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
Близкие темы.
Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.
Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?
- Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
- Какую схему питания УНЧ выбрать?
- Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
- Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
- Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
- Как определить габаритную мощность трансформатора?
- Где взять исходный трансформатор?
- Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
- Как сфазировать обмотки трансформатора?
- Как определить количество витков вторичной обмотки?
- Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
- Как измерить диаметр провода?
- Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
- Как разобрать и собрать трансформатор?
- Как намотать трансформатор?
- Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
- Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
- Программы для расчёта силовых трансформаторов.
- 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».
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 |
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.
- Годится для замены вторичной обмотки.
- Нужно мотать первичную обмотку.
- Нужно мотать первичную обмотку.
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.
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.
| 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’.
Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Чем более высокие значения индукции заложены в расчет,тем меньше ток хх.
Aleksandr512, спасибо!
Прошу помочь советом в такой заковырке. У меня есть заводской ТРАНСФОРМАТОР ТОКА на ленточном тороиде. Возможно ли применение этого магнитопровода для сборки трансформатора напряжения? В насыщение данный магнитопровод переходит (если не ошибаюсь в проведенном мной эксперименте) уже при 1 Вольте.
Виктор, да пригоден. Но, так как это трансформатор тока, то и витков там с гулькин нос, может всего несколько. Рассчитайте его как обычный трансформатор по сечению магнитопровода и мотайте. Чтобы не сбиться, можно палочки ставить ручкой на листе бумаге через каждый десять витков. Тогда можно мотать и смотреть телевизор.
намотал две вторичные обмотки на силовой тр. от старого телевизора,делал зарядник на 12 и 24 в.,добился на каждой катушеке по 13в.но при соединении моста на 26в-коротит,а на 13 нормально,почему?Может в разные стороны надо было мотать,не можете объяснить?
Фарид, я ответил здесь >>>, так как нужно было пояснительную схему вставить.
Здравствуйте!Поясню,я собрал по левой схеме,в основном мне надо 24в., я камазист, у меня загадка случилась с мостом,я взял подкову из автогенератора,убрал лишние диоды,подключаю к 12- нормально,к 24-искрит и греется,что только не делал,мост распаивал,проверял -нормально,перемотал одну из вторичек обратно,вчера,думал может какой-то сдвиг по фазе,ведь 12 берется с одной катушки,а 24 с двух,с фазировкой я разобрался после намотки двух обмоток,хотя и вошел в ступор вначале,мне 57 лет,лет с12 доматывал,отматывал трансформаторы,сарочный апарат своими руками намотанный 32 года работает ,и зарядники есть,это я другу обещал сделать,но с двумя катушками столкнулся впервые.В итоге разобрал еще генератор,даже не убирал два лишних диода,и все ,нормально,извините ,если утомил,за ответ спасибо,очень грамотно,понятно излагаете.
Фарид, я обычно объясняю в пределах своих предположений, но они могут сильно отличаться от реальности. Хотите получить дельный совет, дайте больше информации. Я же не зря в форуме тему создал. Добавьте туда схему по которой собираете зарядное устройство или укажите источник информации, если он размещён в сети или в печатных изданиях. Если этого окажется мало, то, возможно, придётся выложить и несколько фотографий своей конструкции.
Для меня, например, сложно понять, какая может быть проблема в схеме, где кроме трансформатора, выпрямителя и, наверное, балласта, ничего нет.
В предыдущем сообщении я написал что все нормально,все стало на свои места с другим мостом(диодным),еще раз извиняюсь.
Здравствуйте! Есть транс с 3-мя вторичными обмотками на 12 в.Нужно 12в и 24в.Когда нужно 12 в включаю 3 обмотки параллельно(нужно извлечь из транса как можно больше мощности). Вопрос: А когда нужно 24в можно ли 2 обмотки в параллель и одну последовательно?.Как поведёт себя транс?Не сгорит?
Здравствуйте Юрий!
Это может увеличить предельную мощность только, если одна из вторичных обмоток будет намотана проводом большего сечения. Тогда параллельно можно включить две обмотки, намотанные более тонким проводом, а последовательно с ними обеими одну обмотку, намотанную более толстым проводом. В любом случае максимальная отдаваемая мощность будет определяться минимальным сечением провода или проводов, если обмотки включены параллельно. Зная сечение провода, которым намотана каждая обмотка, можно сделать необходимые расчёты для каждого случая.
Однако, если, в нашем случае, точно известно, что все три вторичные обмотки намотаны проводом одинакового сечения, то имеет смысл, всё же включить параллельно две первичные обмотки, которые намотаны ближе к основанию каркаса, чтобы третья обмотка оказалась снаружи. Это улучит условия охлаждения трансформатора. И не забудьте про фазировку вторичных обмоток. Процесс фазировки описан в статье.
Спасибо!!!
А почему в вибрационных насосах катушки включены так- начала катушек-сеть,концы между собой?
Айдар, начало катушки, это понятие относительное. За начало можно принять, как провод идущий изнутри катушки, так и от верхнего слоя. Всё зависит от того, в каком направлении мотались катушки и каково их относительное расположение на сердечнике. Даже если неизвестен ни один из этих параметров, фазировку катушек очень легко определить (описано в статье>>>).
Здравствуйте. У меня есть трансформатор «броневой витой магнитопровод» .
Обмотки 2х12в 1А. Площадь сечения 6,25 см².
Возможно ли, питать им две TDA2030? При условии, что использоваться будут на максимальной мощности, продолжительное время.
Здравствуйте Алик! Да, этот трансформатор годится.
Admin, подскажите пожалуйста, имеется сердечник, стержневой Г-образной формы трансформатор, Площадь сечения 9 см*см, площадь окна 18, каким проводом мотать обмотки, для сбора сварочного аппарата https://oldoctober.com/ru/welding/, пересмотрел все возможные сайты, не нашел внятного решения. Спасибо.
Илья, вот здесь подробнейшая статья о самостоятельном изготовлении трансформатора>>>
«»"1.Годится для замены вторичной обмотки. 2. Нужно мотать первичную обмотку. 3. Нужно мотать первичную обмотку»"»
Возможно, опечатка в тексте?
Алик, там нет опечатки. Просто рассмотрены варианты кольцевых магнитопроводов, которые могут попасть в руки радиолюбителю, но требуют доработки.
1. Можно заменить вторичную обмотку, если она не подходит под текущую задачу.
2. Тут имеем голый моагнитопровод, естественно, нужно мотать и первичную и вторичную обмотку.
3. Трансформатор полностью залит компаундом. При разборке, обычно повреждаются обмотки. Поэтому потребуется мотать и первичную обмотку.
Почему это важно? Дело в том, что первичная обмотка малогабаритного кольцевого низкочастотного трансформатора имеет очень большое число витков. Намотка такой обмотки крайне трудоёмка и требует определённого опыта. В то же время, вторичная обмотка понижающего трансформатора, как привило, имеет намного меньшее число витков, что позволяет её перемотать без существенных затрат времени. К тому же, при перемотке вторичной обмотке предъявляются минимальные требования по электробезопасности.
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?
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.
Почему тогда на половине мощности появляются заметные искажения, особенно на басовых дорожках. С усилителем все впорядке. Нагрузка 15 ас-109.
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.
Скажите пожалуйста сколько в рублях получается собрать такую мини сварку?
Игорь, о какой сварке вы спрашиваете? Эта статья посвящена изготовлению трансформаторов в любительских условиях.
Мне кажется. что статья туповата. Последовательное соединение катушек на высокое напряжение находящихся на разных сторонах магнитопровода трансформатора типа тс-180 ит.п. Будет тогда, когда НАЧАЛО ЛЕВОЙ СЕТЕВОЙ БУДЕТ СОЕДИНЯТСЯ С НАЧАЛОМ ПРАВОЙ СЕТЕВОЙ. А к оставшимся сетевым подключить 220 вольт. Всем известно. что последовательное соединение =начало+конец+начало =конец разных катушек на одном . например центральном сердечнике магнитопровода ш-образных пластин. В случае кольцевых, разнесённых, последовательное соединение начало(1)+ начало (2) т.е. противофазно в этом случае. Я ошибся?
Доброго времени суток. Перемотал вторичку транса от СВЧ примерно на ~13.5В гибким(волосистым)проводом 2.5 квадрат(в изоляции), ток не замерял. Очень интересно почему он начинает греться. Буквально через 10-15 минут уже не возможно брать руками. Греется в основном магнитопровод, а от него уже и обмотки. Сопротивление первички ~3 Ом, но при включении в сеть всё работает стабильно(автоматы не выбивает, проводка не плавится, в общем всё норм) Чё это за дела такие? Объясните доступно.
Транс мотал в основном для подключения автоакустики дома. Кстати на нагрев никак не влияет подключено к нему что либо или нет. Магнитола, к примеру, от сей конструкции(транс►диодный мост, параллельно кондёр►нагрузка) работает как и в авто, так как даже при ~65-70% от максимума звук не искажает даже на не слабых низах. А вот от компьютерного БП Вт так на 400 даже на ~50% примерно появляются искажения.
Вернёмся к нашим баранам. Вопрос.
1. Почему греется транс?
2. Почему у первички такое низкое сопротивление, а при включении в сеть всё работает нормально?
Как я понял где какая обмотка: транс повышающий, вторички больше, провод тоньше, сопротивление выше. Первички меньше, провод толше, сопротивление ниже.
Заранее спасибо за доступный ответ)
Децендратом что ли? Зачем на НЧ такой использовать… Это же дорогой провод.
Потому что работает на ХХ в режиме насыщения. Так их рассчитывают для СВЧ печей. Проблема не в том, что он греется, а в том что потребляет почти столько же, сколько под полной нагрузкой. Для обычных нагрузок нужно первичную перематывать.
Потому что это трансформатор на киловатт и сечение первичной обмотки велико. Толстый провод — низкое сопротивление. Кроме этого, у мощных трансформаторов приходится мало витков на вольт.
То есть, как я понимаю, чтобы избежать этого нагрева, нужно первичку перемотать? И сколько это примерно витков будет? Или увеличить нагрузку?
С сопротивлением понял, подзабыл чего-то про это)
И сколько примерно по току можно вытащить при перемотаной вторичке проводом в 2.5 кв.мм на 13.5В?
Жека, я вряд ли смогу рассказать что-то, что не рассказал в этой статье.