Тороїдальний трансформатор своїми руками

• Розрахунок тороїдального трансформатора
• Підбір та виготовлення тороїдального сердечника
• намотування трансформатора

Багато домашні майстри замислюються про виготовлення тороїдального трансформатора своїми руками. Пояснюється це тим, що його експлуатаційні характеристики значно краще, ніж у трансформаторів з сердечниками іншої форми. Наприклад, при тих же електричних характеристиках, його вага може бути до півтора разів менше. До того ж і ККД такого трансформатора помітно вище.

Пристрій тороїдального зварювального трансформатора.

Основних причин, за якими виготовлення тороида не завжди вдається, дві:

1. Важко знайти відповідний сердечник.
2. Трудомісткість виготовлення, особливо складна намотування трансформатора.

Розрахунок тороїдального трансформатора

Схема зварювального напівавтомата.

Для спрощеного розрахунку трансформатора на тороїдальним магнітопроводі необхідно знати наступні вихідні дані:

1. Подається на первинну обмотку вхідна напруга U1.
2. Зовнішній діаметр D сердечника.
3. Його внутрішній діаметр - d.
4. Товщина муздрамтеатру - H.

Площа поперечного перерізу магнітопроводу Sc визначає потужність трансформатора і, відповідно, надійність роботи майбутнього зварювального апарату. Оптимальними вважаються значення 45-55 см 2. Розрахувати її значення можна за формулою:

Важливою характеристикою сердечника є площа його вікна S0. оскільки цей параметр визначає не тільки зручність намотування обмотувальних проводів і інтенсивність відводу надлишків тепла, а й впливає на характер магнітного розсіювання. Оптимальні значення цього параметра 80-110 см 2. Обчислити його значення дозволяє формула:

Бронєвой тип трифазних трансформаторів.

Знаючи ці значення, можна розрахувати орієнтовну потужність трансформатора:

P = 1,9 * Sc * S0. де Sc і S0 беруться в квадратних сантиметрах, а P виходить у ВАТ.

Далі можна знайти число витків на вольт:

Знаючи значення k, можна розрахувати кількість витків у вторинній обмотці:

Кількість витків у первинній обмотці краще розрахувати, використовуючи в якості вихідного даного напруга на вторинній обмотці:

W1 = (U1 * w2) / U2. де U1 - напруга, що підводиться до первинної обмотці, а U2 - знімається з вторинною.

Справа в тому, що регулювати зварювальний струм краще зміною числа витків первинної обмотки, оскільки величина струму в ній менше, ніж у вторинній. Нехай, наприклад, потрібно отримати три значення вихідного струму 60 А, 80 А і 100 А при потужності трансформатора 5000 Вт.

Цим значенням зварювального струму будуть відповідати наступні значення напруг на вторинній обмотці:

U21 = P / I21 = 5000 Вт / 60 А = 83,3 В;

U22 = P / I22 = 5000 Вт / 80 А = 62,5 В;

Класифікаційна схема трансформаторів.

U23 = P / I23 = 5000 Вт / 100 А = 50 В.

Нехай вторинна обмотка містить w2 = 70 витків. Тепер можна розрахувати число витків у відповідних щаблях первинної обмотки для напруги в мережі U1 = 220 В:

Останнє значення слід збільшити на 5%:

W13 = 308 * 1,05 ≈ 323 витка - це і буде їх необхідну кількість у первинній обмотці, а відводи слід зробити від 185-го і 246-го витка.

Для саморобних трансформаторів для зварювання допустима щільність струму в обмотках j = 3 А / мм 2. Знаючи її, можна знайти площа поперечного перерізу проводів обмоток. У наведеному раніше прикладі максимальний струм в первинній обмотці:

Перетин цього проводу має становити:

У вторинній обмотці слід застосувати провід з площею поперечного перерізу:

S2 = I23 / j = 100 А / 3 А / мм 2 ≈ 33 мм 2.

Повернутися до списку

Підбір та виготовлення тороїдального сердечника

Найкращим матеріалом для виготовлення тороїдального магнітопроводу є стрічкова трансформаторна сталь. Для виготовлення сердечника ця стрічка згортається в рулон, що має форму тора прямокутного перетину. Якщо є така стрічка або сердечник з неї, то особливих проблем при виготовленні муздрамтеатру для тороїдального трансформатора не буде.

Характеристики зварювальних трансформаторів.

При малому значенні внутрішнього діаметра d можна частину стрічки з внутрішньої сторони тора відмотати, а потім намотати її на зовнішню поверхню сердечника. В результаті зростуть обидва діаметра, а площа внутрішньої частини муздрамтеатру збільшиться. Правда, трохи зменшиться площа поперечного перерізу сердечника S0. При необхідності можна додати стрічку з іншого муздрамтеатру.

Хороший готовий тороидальний сердечник можна взяти від розрахованого на струм 9 А лабораторного автотрансформатора ЛАТР 1М. Потрібно тільки перемотати його обмотки. Буває, що для виготовлення тороїдального сердечника для трансформатора використовується муздрамтеатр статора відповідного електродвигуна.

Ще один спосіб виготовлення тороїдального сердечника - використання в якості матеріалу пластин від несправного потужного промислового або силового трансформатора, який живив свого часу ламповий кольоровий телевізор. Спочатку з цих пластин за допомогою заклепок виготовляється обруч, який має діаметр близько 26 см. Потім всередину цього обруча починають вставляти одну за одною пластини встик, притримуючи їх рукою від розмотування.

Після набору потрібного перетину S0 муздрамтеатр готовий. Для збільшення S0 можна виготовити два тороида однакових розмірів, а потім з'єднати їх разом. Краї тороідов слід злегка закруглити за допомогою напилка. З електроізоляційного картону слід виготовити два кільця, що мають внутрішній діаметр d і зовнішній D, а також дві смужки на внутрішню і зовнішню сторону тора. Після накладення їх на тороид, сердечник обмотується поверх картонних прокладок кіперною або тканої ізоляційною стрічкою. Магнитопровод готовий, і можна починати намотувати обмотки.

Повернутися до списку

намотування трансформатора

Основні частини обмотки трансформатора.

Як вже говорилося, мотати обмотки на будь-який тороидальний трансформатор, в тому числі і зварювальний, непросто. Найпростіший спосіб - це використання для цієї мети човника, на який попередньо намотується дріт потрібної довжини, а потім, пропускаючи човник через внутрішнє вікно сердечника, виток за витком формується відповідна обмотка.

Човник зазвичай виготовляють з дерева або випилюють з оргскла. Його товщина 5-6 мм, ширина сантиметра 3-4, а довжина близько 40 см. У його торцях робляться напівкруглі вирізи для проводу. Для оцінки довжини проводу, який потрібно намотати на човник, проводиться оцінка середньої довжини одного витка намотуваним обмотки, її значення множиться на число витків, і про всяк випадок робиться запас в 15-20%.

Зручніше проводити намотування за допомогою так званого кругового човника. Як заготовок для виготовлення кругового човника можуть служити зігнуті в кільце пластмасові труби або гімнастичний обруч зі спиляною зовнішньою частиною, обід від велосипедного колеса і т. Д.

Обруч або колесо розпилюються в одному місці, протягується крізь внутрішнє вікно сердечника, а потім місце розпилу фіксується будь-яким зручним способом. Намотаний на човник провід можна в декількох місцях зафіксувати ізоляційною стрічкою, але зручніше гумова стрічка по довжині човника, натягнута поверх дроти. Вона не дає проводу розсипатися, але не перешкоджає його витягування збоку.

З опису ясно, що хоча виготовлення тороїдального зварювального трансформатора не така вже й проста справа, але воно цілком реально.

Були б тільки потрібні матеріали, а найголовніше - бажання.