Как устроен трансформатор? Как подключить трансформатор к сети? FAQ Часть 2


Как устроен трансформатор? Как подключить трансформатор к сети? FAQ Часть 2



В статье рассмотрены вопросы об устройстве, определении габаритной мощности, подключении и фазировании обмоток силовых низкочастотных трансформаторов.



Самые интересные ролики на Youtube

Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube Смотреть на Youtube

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


Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.

Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.

Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.


Магнитопроводы бывают:


1, 4 – броневые,

2, 5 – стержневые,

3, 6 – кольцевые.


Правда, кольцевых штампованных магнитопроводов я никогда не видел.

Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.





Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.





Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.




Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.


Подробнее о магнитопроводах в главе – «Разборка и сборка трансформаторов».

Вернуться наверх к меню


Как определить габаритную мощность трансформатора.

Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.

Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.

Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.

Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.

Для облегчения расчётов, загляните по этой ссылке: Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?


P = B * S² / 1,69


P – мощность в Ваттах,

B – индукция в Тесла,

S – сечение в см²,

1,69 – постоянный коэффициент.


Пример:


Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.


S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²


Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.


P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт



Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:


S = ²√ (P * 1,69 / B)


Пример:


Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.


S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²


О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.


Максимальные ориентировочные значения индукции.

Тип магнитопровода Магнитная индукция мах (Тл) при мощности трансформатора (Вт)
5-10 10-50 50-150 150-300 300-1000
Броневой штампованный 1,2 1,3 1,35 1,35 1,3
Броневой витой 1,55 1,65 1,65 1,65 1,6
Кольцевой витой 1,7 1,7 1,7 1,65 1,6

Вернуться наверх к меню


Где взять исходный трансформатор?

Проще всего подобрать готовый трансформатор на радиорынке, если, конечно, он есть в вашем городе. Там же можно договориться о перемотке трансформатора. Но, и трансформаторы, и услуги по их перемотке достаточно дороги.

На картинке часть лотка на радиорынке, где можно купить трансформаторы в городе Cishinau (Кишинёв).


Если у Вас в сарае или на балконе валяется какая-нибудь ненужная техника, то наверняка в ней есть и трансформаторы. Любой разборный сетевой трансформатор очень легко переделать под свои нужды. Самое главное, чтобы хватило его габаритной мощности.

Если мощность трансформатора меньше требуемой, то под нагрузкой выходное напряжение трансформатора может существенно просесть. Но, это тоже не беда, так как микросхемы типа TDA2030, TDA2040 и TDA2050 могут работать при значительном снижении напряжения питания, а именно: ±6, ±2,5 и ±4,5 Вольт соответственно.

Маловероятно, что вторичные обмотки найденного трансформатора подойдут по току и напряжению, но первичная обмотка уже рассчитана на напряжение осветительной сети и это самое лучшее подспорье, так как перемотать вторичную обмотку намного проще, чем первичную.


Хорошо, если это будет стандартный унифицированный трансформатор, тогда можно по его наименованию точно определить напряжения и максимально допустимые токи вторичных обмоток. Такие трансформаторы не поддаются разборке, поэтому прежде чем его покупать, нужно сверить название с данными в справочнике.

В конце статьи есть ссылка на справочник, в котором можно найти подробную информацию о большинстве унифицированных трансформаторов советского и постсоветского производства.

Если же это будет трансформатор без опознавательных знаков, то вероятность того, что его придётся перематывать, будет стремиться к 99%. За такой транс много платить не стоит.



При покупке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, следует иметь в виду, что не каждый трансформатор можно разобрать, не повредив первичной обмотки.

  1. Годится для замены вторичной обмотки.
  2. Нужно мотать первичную обмотку.
  3. Нужно мотать первичную обмотку.

Вернуться наверх к меню


Как подключить неизвестный трансформатор к сети?



Прежде чем подключать трансформатор к сети, нужно прозвонить его обмотки омметром. У понижающих трансформаторов сопротивление сетевой обмотки намного больше, чем сопротивление вторичных обмоток и может отличаться в сто раз.




Первичных (сетевых) обмоток может быть несколько, либо единственная обмотка может иметь отводы, если трансформатор универсальный и рассчитан на использование при разных напряжениях сети.




В двухкаркасных трансформаторах на стержневых магнитопроводах, первичные обмотки распределены по обоим каркасам.




При пробном включении трансформаторов можно воспользоваться приведённой схемой. При неправильном включении предохранитель FU защитит сеть от короткого замыкания, а трансформатор от повреждения.


Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:


I = P / U


I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер),

P – габаритная мощность трансформатора (Ватт),

U – напряжение сети (~220 Вольт).


Пример:


35 / 220 = 0,16 Ампер


Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.


Мощность (Вт) Ток ХХ (мА)
5 - 10 10 - 200
10  -50 20 - 100
50 - 150 50 - 300
150 - 300 100 - 500
300 - 1000 200 - 1000

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности.

Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем меньше ток ХХ.




Схема подключения, при определения количества витков на вольт.


Вернуться наверх к меню


Как сфазировать обмотки трансформатора?


На электрических схемах принято отмечать жирной точкой начало намотки отдельных катушек трансформатора, если это необходимо. Но, выводы катушек реального трансформатора могут не иметь вообще никакой маркировки.

При прозвонке неизвестного трансформатора, может понадобиться определить начало намотки некоторых катушек.




Например, если две отдельные части первичной обмотки включить навстречу друг другу, то они просто могут выйти из строя. На картинке изображён трансформатор, у которого первичная обмотка состоит из двух частей и эти части подключены в противофазе, что недопустимо (!).


Для фазировки обмоток можно использовать стрелочный вольтметр постоянного тока и батарейку (химический элемент питания) включённые по приведённой схеме.

Диапазон измеряемого напряжения вольтметра нужно подобрать так, чтобы было хорошо заметно движение стрелки. Начинать лучше с большего диапазона.

Если при замыкании выключателя, стрелка вольтметра отклонилась в прямом направлении, то за начало фазируемых обмоток нужно принять «+» (плюс) батареи и «+» вольтметра.

Если стрелка отклонилась в обратном направлении, обмотки подключены в противофазе относительно «+» батареи и «+» вольтметра.


Get the Flash Player to see this player.


Нужно иметь в виду, что при замыкании выключателя, стрелка вольтметра будет отклоняться в одну сторону, а при размыкании в противоположную, из-за возникшей ЭДС самоиндукции. Ориентироваться нужно по отклонению стрелки именно в момент включения выключателя.




При подключении катушек витых стержневых или штампованных стержневых трансформаторов, у которых два симметрично расположенных каркаса, нужно иметь в виду, что силовые магнитные линии выходят из одного каркаса, но входят в другой.

На картинке изображён трансформатор, у которого первичная обмотка состоит из двух симметричных катушек с выводами 1, 2 и 1’, 2’. Катушки расположены на двух симметрично расположенных друг относительно друга каркасах.





Например, чтобы соединить катушки такого трансформатора последовательно, нужно соединить выводы 2 и 2’, а сеть подключить к выводам 1, 1’.


Вернуться наверх к меню


Страницы 1 2 3 4





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

Комментарии (26)

Страниц: « 1 2 [3] Показать все

АликМай 9th, 2015 at 13:49

Здравствуйте. У меня есть усилитель на двух tda2030a. Усилитель питается от трансформатора габаритной мощностью 35w. Две обмотки по 12в — 1А. Емкости на каждый усилитель 2 по 2200uF. Стоит ли заменить его на трансформатор 200w ( от бесперебойника), обмотки перемотаю. Ведь 35ватт для двух микросхем явно мало, нет?

adminМай 9th, 2015 at 14:48

Здравствуйте Алик! Нет, такая замена не имеет смысла. На первой странице этого мануала как раз рассматривается случай расчёта мощности трансформатора для стерео усилителя на TDA2030.

АликМай 9th, 2015 at 15:55

Почему тогда на половине мощности появляются заметные искажения, особенно на басовых дорожках. С усилителем все впорядке. Нагрузка 15 ас-109.

adminМай 10th, 2015 at 01:08

Алик, что вы называете половиной мощности? Вы измеряли выходную мощность УНЧ? Если нет, то прочтите вот это>>>
Если вы ориентируетесь по положению какого-нибудь регулятора громкости, то это неверный подход. А появление искажений на НЧ как раз и является показателем для оценки порога ограничения мощности по питанию. Если мощность по питанию не ограничить, то микросхема может выйти из строя. Но, нужно иметь в виду, что она может выйти из строи и на малой громкости, если будет превышено предельное напряжение питания.

ИгорьДекабрь 31st, 2016 at 18:08

Скажите пожалуйста сколько в рублях получается собрать такую мини сварку?

adminДекабрь 31st, 2016 at 18:33

Игорь, о какой сварке вы спрашиваете? Эта статья посвящена изготовлению трансформаторов в любительских условиях.

Страниц: « 1 2 [3] Показать все

Оставить комментарий

Загрузка...
Загрузка...