Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ Часть 1


Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ Часть 1



В статье рассмотрены приёмы разборки, сборки и перемотке трансформаторов, в зависимости от конструкции каркаса и сердечника.



Близкие темы.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?



Оглавление статьи.

  1. Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
  2. Какую схему питания УНЧ выбрать?
  3. Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
  4. Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
  5. Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
  6. Как определить габаритную мощность трансформатора?
  7. Где взять исходный трансформатор?
  8. Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
  9. Как сфазировать обмотки трансформатора?
  10. Как определить количество витков вторичной обмотки?
  11. Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
  12. Как измерить диаметр провода?
  13. Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
  14. Как разобрать и собрать трансформатор?
  15. Как намотать трансформатор?
  16. Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
  17. Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
  18. Программы для расчёта силовых трансформаторов.
  19. Дополнительные материалы к статье.

Страницы 1 2 3 4


Как разобрать и собрать трансформатор?




Наиболее удобными для перемотки являются трансформаторы на витых броневых и стержневых магнитопроводах, так как их сборка и разборка занимает считанные минуты.



Однако при сборке требуется точное сопряжение отдельных частей магнитопровода. Поэтому при разборке, обязательно пометьте сопрягаемые части магнитопровода, чтобы в последствие их можно было правильно собрать.

При производстве витых броневых и стержневых магнитопроводов, лента наматывается на шаблон, а затем весь пакет разрезается. Половинки сердечника маркируются так, чтобы при сборке можно было восстановить положение сердечника имевшее место до разрезания.

Чтобы предотвратить вибрации и гудение, можно во время сборки склеить половинки магнитопровода клеем на основе эпоксидной смолой. Небольшое количество клея нужно нанести на зеркальные сопрягающиеся части магнитопровода.

Если после разборки магнитопровода, на нём остались остатки старой эпоксидной смолы, то их можно удалить при помощи самой мелкой наждачной шкурки (нулёвки).

При промышленной сборке, в смолу добавляют в качестве наполнителя ферромагнитный порошок.




При нескольких сборках и разборках трансформатора на витых броневых сердечниках, могут переломиться лапки стягивающего хомута.

Чтобы этого не произошло во время тестирования, можно стянуть магнитопровод 8-10-тью слоями изоляционной ленты.




Стержневые витые и штампованные магнитопроводы могут иметь как один каркас поз.2, так и два каркаса поз.1 с обмотками расположенными симметрично.

Первичные и вторичные обмотки двухкаркасных трансформаторов следует распределять равномерно на оба каркаса.

От взаимного положения каркасов, зависит относительная фазировка обмоток.



  1. Самодельный кольцевой трансформатор.
  2. Промышленный неразборный кольцевой трансформатор.
  3. Кольцевой витой магнитопровод.

Кольцевые магнитопроводы не требуют сборки-разборки, так как сами и являются каркасом для обмоток.



  1. Ш-образная пластина.
  2. Замыкатель.
  3. Трансформатор.

Броневые штампованные магнитопроводы, с так называемым Ш-образным железом, тоже можно перематывать, но их разборка может занять намного больше времени, чем все остальные операции. Дело в том, что при сборке таких трансформаторов, последние пластины набора часто вбиваются молотком. Если же трансформатор ещё и прошёл пропитку вместе с магнитопроводом, то разборка может превратиться в сущий ад. :)

Пластины пропитанного парафином магнитопровода после разборки можно сварить в воде, чтобы отделить от парафина. Парафин же легко удалить с поверхности воды после того, как он застынет.

Если магнитопровод пропитан лаком, то после разборки, пластины нужно хорошо прожечь в бензине, но это имеет смысл только при ремонте какой-нибудь дорогостоящей аппаратуры.




Чтобы было легче разобрать трансформатор, следует сначала удалить все замыкатели, а затем попытаться выбить несколько Ш-образных пластин с какого-нибудь края или середины, если в середине есть пластины установленные не в перекрест.



Пример разборки и сборки штампованного броневого магнитопровода.




Это выходной трансформатор лампового однотактного УНЧ, поэтому Ш-образные пластины и замыкатели собраны с магнитным зазором. Мне нужно превратить его в силовой трансформатор, для чего я должен собрать Ш-образные пластины в перекрест.




Чтобы быстро собрать трансформатор, можно сразу вставлять и Ш-образные пластины и замыкатели.

Очень часто у радиолюбителя после перемотки таких трансформаторов, остаются лишние пластины. Это снижает габаритную мощность трансформатора.

Для того чтобы все пластины вошли в каркас, вставляйте Ш-образные пластины и замыкатели заусенцами вниз.




Когда половина пластин будет вставлена, установите однообразно (не в перекрест) две Ш-образные пластины без замыкателей. Не вставляёте эти пластины до конца. Затем продолжите вставлять пластины до 2/3 всех пластин. Вставьте оставшуюся 1/3 часть Ш-образных пластин без замыкателей. Вот, что у Вас должно получиться. Обычно остаётся несколько пластин, которые невозможно всунуть в каркас и два десятка замыкателй.




Теперь нужно вставить оставшиеся пластины промеж двух заложенных ранее пластин и вбить их при помощи текстолитового или деревянного бруска и молотка. В завершение сборки магнитопровода, нужно вставить все замыкатели.


На картинке пластина броневого штампованного магнитопровода и трансформатор собранный из таких пластин. Это одна из самых неудачных конструкций магнитопровода. Во-первых, эти пластины не имеют отдельного замыкателя, что сильно затрудняет сборку-разборку, а во-вторых, они снабжены крепёжными отверстиями, проходящими через тело магнитопровода, что снижает габаритную мощность. От использования подобных трансформаторов лучше воздержаться.


Вернуться наверх к меню


Как намотать трансформатор?



В современных броневых и стержневых трансформаторах обмотки наматываются на жёсткий каркас. Поэтому, для закрепления каркаса, можно воспользоваться вот такими щёчками. Одну из щёчек нужно жёстко закрепить на шпильке двумя гайками, чтобы каркас вместе со щёчками при намотке не прокручивался относительно шпильки.






Вторая щёчка будет просто удерживать каркас.





Если же Вам попадётся какой-нибудь старинный трансформатор с картонным каркасом, то придётся выпилить деревянную бобышку размером чуть шире сечения магнитопровода, чтобы при намотке каркас не деформировался вместе с обмотками.





Длина бобышки должна быть равной или чуть больше высоты каркаса.






Каркас вместе с бобышкой можно прикрутить к шпильке подобным образом.




Я использую для перемотки трансформаторов вот такое нехитрое приспособление, которое с натяжкой можно назвать намоточным станком. В одни тиски зажимаю ручную дрель, а в другие счётчик оборотов.




Катушку с проводом закрепляю вот на таком мобильном устройстве, которое обычно стоит на полу, как раз под тем местом, где находится каркас.




Обмотки кольцевых трансформаторов можно намотать при помощи челнока. При мощности более 100 Ватт, число витков вторичной обмотки понижающего трансформатора столь мало, что намотка не вызывает серьёзных затруднений даже в отсутствие челнока.


Быстро изготовить челнок под любые размеры сердечника и диаметр провода можно из медной проволоки подходящего диаметра. Чем толще обмоточный провод, тем соответственно толще нужно выбирать и проволоку для челнока.


Вернуться наверх к меню


Как закрепить выводы обмоток трансформатора?

Если при намотке трансформаторов на броневых и стрежневых магнитопроводах, выводы катушки можно закрепить на контактах встроенных в каркас, то при намотке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, такая возможность отсутствует.

Одним из способов решения этой проблемы является вывод концов обмоток гибким многожильным проводом. Особенно это полезно делать, если обмотка намотана сравнительно тонким приводом.


Припаиваем к началу катушки отрезок многожильного провода. Лучше, если это будет провод во фторопластовой изоляции (МГТФ), но можно использовать и любой другой.



Затем помещаем место пайки в небольшой кусочек электрокартона или бумаги сложенной пополам. Толщина электрокартона – 0,1мм.



Закрепляем электрокартон вместе с местом пайки на внешней стороне магнитопровода при помощи витков катушки.



К концу катушки так же, как и к началу, припаиваем отрезок многожильного провода и изолируем кусочком электрокартона. Закрепляем соединение при помощи толстых швейных ниток. Чтобы при завязывании узла нить не ослабла, можно закрепить её расплавленной канифолью или клеем.


Вернуться наверх к меню


Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?

Иногда возникает ситуация, когда необходимо скорректировать напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора всего на 10 – 15%, но очень не хочется разбирать трансформатор.


Если на каркасе есть свободное место, то можно домотать дополнительную катушку не разбирая магнитопровод, а затем включить её в фазе или противофазе, в зависимости от того, нужно ли увеличить или уменьшить выходное напряжение. На картинке слева напряжение дополнительной катушки «II» складывается с напряжением основной катушки «III», а справа вычитается.


Вернуться наверх к меню


Программы для расчёта силовых трансформаторов.

Существует много разных программ для расчёта силовых трансформаторов. Их недостаток в том, что при вводе одних и тех же данных, результаты могут отличаться на 40-50%. И это не удивительно, так как вводимых данных явно недостаточно для точных расчётов. Кроме этого, не всегда понятно, что происходит в череве программы и какие коэффициенты она использует.

В общем, мне не удалось найти простую бесплатную программу, которая бы удовлетворяла моим требованиям. Если Вам известна такая программа, оставьте комментарий.

Если же всё-таки Вы желаете автоматизировать вычисления, можете скачать несколько программ, не требующих инсталляции (portable version), из «Дополнительных материалов».

Вернуться наверх к меню


Дополнительные материалы к статье.

Справочник по унифицированным трансформаторам типа T, ТР, ТА, ТАН, ТН и ТПП в формате PDF можно скачать отсюда (12МБ).

Скачать пособие по расчёту трансформаторов: Никитский «Трансформаторы малой мощности» в формате DJV (2,6МБ).

Несколько программ для расчёта силовых низкочастотных трансформаторов можно скачать отсюда (0,7МБ).

Поративная программа для расчёта каркасов низкочастотных трансформаторов (0,4МБ).


Страницы 1 2 3 4



Нашли ошибку в тексте?Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Спасибо за помощь!

Комментарии (47)

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

РюмкинЯнварь 11th, 2011 at 14:35

По поводу главы «Как намотать трансформатор?» счётчик не всегда есть под рукой и в продаже,можно и использовать идею одного автора который вместо счетчика применил старый калькулятор как в статье http://datagor.ru/practice/diy-tech/page,1,1,862-stanok-dlja-namotki-transformatorov-i-katushek.html в «Счётчик витков»,что приводит к минимуму деталей ,и конечно вместо геркона с магнитом можно ставить обычную кнопку и болт на оси на вашем валу который будет выполнять нажатие на кнопку :) )

РюмкинЯнварь 21st, 2011 at 13:46

У меня возникли несколько вопров к автору.
Вопрос 1:
При двухкаркасной намотке на витом разрезном сердечнике какое правильное направление намотки бобин будет? Как в ТОРах,в одном направлений по магнитопроводу?
Вопрос 2:
Если я достал например витой разрезной 100Ватный магнитопровод,но мне нужен 50Ватник,то как мне рассчитывать обмотки на 50Ватник или на 100Ватник?
Вопрос 3:
Если есть подозрение в изоляций провода(наример мелкие трещинки и т.д.) то чем мне лучше пропитывать слои?И по поводу плотной бумаги для изоляций,можно ли применить обычную мелованную офисную бумагу и какой плотности?
Вопрос 4:
Если нет для изоляций обмоток лакоткани,что можно применить вместо неё из доступных материалов,например ФУМлента,тряпочная изолента и т.д.?
Вопрос 5:
В витых разрезных сердечниках в местах соединения иногда закрепляют какой то гадостью,чем можно прочистить,так же и касается ржавчины.Потом после сборки чем крепить(заливать) места соединения(если это нужно).

adminЯнварь 21st, 2011 at 15:50

Рюмкин

1. Безразлично, если потом фазировать обмотки. Но, если не желаете фазировать, то нужно пометить начало каждой обмотки и мотать их все в одну сторону.

2. При расчёте количества витков имеет значение только габаритная мощность или индукция мангитопровода (но эти параметры взаимосвязаны). А вот сечение провода обмоток определяет, какую мощность сможет передать трансформатор через ту или иную обмотку. В вашем случае, можно уменьшить сечение провода по сравнению со 100-ваттным трансформатором.

3. При намотке обычных понижающих силовых трансформаторов иногда используют прокладки из папиросной бумаги. Но, делают это, либо при бескаркасной намотке, либо при намотке высоконадёжных трансформаторов, например, для военной техники. Почему папиросной? Чтобы сэкономить место в окне могнитопровода. Окно ведь вырубают исходя из габаритной мощности железа и часто бывает, что запаса на прокладки там нет. Но, между первичными и вторичными обмотками, прокладка должна быть обязательно. Достаточно двух слоёв любой плотной бумаги (0,1… 0,15мм). Нужно следить, чтобы витки вторички не провалились с краю этой прокладки и не коснулись витков первички.

4. ФУМ-ка – не годится, так как слишком пластина и со временем может прорезаться проводом. Киперная лента (х/б) иногда используется в качестве изоляции при намотке обмоток на крупные кольцевые (тороидальные) магнитопроводы. Лакоткань – самый удобный материал, используемый при намотке кольцевых магнитопроводов. При намотке обычных трансов, поверх последней обмотки наматывают полтора слоя плотной бумаги, на которую наносят информацию об обмотках. Если поверх этой бумаги намотать полтора витка лакоткани, то трансформатор приобретёт законченный и вполне промышленный вид.

5. Ответ есть в статье.

РюмкинЯнварь 21st, 2011 at 16:23

«Если после разборки магнитопровода, на нём остались остатки старой эпоксидной смолы, то их можно удалить при помощи самой мелкой наждачной шкурки (нулёвки).» я понял,но там не написано есть ли необходимость потом выполнить заливку соединений эпоксидкой после окончательной сборки или так ржаветь оставить?
По поводу второго вашего ответа я так понял что на стоваттку можно мотать 50ватку без последствий типа нагрев и т.д. и изменений стандартных расчётов?
Но так как вы не ответили полностью на один из моих вопросов я переспрошу:Вопрос 3:
Если есть подозрение в изоляций провода(наример мелкие трещинки и т.д.) то чем мне лучше пропитывать слои?Например Эпоксидкой разбавленной ацетоном, про шеллак скажу что его достать надо ещё,но некоторые говорят что шеллак со спиртом аналогичен французкому полиролю French Polish? http://www.lacom.ru/rustins/french_polish.php или у вас есть совет получше?
И по поводу бумаги,если допустим возникнет необходимость изолировать слои то папиросную бумагу или допустим плотную бумагу (0,1… 0,15мм), во сколько слоёв нужно ложить?Мне кажется что плотную бумагу (0,1… 0,15мм) ложить в один слой с нахлестом,а папиросную как?
больше вопросов нет.

РюмкинЯнварь 21st, 2011 at 17:19

Да и ещё вот немного дополнил к предыдущему посту, я на днях в библиотеку за справочником ходил,время оставалось и я почитал там старую подборку журналов.Оказывается есть ещё один вид переделаного трансформатора что уменьшает его высоту и увеличивает площадь окон вдвое что весьма существенно при «невлезаний»обмоток когда вместо расчитанного провода применяется провода потолще.Это смотрите в РАДИО 1992 №2-3 стр.65.Я посчитал что средняя перегородка вообще излишняя,и подумал а что если пластины промазать эпоксидкой и склеить половинки отдельно через скажем струбцинчики(тут нужна точность и рукастость) а торцы стыка удалить от эпоксидки по вашему методу.Получится нечто похожее на витой разрезной экономичный.И я по изложенной статье сделал расчёты по штамповке,и что то у меня не сходится с указанной первичкой в статье 4400витков.У меня выходило от3257до3850 витков,про диаметр я вообще молчу.Что то здесь не так,может я неправильно расчитал или это уже считать витым разреным.Вы как специалист может подскажете?

adminЯнварь 21st, 2011 at 17:55

Рюмкин

Если не склеить половинки магнитопровода эпоксидной смолой, то велика вероятность, что трансформатор будет сильно гудеть (резонировать на 50-ти Герцах). Склейку нужно производить, когда всё изделие готово и исправно работает. Вдруг, во время испытаний изделия выясниться, что нужно отмотать или домотать какую-либо обмотку.

…стоваттку можно мотать 50ватку…

Нужно рассчитать каждую обмотку с учётом потребляемой мощности. Первичную нужно рассчитывать более чем на 50-т Ватт с учётом КПД конкретного транса. В данном случае, КПД будет выше, так как можно исходить из габаритной можности, а она у нас 100 Ватт.

…например мелкие трещинки…

Если Вы мотаете виток к витку, то трещинки в лаковом покрытии не мешают, так как между соседними витками и даже витками соседних слоёв напряжение невелико. Но, если сколоты значительные участки лака, то может произойти, так наз., межвитковое замыкание. И от этого никакая пропитка не спасёт.

.

В качестве ремонтопригодной пропитки можно использовать стеарин, парафин, воск или смеси этих веществ. Делается это так. Берёте консервную банку подходящего размера и бросаете туда несколько, нарезанных на части, самых дешёвых толстых свечек, купленных в хоз. товарах. Затем, эту банку кладёте в кастрюлю с водой и доводите воду до кипения. Когда стеарин растает, опускаете туда готовую и испытанную катушку вместе с бобышкой (имеется в виду бескаркасная намотка). Выдерживаете какое-то время, чтобы стеарин проник в щели. Вынимаете катушку, остужаете и только потом выбиваете бобышку.

.

Папиросную или другую бумагу, используемую как межслоевую прокладку, кладут в один слой внахлёст. Участок прокладки намотанной вахлёст располагают так, чтобы он не попал в окно будущего магнитопровода. Это позволяет сэкономить немного места.

Если я говорю, что можно обойтись без межслоевых прокладок, то это не значит, что не нужно изолировать выводы обмоток. Выводы и отводы обмоток располагаются перпендикулярно виткам обмотки, что создаёт дополнительно давление на лаковое покрытие.

.

Ответ на Ваш последний пост в форуме.

adminЯнварь 21st, 2011 at 18:05

Дальнейшее обсуждение статьи и ответы на вопросы перенесены в форум. Для перехода в соответствующую тему воспользуйтесь, пожалуйста, ссылкой.

Как рассчитать и намотать силовой трансформатор. >>>

Страниц: « 1 2 3 4 [5] Показать все

Загрузка...
Загрузка...