovako se obično organiziraju jezgre visokonaponskih transformatora.
  2. Oklop (u obliku slova W). Magnetski je krug jar, unutar kojeg je šipka s namotom. Jerk štiti svako navijanje transformatora od vanjskih utjecaja - dakle ime. Najčešće se koriste u transformatora male snage za elektroničke sklopove.
  3. Toroidalna - magnetska jezgra u obliku torusa sastoji se od transformatorske trake namotane gustom valjkom. Prednosti - relativno niska težina, visoka učinkovitost, minimalna smetnja. Nedostatak je složenost namota.
Natrag na sadržaj

Kako izračunati transformator?

Transformator za zavarivanje luka

Zavarivanje transformatora za elektrolučno zavarivanje.

Najvažniji parametri transformatora su nazivne vrijednosti struja i napona te snaga za koju je dizajniran. Apsolutna točnost pri izračunavanju karakteristika transformatora za ove parametre nije važna, tako da se možete ograničiti na približne vrijednosti.

Slijed obračuna je kako slijedi:

  1. Izračun struje kroz sekundarno navijanje, uzimajući u obzir gubitke: I2 = 1,5 x I2N, gdje i2N - u njoj je ocijenjeno struja.
  2. Izračun snage uklonjen iz sekundarnog namota: P2 = U2 * Ja2, gdje je u2 - napetost na njemu. Ako takav zavoj nije jedan, rezultat je zbroj njihovih ovlasti.
  3. Određivanje dobivene snage: PT = 1,25 * P2 s učinkovitosti od oko 80%.
  4. Izračunavanje struje kroz primarni navoj transformatora: I1 = PT / U1, gdje je u1 - napetost na njemu.
  5. Područje traženog dijela magnetskog kruga: S = 1.3 * √PT, gdje se mjeri cm2.
  6. Broj zavoja za primarno navijanje transformatora: N1 = 50 * U1 / S, gdje je S mjereno u cm2.
  7. Broj zavoja za sekundarno navijanje: N2 = 55 * U2 / S, gdje je S mjereno u cm2.
  8. Promjer vodiča bilo kojeg od namota transformatora: d = 0.632 * √I, gdje je ja trenutno snaga u njemu. Formula je ispravna za bakrenu žicu.

Na primjer, sekundarno navijanje transformatora uključeno u mrežu od 220 V mora proizvesti struju od 6,7 A pri naponu od 36 V. Izračunajte parametre transformatora.

Glavni dijelovi izvedbe transformatora

Glavni dijelovi izvedbe transformatora.

  1. ja2 = 1,5 * 6,7 A = 10 A.
  2. P2 = 36 V * 10 A = 360 W.
  3. PT = 1,25 * 360 vata = 450 vata.
  4. ja1 = 450 W / 220 V ≈ 2 A.
  5. S = 1,3 * 450 (cm2≈ 25 cm2.
  6. N1 = 50 * 220/25 = 440 zavoja.
  7. N2 = 55 * 36/25 = 79 zavoja.
  8. d1 = 0.632 * √2 (mm) = 0.9 mm, d1 = 0,632 * 10 (mm) = 2 mm.

Ako nema žica potrebnog promjera, jedna debela žica može se zamijeniti s nekoliko tanjih one paralelno povezanih. Područje presjeka vodiča s promjerom d može se izračunati formulom: s = 0,8 * d2.

Na primjer, potrebna vam je žica promjera 2 mm, a samo je vodič promjera 1,2 mm. Područje poprečnog presjeka željene žice s = 0,8 * 4 (mm2) = 3,2 mm2, raspoloživo područje, izračunato po istoj formuli, iznosi 1,1 mm2. Lako je razumjeti da jedan vodič promjera 2 mm može biti zamijenjen s tri s promjerom od 1,2 mm.

Natrag na sadržaj

Proizvodnja transformatora

Proces proizvodnje transformatora snage sastoji se od niza sekvencijalnih operacija.

Natrag na sadržaj

Montaža okvira svitaka za jezgru jezgre ili oklopa

Shema montaže okvira transformatora

Slika 2. Shema montaže okvira za transformator.

Prilično prikladan materijal za sastavljanje tih okvira je karton ili ploča za tisak. Još jači okvir može biti izrađen od plastike. Sklop okvira prikazan je na Sl. 2a. Skupljeno je od dijelova prikazanih na slikama 2b-2g. Mora biti izrađen od dvije kopije svakog dijela. Rupa na obrazima (g) namijenjene su zaključcima.

Postupak montaže okvira:

  • dva obraza preklapaju se jedni drugima;
  • dijelovi (b) su ugrađeni u svoje prozore i razrijeđeni, jedan gore, drugi dolje;
  • dijelovi (c) ugrađuju se tako da se njihove projekcije podudaraju s udubljenjima dijelova (b).

Rezultirajući okvir je dovoljno jak i više se ne gulja. Prije navijanja zavojnica, brtve se pripremaju unaprijed (sl. 2e) izrađene od traka kabelskog papira. Trake su pažljivo odrezane duž rubova na dubinu od nekoliko mm. Ovi rezovi, pored četkica, zaštićuju skretanje sljedećeg sloja od pada u prethodnu.

Natrag na sadržaj

Zavojnice

Oblik zavojnice

Slika 3. Dijagram petlje za svitak.

Prije namatanja, potrebno je pripremiti odjeljke fleksibilne žice s izolacijom otporne na toplinu za vodove i sekcije rezistentne kamere. Vješanje se obavlja tako da žica odgovara prijelazu na zavoj s nekom napetošću. Naknadne zavojnice trebaju pritisnuti prethodne. Kako bi se spriječilo padanje zavojnica u blizini obraza, preporučljivo je da sljedeći red ne bi trebao biti nacrtan nekoliko milimetara prije nego što se ispunite slobodnim područjima sa žicama ili niti.

Nakon završetka navoja svakog reda, napetost žice mora se održavati tako da kod postavljanja kabelske trake za papir, namotani dio se ne otvara. Takve se brtve moraju položiti nakon svakog sloja.

Ako je spiralna žica tanka, pa na početku i na kraju namota, kao i na savijanje iz nje, pripremljeni dijelovi fleksibilne ljepljive žice su pažljivo lemljeni. Mjesto šiljka je izolirano. Ako je žica magneta dovoljno debela, vodovi i utičnice (u obliku petlje) izrađeni su iz iste žice. I zaključci i zavoj treba nositi s kamkrovnim segmentima.

Petlja (Sl. 3a) prolazi kroz rupu presavijene trake debelog papira ili pamučne trake koja se stegne nakon što ga pritisne slijedeći zavoji (sl. 2b). Primjer grane iz tanke žice za navijanje prikazano je na sl. 2c.

Otprilike na isti način, krajevi namotavanja su izrađeni od debele žice, ali koristi se samo pamučni pojas. Shema fiksiranja početka namotavanja prikazana je na Sl. 2g, krajnje fig. 2d.

I nekoliko riječi o tome kako vjetar navijati toroidalni transformator. Obično se za njihovo navijanje koristi domaća šutnja, na čijoj se površini nalazi dovoljna količina žice. Prijelaz s žicom mora proći u rupu toroidnog magnetskog kruga.

Kotač bicikla

Slika 4. Oblik bicikla kotača.

Mnogo je lakše završiti pomoću uređaja koji se temelji na rubu kotača za bicikle (slika 4). Rub je rezan na jednom mjestu, navučen u rupu magnetskog kruga, nakon čega su rezni dijelovi pažljivo spojeni. Zatim se na svojoj vanjskoj površini s malom marginom namotaje vijčana žica potrebne duljine. Zbog praktičnosti rub može biti obješen s gornjim dijelom na čekić, klin ili neku drugu prikladnu suspenziju. Prikladno je pričvrstiti spiralnu žicu s odgovarajućim gumenim prstenom.

Krivulja je namotana zbog rotacije ruba. Nakon završetka svakog skretanja, gurnite gumeni prsten na odgovarajuću udaljenost. Kućišta moraju biti pažljivo postavljena, uz napetost. Zaključci i slavine mogu se oblikovati na isti način kao u gore spomenutim zavojima. Svaki sloj i navijanje moraju biti odvojeni slojem izolacije. Na vrhu posljednjeg sloja, transformator je omotan sa držačem trake i natopljen lakom.

Natrag na sadržaj

Sklop sklopa transformatora

Dijagram jednogfaznog transformatora

Dijagram jednogfaznog transformatora.

Kada su zavojnice spremne, jezgra jezgre ili oklopa se sastavljaju. Treba pokušati napraviti što je moguće moguće moguće magnetske praznine, za koje bi sklop trebao biti postavljen na poklopcu. Nastavlja se sve dok se cijeli prozor ne napuni. Konačne ploče često se moraju udariti drvenim čekićem ili drvenim podlogama.

Na kraju montaže, jezgra se zapečaćuje, crimping jaram ili zatezanje, ako ploče imaju odgovarajuće rupe, sa igle koje su izolirane od jezgre s kartonskim cijevima ili nekoliko slojeva papira. Na krajevima klinova stavljaju se električni izolacijski i konvencionalni podložni nosači i pričvrsti matice kojima se jezgra stegne. Loše komprimirana jezgra će snažno zujati i vibrirati.

Natrag na sadržaj

Provjerite proizvodni transformator

Shema stroja za namatanje transformatora

Shema stroja za namatanje transformatora.

Prije svega, pomoću mjerača megohma, izmjerite otpor između pojedinačnih namota, kao i između jezgre i namota. Ne smije biti manja od 0,5 Mama. Ako ne postoji mjerač megohma, te otpore možete procijeniti običnim mjeračem. Trebao bi pokazati beskonačnost.

Nakon provjere izolacije, primarni navoj transformatora snabdijeva se naponom jednakim polovici nominalnog. Možete koristiti, na primjer, Latte. Ako proizvod ne puši, ne buzi, ne zagrijava mnogo, primjenjuje se nazivni napon primarnog namota.

Bez opterećenja struja u primarnom namotanju transformatora ne bi smjela biti veća od 5-10% njezine nominalne vrijednosti. Sam transformator ne bi trebao biti jako vruće i buzz glasno. Ako je glasina snažna, trebali biste ga još više oštetiti ili voziti drvene ili plastične ploče u prazninu između ploča.

Za konačni test, nazivno opterećenje je spojeno na transformator, provjeravaju se naponi na svim namotima. Ako je sve normalno, transformator se drži pod opterećenjem 3-4 sata. Ako nema zvukova, nema mirisa koji gori, a transformator ne zagrijava više od 70°C, test se može smatrati uspješno završenim.

Ne uvijek na prodaju možete pronaći transformator s potrebnim parametrima.

No, sigurno je reći da potreban uređaj nije pretjerano složen i može se izračunati i proizvesti neovisno.

Dodajte komentar