Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.
Подбор материалов
Провод возьмем российский, у него прочнее изоляция. От старых катушек провод используется, если нет повреждения изоляции. Для изоляции подойдет бумага, пленка ФУМ. Для изоляции между обмотками лучше использовать лаковую ткань, несколько слоев изоляции. Для поверхностной наружной изоляции подходит кабельная бумага, лаковая ткань. А также можно мотать трансформатор, применяя изоленту ПВХ.
Пропитка нужна для повышения времени работы, но, она повышает паразитную емкость катушки. Для этой цели применяют лак. Для простого трансформатора можно использовать масляный лак. Покрывается каждый слой. Сразу все слои пропитать невозможно. Лак не должен быстро засохнуть до окончания намотки.
Каркас делают из стеклотекстолита или ему подобного материала.
Расчеты параметров самодельного трансформатора
На простом трансформаторе первичная обмотка имеет 440 витков для 220 вольт. Получается на каждые два витка по 1 вольту. Формула для подсчета витков по напряжению:
N = 40-60 / S, где S – площадь сечения сердечника в см2.
Константа 40-60 зависит от качества металла сердечника.
Сделаем расчет для установки обмоток на магнитопровод. В нашем случае у трансформатора окно 53 мм по высоте и 19 мм по ширине. Каркас будет текстолитовый. Две щеки внизу и вверху 53 – 1,5 х 2 = 50 мм, каркас 19 – 1,5 = 17,5 мм, окно размером 50 х 17,5 мм.
Рассчитываем необходимый диаметр проводов. Мощность сердечника трансформатора своими руками по габаритам 170 ватт. На обмотке сети ток 170 / 220 = 0,78 ампера. Плотность тока 2 ампера на мм2, стандартный диаметр провода по таблице 0,72 мм. Заводская обмотка из провода 0,5, завод сэкономил на этом.
- Обмотка простого трансформатора высокого напряжения 2,18 х 450 = 981 виток.
- Низковольтная для накала 2,18 х 5 = 11 витков.
- Низкого напряжения накальная 2,18 х 6,3 = 14 витков.
Количество витков первичной обмотки:
берем провод 0,35 мм, 50 / 0,39 х 0,9 = 115 витков на один слой. Количество слоев 981 / 115 = 8,5. Из середины слоя не рекомендуется делать вывод для обеспечения надежности.
Рассчитаем высоту каркаса с обмотками. Первичная из восьми слоев с проводом 0,74 мм, изоляцией 0,1 мм: 8 х (0,74 + 0,1) = 6,7 мм. Высоковольтную обмотку лучше экранировать от других обмоток для предотвращения помех высоких частот. Для того, чтобы мотать трансформатор, делаем обмотку экрана из одного слоя провода 0,28 мм с изоляцией из двух слоев с каждой стороны: 0,1 х 2 + 0,28 = 0,1 х 2 = 0,32 мм.
Первичная обмотка будет занимать места: 0,1 х 2 + 6,7 + 0,32 = 7,22 мм.
Повышающая обмотка из 17 слоев, толщина 0,39, изоляция 0,1 мм: 17 х (0,39 + 0,1) = 6,8 мм. Поверх обмотки делаем слои изоляции 0,1 мм.
Получается: 6,8 + 2 х 0,1 = 7 мм. Высота обмоток вместе: 7,22 + 7 = 14,22 мм. 3 мм осталось для накальных обмоток.
Можно сделать расчет внутренних сопротивлений обмоток. Для этого рассчитывается длина витка, берется длина провода в обмотке, определяется сопротивление, зная удельное сопротивление по таблице для меди.
При расчете сопротивления секции первичной обмотки получается разница около 6-ти Ом. Такое сопротивление даст падение напряжения 0,84 вольта при токе номинала 140 миллиампер. Чтобы компенсировать это падение напряжения, добавим два витка. Теперь во время нагрузки секции равны по напряжению.
Разметка
Разметка — первый этап, который проводится при наличии материалов и инструментов. Важно тщательное исследование, позволяющее определить технические характеристики.
Допустимо делать ее вручную при помощи специальных таблиц (но обратите внимание, что в таком случае придется рассчитывать все самостоятельно, используя формулы).
Можно выбрать и разметку при помощи программ — есть в бесплатном доступе такие в интернет. Но в таком случае начинающий радиолюбитель не сможет понять алгоритм расчета и научиться выполнять рамку самостоятельно, без использования компьютеризированного оборудования.
Как сделать вручную
Проверка прочности и особенностей закрепления проводится опытным путем. Берется катушка, точней ее образец, который будет не жалко выкинуть, на него накладываются 10 витков, которые будут использоваться для основного трансформатора.
Выбирается стержень с диаметром в четыре раза большим для проводов с толщиной от 0,96 миллиметров, в пять раз больше, если берутся провода до 1,56 миллиметров и в шесть раз толще, если толщина провода превышает 2,44 миллиметра. Это необходимо обязательно учитывать, подобранные инструкции есть в специальной технической литературе.
Отдельно следует рассчитывать то, что кроме определенного изгиба, который непременно образуется на первых нескольких слоях сильней, а после начнет закругляться, есть и сильное натяжение, и растяжение. Во время разметки каркаса учитывают, что кратность увеличивается в несколько раз. Например, для провода, который имеет толщину 1 миллиметров, радиус закругления будет около 5 миллиметров. Радиусы для любых по диаметру проводов также размещается в соответствующих таблицах.
Выбор класса
Проведение разметки по образцам позволяет избежать появления неплотных и неровных поверхностей в обмотке. Тонкий гетинакс используется, если требуется увеличить жесткость каркаса. Например, если мощность устройства составляет до 10 Вт, то размеры деталей маленьких будут составлять 0,5, средних — 0,7 до 1,5, а больших — от 1. Мощность до 100 Вт подразумевает использование 0,7 — 1, 2,0 — 4, 1 — 2 миллиметровых деталей соответственно. Для приборов с мощностными показателями от 100 до 500 Вт берутся до 1 до 2 мм для класса а, от 3 до 6 для б, от 1,5 до 3 для класса в.
Для последнего типа, с наибольшими показателями мощности, целесообразно увеличить радиус закругления путем приближения к оптимальным показателям значения округления. Лучше брать специальные вкладыши из материала, который используется для витых магнитных проводов. Применяют их в том случае, если по толщине магнитопровод больше в два раза, чем рабочий стержень устройства.
Дополнительно устанавливают на детали большую часть выступающей части на 3 миллиметра. Это нужно для того, чтоб щеки каркаса крепились прочно у оборудования. Гильза по размеру делается чуть больше рабочего стержня на 0,5 мм, зазоры не должны превышать этого показателя. Обязательно учитывают, получается ли каркас с помощью аппаратного воздействия или же он поставляется в комплекте устройства.
Расчет при помощи программ
В интернете есть несколько десятков программ, при этом большинство из них в бесплатном доступе, которые проводят расчет трансформатора, его каркаса. В частности, популярностью пользуется программа CARCASS, от версии 1.0, 2.0 и далее. Она работает в онлайн-режиме, но при желании можно скачать файл и установить себе на компьютере. В программу вносятся данные о:
- типе сердечника;
- толщине материала и стяжке;
- размерах сердечника А, В, С, Н.
После ввода всей информации нажимается кнопка «Ввод» или «Расчет». Появится расчет и на черте катушки, который можно распечатать и нанести на имеющийся в наличии текстолит. Есть вариант, рассчитываемый на каркас с замком.
Изготовление каркаса катушки трансформатора своими руками
Важны углы на деталях, и точность в размерах, что повлияет на сборку простого трансформатора.
На щечках отводим места для крепления выводных контактов обмоток, сверлим отверстия по расчетам. Когда каркас собран, то теперь скругляем острые грани, к которым будет прикасаться провод обмотки. Используем для этой цели надфиль. Провода не должны резко перегибаться, так как эмаль изоляции потрескается. Теперь проверим, вставляется ли в окно каркаса пластина. Она не должна болтаться, или туго входить. Каркас ставим на специальный станок или готовимся мотать трансформатор вручную. Толстые провода всегда мотаются руками.
Изготовление керамического каркаса катушки индуктивности
Ted Garrott (GØLMJ) Radio Communication, August 2002, pp. 38…39
Керамические изделия производятся из глины путём обжига её при высокой температуре, в результате изделия приобретают вид неглазурованного фарфора. Фарфор имеет свойства, которые делают возможным его применение в электрической и электронной сферах:
- могут быть произведены изделия любой конфигурации;
- электрические характеристики превосходны, причём, на всех частотах;
- изделия имеют весьма низкие диэлектрические потери;
- изделия могут быть использованы при высокой температуре без потери прочности.
Керамические изделия не используются радиолюбителями (точнее, их применение ограничено – UA9LAQ), поскольку изделие необходимой формы достать трудно, по крайней мере, в магазине не купишь.
Поскольку для меня была доступной печь для обжига (муфельная), я решил самостоятельно изготовить катушку для симметричного антенного тюнера. Этот тюнер был описан в июльском и августовском выпусках журнала Radio Communication за 1998 год.
Выбор формы для заливки
Для формовки изделий из глины, приданию им различных форм, можно использовать различные способы, после экспериментов, я выбрал способ, который называется “slip casting”, при котором, гипсовая форма заливается жидкой глиной. Пористый гипс удаляет излишек влаги из глиняного раствора, при этом, формирует поверхность изделия, — слой глины, контактный со стенками формы. Излишек глиняного раствора удаляется из формы, образуется изделие, повторяющее конфигурацию модели — вкладки — полый объект. Форма, состоящая из двух половин, может теперь быть разъединена и глиняная модель вынута. Опишем этот способ более детально.
Рис. 1
. Способ изготовления гипсовой формы. Plaster first pour – первая заливка гипсом; Plaster second pour – вторая заливка гипсом; Model – модель, оправка; First stage (Section A-A) – первый этап (часть А-А); Second stage – второй этап; Clay support – глиняная “поддержка” раствора на первом этапе заливки гипсом (см. текст); Clay seal – глиняное уплотнение; View on B – B – вид B — B
Изготовление формы
Способ изготовления формы для литья показан на Рис. 1. Внешняя коробка изготовляется из дерева, покрытого пластиком, грани коробки скреплены шурупами. Модель (вкладка — прототип внешней конфигурации) керамического изделия поддерживается в коробке кусочками глины, поверхность сухой глины, которая используется на первом этапе, уложена ровно на уровне продольной осевой (центральной) линии. Это видно на фото Рис.2.
Рис. 2
. Модель – цилиндрическую вкладку укрепляют в коробчатом ящике, заполненном наполовину сухой глиной, первую половину гипсовой формы теперь можно готовить, заливая гипс.
Модель не должна быть выполнена из абсорбирующих (поглощающих) материалов. Я использовал пластиковую (пластмассовую) трубку, заглушив её промазкой по концам, упирающимся в стенки коробки, но можно использовать и дерево, покрыв его двумя слоями грунтовки. В общем, модель должна быть цельная (не полая), исключающая попадание гипса внутрь её. Тонкий (приготовленный из мельчайшей гипсовой пыли, хорошо перемешанный, однородный) гипсовый раствор заливается сверху модели. Когда гипс затвердеет, нижнюю часть коробки открывают и тщательно удаляют сухую глину. Полученную вокруг модели (трубки) всю поверхность гипса покрывают тремя слоями мягкого (жидкого) мыла, разведённого водой в соотношении 1 : 1, каждый раз давая высохнуть. Затем, всю конструкцию поворачивают вверх дном и заполняют гипсом оставшуюся часть (последовательность операций смотрите на Рис. 1). Когда гипс затвердеет, коробку удаляют, разъединяют половинки полученной гипсовой формы. (См. фото на Рис. 3).
Рис. 3
. Фото гипсовой формы, состоящей из двух половин
Приготовление глиняного раствора
Я использовал глину, предназначенную для приготовления фарфора, которая используется в промышленности. Раствор приготовляется из сухой порошкообразной глины, воды и дефлокуланта (дефлокулант способствует разделению частиц глины- не даёт им слёживаться, поддерживает раствор в состоянии суспензии, создаёт, действительно,“жидкую” глину).
Эксперименты показали, что плотности раствора 33 унции (1 унция = 28,35 г) на пинту (1 пинта = 0,56824 л) достаточно. Упоминаемый в статье раствор был приготовлен из 21,67 унции сухой порошковой глины и 11,33 унции воды, к которым добавлен дефлокулант – 2,6 грамма sodium dispex (двууглекислого натрия). Я посчитал, что 1,25 пинты раствора будет достаточно и, соответственно, увеличил количество ингредиентов.
Поставляемая глина была раскатана деревянной (не стеклянной бутылкой!) скалкой в “блины” толщиной 4 мм и высушена в домашней печке при температуре 100° С. Затем глина была истолчена и перетёрта пестиком в ступке до состояния однородного мелкого порошка. Чтобы не вдыхать глиняную пыль, при измельчении, следует пользоваться марлевой маской или респиратором. Изначально поставляемая глина содержит 22% воды, поэтому, 1 единица массы сырой глины, будет содержать только 0,78 единицы массы сухой. Дефлокулант добавляется в тёплую воду и тщательно перемешивается в пластиковом сосуде. Глиняный порошок постепенно добавляется при помешивании. Для получения однородной массы, необходимо применить (домашний кухонный) миксер. Раствор оставляют на сутки и снова перемешивают. Все составляющие раствора взвешивались на кухонных весах с цифровым отсчётом на жидких кристаллах.
Заливка раствора
Половинки гипсовой формы соединяют вместе, скручивают эластичной (резиновой) лентой. Форму закрепляют на деревянной доске, покрытой пластиком, как показано на Рис. 4.
Рис. 4
. Метод осаждения глины (slip-casting). Liquid clay (slip) – жидкая глина (раствор); Clay forms on plaster — глина осаждается на гипсе; Mould may now be split – форму теперь можно снимать; Mould filled with slip – форма, заполненная глиняным раствором; Clay forms on mould walls — глина осаждается на стенках формы; Surplus slip poured off – излишний раствор сливается
Глиняное (пластилин, оконная замазка) уплотнение вокруг формы предотвращает вытекание раствора. Форма заполняется приготовленным глиняным раствором и оставляется в покое на час. Форму на это время необходимо накрыть крышкой. Жидкий раствор, по прошествии часа, необходимо слить. На внутренней поверхности формы, при этом, останется твёрдый слой глины толщиной примерно 5 мм.
После того, как глина отстанет от формы, нижняя доска убирается, и глиняная заготовка аккуратно выравнивается по краям острым ножом. Время разборки половин формы определяется экспериментально по наличию видимого “отставания” глиняной заготовки от формы, в противном случае, заготовка будет выщербленной, непригодной для дальнейшего использования.
Сушка глиняной заготовки (трубки)
Эту операцию следует производить медленно, избегая растрескивания и разрушения заготовки. Сушку я производил в течение недели, причём, почти всё это время над заготовкой был колпак из полиэтиленового мешка. Во время сушки можно подровнять острым ножом кромки трубки. Трубка высохнет тогда, когда её цвет будет таким же, как образцовый, высушенный в сушильной печи, кусочек глины.
Сухая глина трубки очень хрупка, крошится, в общем, — требует осторожного обращения. На этой стадии я просверлил все необходимые в будущем каркасе отверстия, прорезал канавки под витки будущих катушек. Канавки были прорезаны с использованием “Abrafile” шлифовальной нити, которая имеет подходящий диаметр под провод 1,5 мм. Нарезание этих канавок требует особой тщательности. Каркас на этой стадии изготовления приведён на Рис. 5.
Рис. 5
. Вид глиняного каркаса перед обжигом. Все отверстия просверлены и пропилены направляющие канавки для укладки провода с шагом
Обжиг
Глиняная заготовка каркаса обжигается в печи, снабжённой электронным контроллером. Температура в печи повышается по 40 градусов в час до, примерно, 600° С, при открытых вентиляционных отверстиях. Эти условия позволяют удалить из изделия испарением химически связанную воду и органические присадки. Вентиляционные отверстия печи, затем, закрываются, и температура быстро повышается до 1210° С. Печь выключают и ждут, пока она охладится естественным способом до 200 градусов, крышку печи открывают, готовый каркас может быть извлечён из неё, как только он перестанет обжигать руки.
Усадка
Во время сушки и обжига глиняное изделие “садится”, — уменьшается в размерах. Я обнаружил, что при обжиге это уменьшение составило 8%, а всего, за период сушка-обжиг, — 12%. На фото Рис. 6 показан готовый узел с применением самодельного керамического каркаса.
Рис. 6
. Фото узла с керамическим каркасом в сборе
Штырьки подключения вклеены в отверстия с помощью клея “Araldite”. Изготовление каркаса методом “slip casting” (осаждения глины из раствора), не является единственным, существует ещё ряд общепризнанных методик. Решившему заняться таким промыслом, следует сначала ознакомиться с соответствующей литературой.
Печи для обжига
При изготовлении керамических изделий, лучше всего воспользоваться печью, имеющей программируемый электронный контроллер. Такую печь использует моя жена для сушки раскрашенных изделий из фарфора. После небольших переговоров, мне удалось получить разрешение на использование печи. Даже небольшая печь такого класса стóит более 500 фунтов стерлингов, поэтому, есть смысл поспрашивать у друзей и коллег, разрешить поэксплуатировать имеющуюся у них печь за небольшую плату, покрывающую расходы на электричество и моральный ущерб…
Библиография
В библиотеках и в продаже можно найти множество книг по разделам “Керамика”, “Гончарные изделия”. Я просмотрел целый ряд изданий и прикупил себе книги “The Potters Manual” – автор Kenneth Clark и “Slip-casting” — автор Sasha Wardell.
Поставщики
В обеих этих книгах имелся список поставщиков, которые могут выслать поделочную глину, используемую при производстве фарфора. (Не думаю, чтобы кто-нибудь стал выписывать глину из-за рубежа, тем более, что и своей белой глины на просторах России много, в целях исключения рекламы, не привожу список поставщиков – UA9LAQ).
Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) г. Тюмень октябрь, 2008 г
Намотка трансформатора своими руками
Укладываем изоляцию первого слоя. Вставляем конец провода в отверстие выводной клеммы. Начинаем мотать провод, не забывая о его натяжении. Проверить можно так: намотанная катушка не будет проминаться от пальца. Провод растягивать нельзя, так как нарушится изоляция. Готовую катушку рекомендуется пропитать парафином, чтобы не испортить провод. Если обмотка гудит во время работы трансформатора, то изоляция провода стирается, провод изгибается и разрушается. По этой причине натяжение провода во время намотки имеет большое значение.
Витки во время намотки придвигаем друг к другу, уплотняем. Первый слой самый важный.
На слое не нужно оставлять пустое место. Наибольшее напряжение на последних витках составляет для первичной 60 + 60 / 2, 18 + 55 В. Изоляция из лака выдержит напряжение, если провод будет проваливаться в пустоту слоя, то может нарушиться изоляция. Пропитываем первый слой, затем второй и так далее. К изоляции между обмотками необходимо отнестись добросовестно. Она должна выдерживать до 1000 вольт. Вверху на изоляции рекомендуется подписать количество витков и размер провода, это пригодится при ремонте.
Слои самодельного трансформатора должны иметь правильную форму. По мере намотки катушка будет изгибаться у краев. Для этого слои нужно равнять во время намотки, не повредив изоляцию.
Вынужденные стыки провода лучше на ребре каркаса за сердечником. Соединять провод скруткой с пайкой, внакладку с пайкой. Длина контакта при соединении делается более 12 диаметров провода. Стык нужно изолировать бумагой или лаковой тканью. Пайка должна быть без острых углов.
Выводные концы обмоток делаются по-разному. Главное, чтобы была надежность и качество.
Испытание
Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.
Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.
Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.
Окончание изготовления трансформатора своими руками
Припаиваем выводные концы обмоток, изолируем поверхность простого трансформатора, подписываем на нем данные характеристики и производим сборку сердечника. После этого надо проверить этот простой трансформатор своими руками.
Замеряем ток самодельного трансформатора вхолостую, он должен быть минимальным. Смотрим на нагрев. Если греется сердечник, то неправильно подобрано железо. Если нагрелись обмотки, значит, есть короткое замыкание. Если нормально, то замыкаем ненадолго вторичную обмотку, треска и сильного гудения не должно быть.
Пример как сделать самодельный трансформатор
Перейдем к изготовлению самого трансформатора. По готовому сердечнику рассчитаем мощность трансформатора, витки и провод, намотаем первичную и вторичную обмотки, соберем трансформатор полностью.
Чтобы мотать трансформатор напряжением 220 на 12 вольт нам необходимо подобрать магнитный сердечник. Подбираем магнитный сердечник Ш-образный, и каркас от старого трансформатора. Чтобы определить мощность, выдаваемую простым трансформатором, необходимо произвести предварительный расчет.
Принцип действия
Схема работы катушек индуктивности активного действия основан на том, что каждый отдельный виток намотки пересекается с магнитными силовыми линиями. Этот электрический элемент необходим для того, чтобы извлекать электрическую энергию из источника питания и преобразовывая её сохранять в виде электрического поля. Соответственно, если ток цепи увеличивается – то расширяется и магнитное поле, но если он уменьшается – поле будет неизменно сжиматься. Эти параметры также зависят от частоты и напряжения, но в целом, действие остается неизменным. Включение элемента производит сдвиг фаз тока и напряжения.
Фото — принцип работы
Помимо этого, индуктивные (каркасные и бескаркасные) катушки обладают свойством самоиндукции, его расчет производится исходя из данных номинальной сети. В многослойной и однослойной обмотке создается напряжение, которое противоположно напряжению электрического тока. Это называется ЭДС, определение электродвижущей магнитной силы зависит от показателей индуктивности. Её можно рассчитать по закону Ома. Стоит отметить, что независимо от напряжения сети, сопротивление в катушке индуктивности не изменяется.
Фото — соединение отдельных выводов элементов
Связь индуктивности и понятия (изменения) ЭДС можно найти по формуле εc = — dФ/dt = — L*dI/dt, где ε – это значение ЭДС самоиндукции. И если скорость изменения электрической энергии будет равна dI/dt = 1 A/c, то и L = εc.
Видео: расчет катушки индуктивности
Расчет трансформатора
Рассчитываем диаметр провода первичной обмотки. Мощность трансформатора Р1 = 108 Вт:
Р1 = U1 x I1
где: I1 – ток в первичной обмотке;
тогда ток в первичной обмотке:
I1 = Р1 / U1 = 108 Вт / 220 В = 0,49 А.
Возьмем I1 = 0,5 ампера.
Из таблицы диаметр провода в зависимости от тока выбираем допустимый ток 0,56 А, диаметр 0,6 мм.
Самодельный трансформатор своими руками можно намотать без станка. На это уйдет два-три часа, не больше. Приготовим полоски бумаги для прокладки ее между слоями провода. Полоску вырезаем шириной равной расстоянию между щечками катушки трансформатора плюс еще пару миллиметров, чтобы бумага легла плотно, по краям витки не залезали друг на друга.
Длину полоски делаем с запасом два сантиметра для склеивания. По краям полоску слегка надрезаем ножницами, чтобы при изгибе бумага не рвалась.
Затем приклеиваем полоску бумаги на каркас, плотно пригладив ее.
Намотка первичной обмотки
Теперь берем провод от старой катушки, у которой провод с хорошей не потрескавшейся изоляцией. Конец провода вставляем в гибкую трубочку изоляции от старого использованного провода соответствующего подходящего диаметра. Просовываем конец обмотки в отверстие каркаса катушки (они уже имеются в старом каркасе).
Катушка мотается плотно, виток к витку. Намотав 3-4 витка, нужно прижать витки, друг к другу, чтобы намотка витков была плотной. Чтобы мотать трансформатор после намотки первого слоя, необходимо посчитать количество витков в ряду. У нас получилось 73 витка. Делаем прокладку полоской бумаги. Наматываем второй слой. Во время намотки нужно все время держать провод в натянутом состоянии, чтобы намотка получалась плотной. После второго слоя также делаем прокладку из бумаги. Если не хватает длины провода, то соединяем с ним другой провод путем спайки. Лудим лакированный провод, нагрев конец паяльником на таблетке аспирина. При этом лак хорошо снимается.
Когда намотка первичной обмотки закончена, то конец провода изолируем в трубочку и выводим наружу катушки. Между первичной и вторичной обмотками делаем обмоточную изоляцию. Можно мотать трансформатор дальше.
Сборка повышающего трансформатора
Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.
Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.
Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:
- Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея.
Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора
Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.
- Сделайте отверстия в щеке катушки под выводы в электрическую сеть и к потребителю. Проденьте в них выводы.
Рис. 3: проденьте вывод первичной обмотки - Уложите первый слой изоляции под первичку.
Рис. 4: нанесите слой изоляции на катушку - Намотайте первичную обмотку трансформатора – если позволяет толщина, используйте станок, в противном случае, сделайте это руками. При намотке каждые 4 -5 витков проверяйте жесткость фиксации и плотность прилегания.
Рис. 5: намотайте первичку
В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.
- Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
- После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке.
Рис. 6: намотайте вторичную обмотку
Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.
- Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек.
Рис. 7: заизолируйте первый слой - Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
- Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации.
Рис. 8: поместите катушки на сердечник
Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.
Сборка трансформатора своими руками
Для ускорения сборки берем по две Ш-образные пластины. Вставляем их внутрь каркаса поочередно с двух сторон по две штуки.
Перекрывающие пластины пока не ставим. Они будут установлены позже. Если вставлять все пластины сразу всем пакетом, то между пластинами появляются зазоры и индуктивность всего сердечника падает. После сборки Ш-образных пластин самодельного трансформатора вставляем перекрывающие пластины, также по две штуки.
После сборки сердечника аккуратно обстукиваем его плоскости молотком для выравнивания пластин. При помощи стоек и шпилек будем стягивать сердечник. По правилам на шпильки надеваются бумажные гильзы для снижения потерь в сердечнике.
Концы обмоток зачищаем и лудим. Затем припаиваем к выводным планкам, которые можно прикрепить к каркасу трансформатора. Получился готовый трансформатор своими руками.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
