Главная » Освещение » Трансформаторы » Как сделать трансформатор своими руками?
Повышающие или понижающие трансформаторы на сегодняшний день используются для преобразования напряжения. Их устройство представляет собою машину, которая имеет высокое КПД и применяется во многих областях техники. Многие часто задаются вопросом, как сделать трансформатор своими руками. Для того чтобы самостоятельно собрать это устройство могут потребоваться определенные знания. Также следует знать весь технологический процесс.
Назначение и применение
Высоковольтные трансформаторы (ВВ) относятся к группе преобразователей напряжения. Их предназначение – преобразовать высоковольтное напряжение в низковольтное для питания различных приборов. По принципу работы преобразователи напряжения мало отличаются от силовых трансформаторов. Во вторичной обмотке всегда меньше витков, чем в первичной, если преобразователь понижающий, и наоборот, если прибор повышающий.
ВВ трансформаторы классифицируются по:
- количеству фаз (одно- или трехфазные);
- количеству обмоток (две, три или четыре);
- допускаемым погрешностям;
- способу установки (внутренняя или наружная);
- назначению (общее или специальное).
Преобразователи специального назначения используются в различном электрооборудовании:
- телевизорах и радиоприемниках;
- устройствах связи;
- бытовых приборах (например, боках питания для систем освещения).
Большинство преобразователей этого типа маломощные (не более нескольких киловольт-ампер), частота от 50 Гц, предназначены для внутренней установки. Количество намоток зависит от того, в какое оборудование трансформатор будет установлен. Изоляция заливается эпоксидной смолой.
Классификация разновидностей
Все виды воздушных трансформаторов сводятся к двум группам:
- Импедансные, используемые для согласования значений падения напряжения у источника и потребителя нагрузки с целью обеспечения наиболее эффективной передачи энергии;
- Изолирующие, которые применяются по соображениям безопасности для изоляции части оборудования от источника энергии.
В воздушных трансформаторах все токи считаются возбуждающими. Они индуцируют вторичное напряжение, значение которого сравнимо с общей индуктивностью электрической системы. Поэтому материал основы сердечника отличается наивысшими показателями магнитной проницаемости. К таким материалам относят также стекло, фарфор, слюда, некоторые виды пластмассы.
Однако только электроизоляционный картон ГОСТ 2824-86 отличается благоприятным сочетанием показателей прочности (электрической и механической), плотности и стойкости к перепадам влажности окружающей среды.
Расчет электрических параметров
Для вычисления мощности используется формула на основе напряжения и тока на выходе:
Мощности плюсуются, если вторичных обмоток две (или больше).
Коэффициент полезного действия преобразователя не может быть выше 80%, поэтому первичная мощность:
Ток из первичной намотки во вторичную передается через сердечник, площадь которого полностью зависит от мощности первичной намотки. Для сердечника, который изготовлен из трансформаторной стали, площадь вычисляется по формуле:
Количество витков первичной обмотки:
При использовании сердечника из другого материала (некоторые используют жесть, обожженную проволоку, кровельное железо), то S необходимо увеличить на треть.
Количество витков вторичных намоток:
Так как часть напряжения теряется из-за сопротивления, расчетное количество желательно увеличить на 5-10%.
Испытание
Как только работа с намоткой подойдёт к концу, следует испытать созданный прибор. В этих целях к сети подключается обмотка первичная. Для грамотной проверки трансформатора на выявление возможных замыканий важно подключить к току лампу, а также обмотку последовательно.
Уровень изоляционной надёжности проверяется через касания поочерёдно выведенным проводным концом имеющегося конца обмотки сети. Если следовать предложенной схеме неуклонно, то трансформаторная намотка собственноручно не представит особых трудностей, а соответственно справиться с подобной задачей будет под силу даже неопытному мастеру.
Выбор материала магнитопровода
Маломощный преобразователь можно сделать на броневом или стержневом магнитопроводе. В броневом стержни с прямоугольным сечением располагаются горизонтально. Это сравнительно сложная конструкция, поэтому используется редко. В стержневом магнитопроводе стержни располагаются вертикально, обмотки цилиндрические.
Для повышающего трансформатора лучше использовать Ш-образный ферритовый магнитопровод. Важно точно подобрать размеры (на стержне должно поместиться требуемое количество витков). Если сердечник нужно разобрать, чтобы сделать другой из полученных пластин, толщина пакета подбирается, базируясь на мощность. Пластины вставляют в катушку, стягивают при помощи шпилек и гаек.
Изоляция обмоток
В определённых случаях при самостоятельном изготовлении повышающего или понижающего трансформатора между проводами следует вставить изоляционные прокладки. В этих целях применяют кабельную, либо конденсаторную бумагу.
В середине обмотки изолируются максимально плотно. В качестве изоляции, а также для выравнивания обустраиваемой поверхности необходима лакоткань, обёрнутую бумагой с двух сторон. При отсутствии лакоткани можно решить вопрос посредством сложенной бумаги.
Чтобы проверить рабочее состояние прибора, необходимо определиться с выводами обмоток.
Конструкция сердечника
Чтобы сделать понижающий преобразователь с двумя обмотками своими руками, нужно найти круглый ферритовый магнитопровод.
Такие есть в старых телевизорах и блоках питания компьютеров. В случае с компьютером стержнем служит центральный керн силового трансформатора (его нужно вырезать). Длина 2,1 см, диаметр 1,1 см.
Чаше всего эти преобразователи покрыты эпоксидной смолой. Для того, чтобы их разобрать, требуется разогрев строительным феном. Керны вырезаются болгаркой (колоть не стоит). Поверхность обычно неровная, поэтому столбики обматываются скотчем. Если длины недостаточно, можно склеить два супер-клеем.
Инструкция по намотке
Сердечник нужно обмотать скотчем (5 слоев), вложить в желоб провод с рассчитанным диаметром, намотать по всей длине рассчитанное для первичной намотки количество витков. Оба конца обмотки выводятся на одну сторону и изолируются винилкой.
Последний виток необходимо зафиксировать (подойдут простые нитки), чтобы предотвратить разматывание.
Далее наматывается 4-5 слоев скотча, конструкция помещается в корпус одноразового шприца длиной 3 см. На шприц наматывается 2 ряда скотча и рассчитанное для вторички количество витков, ширина обмотки примерно 1,5 см. Каждый слой нужно заизолировать скотчем или двумя слоями фторопластовой ленты. Концы второй обмотки выводятся на обе стороны. В результате с одного конца получается три вывода, со второго – один.
Готовая конструкция изолируется скотчем (5 слоев), припаиваются гибкие провода (выводы), наматываются еще 5 слоев скотча.
Если в процессе намотки порвался провод, концы необходимо зачистить, скрутить, спаять и заизолировать. Электрическую прочность увеличивает пропитка каждого слоя намотки лаком на основе акрила или эпоксидной смолы.
Для того, чтобы сделать трансформатор своими руками, не обязательно покупать новый провод. Подходит и старый, если отрезки соединены правильно (свиты и спаяны). При намотке витки должны плотно прижиматься друг к другу. Нежелательно укладывать их перпендикулярно к сердечнику (нужен небольшой наклон). Не допускаются перегибы и сгибы, поэтому требуется определенная натяжка. Скотч для изоляции следует нарезать на полоски шириной 1,5 см, чтобы было легче покрыть провод.
Контактная сварка своими руками из сварочного трансформатора
Контактная сварка создаёт сварное соединение деталей за счет следующих одновременных воздействий на них:
- нагрев области их соприкосновения проходящим через него электрическим током;
- к зоне соединения прикладывается сжимающее усилие.
Существует три вида контактной сварки:
- точечная;
- стыковая;
- шовная.
Мы расскажем про самодельный СТ для наиболее популярной: точечной контактной сварки (для двух других требуется очень сложное оборудование).
Точечная контактная сварка. Ист. https://moyasvarka.ru/process/kak-sdelat-kontaktnuyu-svarku-svoimi-rukami.html.
Пояснения к рисунку: 1 – электроды, подводящие сварочный ток с свариваемым изделиям; 2 – свариваемые изделия с нахлёсточным соединением; 3 – сварочный трансформатор.
Для осуществления контактной сварки, в зависимости от толщины и теплопроводности материалов свариваемых деталей, выбираются следующие значения её основных параметров:
- электрическое напряжение в силовой (сварочной цепи), В: 1…10;
- величина сварочного тока (амплитуда сварочного импульса), А: ≥ 1000;
- время нагрева (прохождения импульса сварочного тока), сек: 0,01…3,0;
Кроме того, должны быть обеспечены:
- незначительная зона расплавления;
- значительное сжимающее усилие, прилагаемое к месту сварки.
Схема и расчёт
Расчет СТ контактной сварки выполняется по тому же алгоритму, что и для дуговой (смотри выше). При выборе данных из справочника (сила тока и напряжение вторичной обмотки для точечной сварки выбранной марки металла заданной толщины), следует учитывать, что сила тока вторичной обмотки для таких трансформаторов порядка 1000…5000 А. Вторичная обмотка рассчитана, как правило, на единицы вольт и представляет собой всего несколько витков (бывает, что, один) толстого провода. Поэтому, для регулировки сварочного тока рекомендуется следующая схема первичной обмотки трансформатора.
Схема обмоток трансформатора для контактной сварки. Ист. https://tutmet.ru/kontaktnaja-svarka-svoimi-rukami-shema-video.html.
Очень часто, в процессе эксплуатации самоделок, выясняется, что не хватает мощности СТ. В этом случае возможно подключение второго трансформатора в соответствии с предлагаемой схемой.
Схема соединения двух трансформаторов точечной сварки. Ист. https://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.
Намотка и монтаж
Эти операции выполняются по тем же основным правилам и с соблюдением требований, что и для СТ дуговой сварки. С особой тщательность следует закрепить витки вторичной обмотки. Для этого можно использовать её выводы, пропустив их в термостойком изоляторе.
В качестве электродов применяются медные стержни.
Электрод для точечной сварки в зажиме. Ист. https://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.
Видео
Вот вариант точечного сварочника из микроволновки:
