Obliczanie i uzwojenie transformatora własnymi rękami. Prawidłowe uzwojenie transformatora własnymi rękami. Maszyna do nawijania DIY

Transformator toroidalny– elektryczny przetwornik napięcia lub prądu, którego rdzeń jest zagięty w pierścień i zamknięty. Profil przekroju poprzecznego różni się od okrągłego; nazwa jest nadal używana z braku lepszej.

Różnice pomiędzy transformatorami toroidalnymi

Michael Faraday jest uznawany za twórcę transformatorów toroidalnych. W literaturze rosyjskiej (zwłaszcza w czasach komunizmu) można spotkać się z ideą utopijną: Jabłoczkow jako pierwszy zebrał coś takiego, porównując wskazaną datę – zwykle 1876 – z wczesnymi eksperymentami Indukcja elektromagnetyczna(1830). Wniosek jest taki: Anglia wyprzedza Rosję o pół wieku. Zainteresowanych szczegółami odsyłam do recenzji. Podano szczegółowe informacje na temat konstrukcji pierwszego na świecie transformatora toroidalnego. Produkt wyróżnia się kształtem rdzenia. Oprócz toroidalnego zwyczajowo rozróżnia się kształt:

1. Opancerzony. Wyróżniają się redundancją stopu ferromagnetycznego. Aby zamknąć linie pola (tak, aby przechodziły wewnątrz materiału), jarzma zakrywają uzwojenia poza. W rezultacie wejście i wyjście są owinięte wokół siebie wspólna oś. Jeden na drugim lub obok siebie.
2. Pręt. Rdzeń transformatora przebiega wewnątrz zwojów uzwojenia. Wejście i wyjście są przestrzennie oddzielone. Jarzma pochłaniają niewielką część linii naprężających pole magnetyczne, mijając zakręty. Właściwie potrzebne do połączenia prętów.

Transformator toroidalny

Dla początkującego jest to trudne, warto wyjaśnić to bardziej szczegółowo. Rdzeń jest częścią rdzenia, która biegnie wewnątrz zwojów. Drut jest owinięty wokół ramy. Jarzmo jest częścią rdzenia łączącą pręty. Musimy przesłać linie pola magnetycznego. Jarzma zamykają rdzeń, tworząc solidną konstrukcję. Zamknięcie jest wymagane do swobodnego rozchodzenia się pola magnetycznego w materiale.

Temat Indukcja magnetyczna pokazuje, że wewnątrz ferromagnesu pole jest znacznie wzmocnione. Efekt stanowi podstawę funkcjonowania transformatorów.

Rdzeń pręta zawiera jarzmo minimalna kompozycja. W zbroi pancernej dodatkowo zakrywa uzwojenia od zewnątrz na całej długości, jakby chroniąc. Nazwa pochodzi z analogii. Michael Faraday wybrał torus raczej intuicyjnie. Formalnie można go nazwać rdzeniem pręta, chociaż prowadnica osi symetrii uzwojeń przebiega po łuku.

Podstawą pierwszego magnesu (1824) była podkowa końska. Być może fakt ten nadał kierunek lotu twórczej myśli naukowca właściwy azymut. Gdyby Faraday użył innego materiału, eksperyment zakończyłby się niepowodzeniem.

Torus owinięty jest pojedynczą wstążką. Rdzenie takie nazywane są spiralnymi, w przeciwieństwie do rdzeni pancerzowych i prętowych, które w literaturze występują pod nazwą lamelarną. To będzie wprowadzać w błąd. Jeszcze raz należy powiedzieć: rdzeń toroidalny, nawinięty oddzielnymi płytkami, nazywany jest spiralą. Trzeba go podzielić na części, gdy nie ma taśmy. Wynika to ze względów czysto ekonomicznych.

Podsumujmy: w swojej pierwotnej formie toroidalny transformator Faradaya miał okrągły rdzeń. Dziś forma jest nieopłacalna, nie da się zapewnić masowej produkcji odpowiednią technologią. Chociaż odkształcenie drutu pod kątem zgięcia wyraźnie prowadzi do pogorszenia właściwości produktu. Naprężenia mechaniczne zwiększyć rezystancję omową uzwojenia.

Rdzenie transformatorów toroidalnych

Nazwa transformatora toroidalnego pochodzi od kształtu jego rdzenia. Michael Faraday zrobił bajgiel z jednego kawałka stal miękka okrągły przekrój. Projekt jest nieodpowiedni dla nowoczesna scena z kilku powodów. Główny nacisk położony jest na minimalizację strat. Wadą jest stały rdzeń; indukowane są prądy wirowe, które silnie nagrzewają materiał. Rezultatem jest piec do topienia indukcyjnego, który z łatwością zamienia stal w ciecz.

Aby uniknąć niepotrzebnego marnowania energii i nagrzewania transformatora, rdzeń jest cięty na paski. Każdy jest odizolowany od sąsiada np. lakierem. W przypadku rdzeni toroidalnych są one nawinięte w pojedynczą spiralę lub w paski. Stal zwykle ma powłokę izolacyjną po jednej stronie o grubości mikrometra.

W budownictwie wykorzystuje się wymienione stale, które często mają konstrukcję toroidalną. Zainteresowani mogą zapoznać się z GOST 21427.2 i 21427.1. W przypadku rdzeni (jak sugeruje nazwa dokumentów) obecnie coraz częściej stosuje się blachę anizotropową walcowaną na zimno. Tytuł mówi: właściwości magnetyczne materiał nie jest taki sam wzdłuż różnych osi współrzędnych. Wektor przepływu pola musi pokrywać się z kierunkiem toczenia (w naszym przypadku porusza się po okręgu). Wcześniej używano innego metalu. Rdzenie transformatorów wysokiej częstotliwości mogą być wykonane ze stali 1521. Na miejscu omówiono cechy zastosowanych materiałów (patrz). Stal jest oznaczana na różne sposoby; oznaczenie zawiera następujące informacje:

• Na pierwszym miejscu znajduje się liczba charakteryzująca konstrukcję. W przypadku stali anizotropowych stosuje się 3.
• Druga cyfra wskazuje odsetek krzem:

1. mniej niż 0,8%.
2. 0,8 – 1,8%.
3. 1,8 – 2,8%.
4. 2,8 – 3,8%.
5. 3,8 – 4,8%.

• Trzecia cyfra wskazuje główną cechę. Może być konkretne straty, wartość przy stałym natężeniu pola.
• Typ stali. Wraz ze wzrostem liczby straty specyficzne są mniejsze. Zależy od technologii produkcji metalu.

Traci znaczenie wzajemne porozumienie koniec i początek taśmy. Aby zapobiec rozwijaniu się spirali, ostatni zwój jest przyspawany do poprzedniego za pomocą zgrzewania punktowego. Nawijanie odbywa się z napięciem; taśmy zmontowane z kilku pasków zwykle nie dają się ściśle dopasować, spawać wykonane nakładanie się. Czasami torus jest dzielony na dwie części (rdzeń dzielony), ale w praktyce jest to wymagane stosunkowo rzadko. Podczas montażu połówki są ściągane bandażem. W procesie produkcyjnym gotowy rdzeń toroidalny jest cięty za pomocą narzędzia, a końcówki są szlifowane. Zwoje spirali są spajane spoiwem, aby zapobiec jej rozwijaniu się.

Uzwojenie transformatorów toroidalnych

Standardową praktyką jest dodatkowe izolowanie rdzenia toroidalnego od uzwojeń, nawet jeśli stosuje się drut lakierowany. Powszechnie stosowana jest tektura elektryczna (GOST 2824) o grubości do 0,8 mm (możliwe są inne opcje). Typowe przypadki:

1. Karton nawinięty jest z poprzednim zwojem uchwyconym na rdzeniu toroidalnym. Metodę charakteryzuje pełne zachodzenie na siebie (połowa szerokości). Zakończenie jest przyklejone lub zabezpieczone taśmą zabezpieczającą.
2. Końce rdzenia zabezpieczone są podkładkami kartonowymi z nacięciami o głębokości 10–20 mm, skokowo co 20–35 mm, pokrywającymi grubość torusa. Krawędzie zewnętrzne i wewnętrzne pokryte są paskami. Technologicznie podkładki montuje się jako ostatnie; wycięte zęby są gięte. Taśma zabezpieczająca jest nawinięta spiralnie na górze.
3. Cięcia można wykonać na paskach, następnie wykonuje się je z marginesem, tak aby były większe niż wysokość torusa, pierścienie mają ściśle określoną szerokość i są umieszczane na zakrętach.
4. Cienkie paski i pierścienie tekstolitu są przymocowane do toroidalnego rdzenia za pomocą taśm z włókna szklanego z pełnym zakładem.
5. Czasami pierścienie są wykonane ze sklejki elektrycznej, getinaxu, grubego (do 8 mm) tekstolitu z marginesem średnicy zewnętrznej 1-2 mm. Krawędzie zewnętrzne i wewnętrzne zabezpieczone są listwami kartonowymi z zagięciem na krawędziach. Pomiędzy pierwszymi zwojami uzwojenia rdzeń pozostaje szczelina powietrzna. Szczelina pod tekturą jest konieczna w przypadku, gdy krawędzie pod drutem się wystrzępią. Wtedy część przewodząca prąd nigdy nie dotknie rdzenia toroidalnego. Na górze nawinięta jest taśma zabezpieczająca. Czasami zewnętrzna krawędź pierścieni jest wygładzana, aby uzwojenie w rogach przebiegało gładko.
6. Istnieje rodzaj izolacji podobny do poprzedniego, z wewnątrz wzdłuż pierścieni na zewnętrznych żebrach znajdują się rowki prowadzące do rdzenia, w którym leżą paski. Elementy wykonane są z tekstolitu. Na górze nawinięta jest taśma zabezpieczająca.

Uzwojenia są zwykle wykonane koncentrycznie (jedno nad drugim) lub naprzemiennie (jak w pierwszym eksperymencie Michaela Faradaya w 1831 r.), czasami nazywanymi uzwojeniami dyskowymi. W tym drugim przypadku przez jeden można nawinąć dość dużą ich liczbę, na przemian: raz wysokie napięcie, raz niskie. Stosowana jest czysta miedź elektryczna (99,95%) oporność 17,24 – 17,54 nOhm m. Ze względu na wysoki koszt metalu do produkcji transformatorów toroidalnych małej i średniej mocy stosuje się rafinowane aluminium. W innych przypadkach wpływają ograniczenia przewodności i plastyczności.

W potężnych transformatorach kabel miedziany Zdarza się przekrój prostokątny. Odbywa się to w celu zaoszczędzenia miejsca. Rdzeń musi być gruby, aby umożliwić przepływ znacznego prądu, aby się nie stopił, okrągły przekrój doprowadzi do nadmiernego wzrostu wymiarów. Zysk na równomierności rozkładu pola w materiale zostałby zredukowany do zera. Gruby prostokątny drut jest dość wygodny w układaniu, czego nie można powiedzieć o cienkim. W przeciwnym razie (zgodnie z cechami konstrukcyjnymi) uzwojenie odbywa się dokładnie w taki sam sposób, jak w przypadku konwencjonalnego transformatora. Cewki wykonywane są jako cylindryczne, śrubowe, jednowarstwowe, wielowarstwowe.

Definicja konstrukcji transformatora toroidalnego

Osobom zainteresowanym tym zagadnieniem zalecamy przestudiowanie książki S.V. Koteneva, A.N. Evseeva na temat obliczeń optymalizacji transformatorów toroidalnych (wyd Infolinia– Telekomunikacja, 2011). Przypominamy: publikacja jest chroniona prawem autorskim. Profesjonaliści znajdą siłę (środki) na zakup książki, jeśli zajdzie taka potrzeba. Zgodnie z rozdziałami obliczenia rozpoczynają się od określenia parametrów prędkości biegu jałowego. Opisuje szczegółowo, jak znaleźć prądy czynne i bierne oraz obliczyć kluczowe parametry.

Drukowana publikacja, mimo kontrowersyjnych prezentacji, jednocześnie wyjaśnia, dlaczego transformator podłączony do obwodu bez obciążenia nie przepala się (energia prądu jest zużywana przez namagnesowanie). Choć wydawać by się mogło, że oczywisty wynik zdarzenia został przewidziany.

Liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego dobiera się pod warunkiem, że indukcja magnetyczna nie przekroczy wartości maksymalnej (przed wejściem w tryb nasycenia, gdzie wartość nie zmienia się wraz ze wzrostem natężenia pola). Jeśli projekt jest wykonywany dla sieci domowej 230 V, przyjmuje się tolerancję zgodnie z GOST 13109. W naszym przypadku oznacza to odchylenie amplitudy w granicach 10%. Pamiętamy: w XXI wieku cały przemysł przeszedł na napięcie 230 woltów (220 woltów nie jest używane, w literaturze określa się je jako „dziedzictwo trudnej przeszłości”).

Jeśli jesteś zainteresowany wykonaniem spawarka lub stabilizator napięcia, to zdecydowanie musisz wiedzieć, co to są transformatory toroidalne. Ale najważniejsze jest to, jak działają i jakie subtelności mają w produkcji. Ponadto transformatory tego typu ze względu na swoją konstrukcję są w stanie dostarczyć większą moc w porównaniu do transformatorów nawiniętych Rdzeń w kształcie litery W. W związku z tym takie urządzenia idealnie nadają się do zasilania bardzo mocnego sprzętu - na przykład wzmacniaczy niskiej częstotliwości.

Podstawowe dane

Zanim więc zaczniesz tworzyć transformator, musisz przestudiować sprzęt. Najpierw musisz zdecydować, jakiego rodzaju drutu użyć. Po drugie, musisz obliczyć liczbę zwojów (z tego wynika, że ​​będziesz wiedział, ile metrów drutu potrzebujesz). Po trzecie, musisz wybrać przekrój drutu. Od tego parametru zależy prąd wyjściowy, a co za tym idzie i moc transformatora toroidalnego.

Należy również wziąć pod uwagę, że przy niewielkiej liczbie zwojów uzwojenia pierwotnego nastąpi nagrzewanie. Podobna sytuacja ma miejsce, gdy moc odbiorców podłączonych do uzwojenia wtórnego przekracza wartość, jaką może dostarczyć transformator. Konsekwencją przegrzania jest spadek niezawodności. Co więcej, przegrzanie może nawet spowodować zapalenie transformatora.

Co jest potrzebne do produkcji

Więc zaczynasz robić transformator. Musisz zdobyć narzędzia i materiały. Oczywiście przydać się może nawet igła do szycia lub zapałki, ale z pewnością każdy ma takie akcesoria. Najważniejsze jest żelazo, z którego wykonane są transformatory toroidalne. Będziesz potrzebował dużo stali transformatorowej, powinna mieć kształt torusa. Następny jest oczywiście drut w izolacji lakierowej. Pamiętaj, aby mieć przy sobie taśmę maskującą i klej PVA. Do oddzielenia uzwojeń potrzebna jest również taśma izolacyjna na bazie tkaniny. I kilka kawałków drutu do połączenia końców uzwojeń. Ponadto drut należy zastosować w izolacji silikonowej lub gumowej.

Stal transformatorowa

Zdobycie takiego akcesorium może wydawać się bardzo trudne. Ale w każdym domu, stodole, nawet w punktach zbiórki metalu można dziś znaleźć bezużyteczne stabilizatory napięcia. W Lata sowieckie cieszyły się dużą popularnością, używano ich razem w telewizorach czarno-białych, aby nie uszkodzić kineskonów. Nie ma dla Ciebie znaczenia, czy ten stabilizator działa, czy jest przepalony. Najważniejszą rzeczą są zastosowane w nim transformatory toroidalne. Będą podstawą Twojego projektu. Ale wcześniej musisz pozbyć się starego uzwojenia, z którego jest wykonane drut aluminiowy. A następnie - przygotowanie rdzenia. Należy pamiętać, że ma kąty proste. Nie jest to potrzebne, ponieważ podczas nawijania możesz uszkodzić izolację lakieru. Staraj się maksymalnie zaokrąglić rogi, spiłując je. Następnie połóż taśmę elektryczną na bazie tkaniny na stali transformatorowej. Potrzebna jest tylko jedna warstwa.

Uzwojenia

A teraz trochę o tym, jak obliczany jest transformator toroidalny. Możesz oczywiście skorzystać proste programy, których jest bardzo dużo. Do obliczeń można użyć linijki i kalkulatora. Oczywiście będzie zawierał błąd, ponieważ nie bierze się pod uwagę wielu innych czynników istniejących w przyrodzie. Przy obliczeniach należy kierować się jedną zasadą – moc w uzwojeniu wtórnym nie powinna być większa od tej samej wartości w uzwojeniu pierwotnym.

Jeśli chodzi o taki proces, jak uzwojenie transformatora toroidalnego, jest on bardzo pracochłonny. Dobrze, jeśli istnieje możliwość rozebrania obwodu magnetycznego i po nawinięciu zmontowania go z powrotem. Ale jeśli nie jest to możliwe, możesz użyć pewnego rodzaju wrzeciona. Nawijasz wokół niego określoną ilość drutu. Następnie, przepuszczając to wrzeciono przez torus, układasz zwoje uzwojeń. Zajmie to dużo czasu, więc jeśli nie jesteś pewien swoich umiejętności, lepiej kupić gotowy blok odżywianie.

Przykład obliczeń

Proces najlepiej opisać jako konkretny przykład. Uzwojenie pierwotne zasilane jest zwykle z sieci Napięcie prądu przemiennego 220 V. Załóżmy, że potrzebujesz dwóch uzwojeń wtórnych, aby każde wytwarzało napięcie 12 V. W uzwojeniu pierwotnym używasz również drutu o przekroju 0,6 mm. Dlatego powierzchnia przekroju będzie wynosić około 0,23 metra kwadratowego. mm. Ale to nie wszystkie obliczenia; transformatory toroidalne wymagają dokładnego dostosowania wszystkich parametrów. A teraz znowu trochę matematyki - musisz podzielić 220 (V) przez sumę napięć obwodów wtórnych. W rezultacie otrzymujesz pewien współczynnik 3,9. Oznacza to, że przekrój drutu zastosowanego w uzwojeniu wtórnym powinien być dokładnie 3,9 razy większy niż w uzwojeniu pierwotnym. Aby obliczyć liczbę zwojów uzwojenia pierwotnego, należy zastosować prosty wzór: pomnóż współczynnik „40” przez napięcie (w obwodzie pierwotnym jest ono równe 220 V), a następnie podziel ten iloczyn przez powierzchnię Przekrój obwód magnetyczny. Warto zauważyć, że jego wydajność i żywotność zależą od dokładności obliczenia transformatora toroidalnego. Dlatego lepiej jest powtórzyć każdy etap obliczeń jeszcze raz.

Nawijanie transformatora własnymi rękami jest nie tyle skomplikowanym procesem, co długotrwałym procesem wymagającym ciągłej koncentracji.

Dla tych, którzy rozpoczynają taką pracę po raz pierwszy, może być trudno ustalić, jakiego materiału użyć i jak sprawdzić gotowe urządzenie. Instrukcja krok po kroku, przedstawiony poniżej, da początkującym odpowiedź na wszystkie pytania.

Zanim zaczniesz bezpośrednio nawijać, musisz zaopatrzyć się we wszystkie niezbędne urządzenia i narzędzia do ukończenia pracy:

Rodzaje i metody, kierunki nawijania uzwojeń transformatora przedstawiono na zdjęciu:

Izolacja warstw uzwojenia

W niektórych przypadkach konieczne jest włożenie przekładek pomiędzy przewody w celu izolacji. Najczęściej stosuje się do tego papier kondensatorowy lub kablowy.
Środek sąsiednich uzwojeń transformatora powinien być lepiej izolowany. Do izolowania i wyrównywania powierzchni pod kolejną warstwą uzwojenia będziesz potrzebować specjalnej lakierowanej szmatki, który należy owinąć z obu stron papierem. Jeśli nie ma lakierowanej tkaniny, możesz rozwiązać problem, używając tego samego papieru złożonego na kilka warstw.

Paski papieru do izolacji powinny być o 2-4 mm szersze niż uzwojenie.

Aby to sprawdzić, przede wszystkim musisz określić wnioski ze wszystkich jego uzwojeń. Przydatne porady Informacje na temat testowania transformatora pod kątem funkcjonalności za pomocą multimetru można znaleźć w poniższym artykule.

Algorytm działań

1. Zamocuj drut z cewką w urządzeniu nawijającym, a rama transformatora znajduje się w urządzeniu nawijającym. Spraw, aby rotacje były miękkie, umiarkowane, bez zakłóceń.
2. Opuść drut ze szpuli na ramę.
3. Wyjdź pomiędzy stół a drut minimum 20cm abyś mógł położyć rękę na stole i naprawić drut. Poza tym wszystko powinno być na stole powiązane materiały: papier ścierny, nożyczki, papier izolacyjny, lutownica w zestawie, ołówek lub długopis.
4. Jedną ręką płynnie obracaj urządzenie nawijające, a drugą przymocuj drut. Konieczne jest, aby drut leżał równomiernie, obracając się.
5. Transformator zaizolować ramę, a następnie przełóż usunięty koniec drutu przez otwór w ramie i na krótko zamocuj go na osi urządzenia nawijającego.
6. Nawijanie powinno rozpocząć się bez pośpiechu: musisz „położyć na nim ręce”, aby móc ułożyć zwoje obok siebie.
7. Należy upewnić się, że kąt i napięcie drutu są stałe. Nie należy zwijać każdej kolejnej warstwy „do końca”, ponieważ druty mogą się ślizgać i wpadać w „policzki” ramy.
8. Ustaw urządzenie zliczające (jeśli istnieje) na zero lub dokładnie licz zakręty doustnie.
9. Sklej materiał izolacyjny lub dociśnij go miękkim gumowym pierścieniem.
10. Spraw, aby każdy kolejny zwój był o 1-2 zwoje cieńszy niż poprzedni.

Aby dowiedzieć się, jak nawijać cewki transformatora własnymi rękami, obejrzyj ten film:

Połączenie przewodowe

Jeżeli podczas nawijania nastąpi przerwa, wówczas:

• cienkie przewody (cieńszy niż 0,1 mm) przekręć i zaparz;
• końcówki drutu średniego (mniej niż 0,3 mm) należy się od tego uwolnić materiał izolujący 1-1,5 cm, skręcić i przylutować;
• końcówki grubych drutów (grubszy niż 0,3 mm) trzeba to trochę oczyścić i przylutować bez skręcania;
• Zaizolować miejsce lutowania (spawania).

Ważne punkty

Jeśli do nawijania używany jest cienki drut, to liczba zwojów musi przekraczać kilka tysięcy. Górną część uzwojenia należy zabezpieczyć papierem izolacyjnym lub sztuczną skórą.

Jeśli transformator jest owinięty grubym drutem, to ochrona zewnętrzna nie wymagane.

Test

Po zakończeniu nawijania, konieczne jest przetestowanie transformatora w działaniu, w tym celu należy podłączyć jego uzwojenie pierwotne do sieci.

Aby sprawdzić urządzenie pod kątem występowania zwarcia, uzwojenie pierwotne i lampę należy połączyć szeregowo ze źródłem zasilania.

Stopień niezawodności izolacji sprawdzane poprzez naprzemienne dotykanie koniec wyprowadzający przewodu każdego końca wyprowadzającego uzwojenia sieci.

Test transformatora należy przeprowadzić bardzo ostrożnie i ostrożnie, aby nie dostać się pod napięcie z uzwojenia podwyższającego.

Jeśli ściśle postępuj zgodnie z podanymi instrukcjami i nie zaniedbuj żadnego z punktów, wtedy ręczne nawinięcie transformatora nie sprawi żadnych trudności i poradzi sobie nawet początkujący.

Ze względu na kształt obwodu magnetycznego transformatory dzielą się na prętowe, pancerne i toroidalne. Wydawałoby się, że nie ma różnicy, ponieważ najważniejsza jest moc, jaką transformator jest w stanie przetworzyć. Ale jeśli weźmiesz trzy transformatory z rdzeniami magnetycznymi różne kształty przy tej samej mocy całkowitej, okazuje się, że transformator toroidalny będzie miał najlepszą ze wszystkich charakterystykę działania. Z tego powodu najczęściej do jedzenia różne urządzenia W wielu obszarach przemysłowych wybiera się oczywiście transformatory toroidalne ze względu na ich wysoką sprawność.

Obecnie stosuje się transformatory toroidalne różne pola przemyśle, a najczęściej w źródłach instalowane są transformatory toroidalne nieprzerwana dostawa energii w stabilizatorach napięcia służą do zasilania sprzętu oświetleniowego i radiowego; transformatory toroidalne często można spotkać w sprzęcie medycznym i diagnostycznym, w sprzęcie spawalniczym itp.

Jak rozumiesz, mówiąc „transformator toroidalny”, zwykle mamy na myśli sieciowy transformator jednofazowy, mocy lub pomiaru, podwyższający lub obniżający, którego rdzeń toroidalny jest wyposażony w dwa lub więcej uzwojeń.

Transformator toroidalny działa w zasadzie w ten sam sposób: obniża lub zwiększa napięcie, zwiększa lub zmniejsza prąd - przetwarza energię elektryczną. Ale transformator toroidalny wyróżnia się mniejszym rozmiarem i mniejszą wagą przy tej samej przesyłanej mocy, czyli lepszych wskaźnikach ekonomicznych.

Główną cechą transformatora toroidalnego jest niewielka całkowita objętość urządzenia, sięgająca nawet połowy w porównaniu z innymi typami rdzeni magnetycznych. dwukrotnie większa objętość rdzenia z paska toroidalnego przy tej samej mocy całkowitej. Dlatego transformatory toroidalne są wygodniejsze w montażu i podłączeniu i nie jest już tak istotne, czy mówimy o instalacji wewnętrznej, czy zewnętrznej.

Każdy specjalista powie, że toroidalny kształt rdzenia jest idealny dla transformatora z kilku powodów: po pierwsze pozwala zaoszczędzić materiały w produkcji, po drugie, uzwojenia równomiernie wypełniają cały rdzeń, rozłożony na całej jego powierzchni, nie pozostawiając żadnych niewykorzystanych przestrzeni, po trzecie , Ponieważ uzwojenia są krótsze, sprawność transformatorów toroidalnych jest wyższa ze względu na mniejszą rezystancję drutów uzwojenia.

Chłodzenie uzwojenia jest kolejnym ważnym czynnikiem. Uzwojenia są skutecznie chłodzone poprzez ułożenie ich w kształt toroidalny, stąd gęstość prądu może być większa. Straty w żelazie są minimalne, a prąd magnesowania jest znacznie niższy. W rezultacie obciążalność cieplna transformatora toroidalnego okazuje się bardzo wysoka.

Oszczędność energii to kolejny plus na korzyść transformatora toroidalnego. Około 30% więcej energii jest magazynowane przy pełnym obciążeniu i około 80% przy pełnym obciążeniu Na biegu jałowym w porównaniu z laminowanymi rdzeniami magnetycznymi innych postaci. Wskaźnik rozproszenia transformatorów toroidalnych jest 5 razy mniejszy niż transformatorów pancernych i prętowych, dzięki czemu można je bezpiecznie stosować z wrażliwym sprzętem elektronicznym.

Dzięki mocy transformatora toroidalnego sięgającego kilowata jest na tyle lekki i kompaktowy, że do montażu wystarczy metalowa myjka ciśnieniowa i śruba. Wszystko, co konsument musi zrobić, to wybrać odpowiedni transformator w oparciu o prąd obciążenia oraz napięcia pierwotne i wtórne. Podczas produkcji transformatora w fabryce obliczają pole przekroju poprzecznego rdzenia, powierzchnię okna, średnicę drutów uzwojenia i wybierają optymalne wymiary obwód magnetyczny, biorąc pod uwagę dopuszczalną w nim indukcję.

Do konwersji prądu są używane różnego rodzaju specjalne urządzenia. Transformator toroidalny TPP do spawarki i innych urządzeń można nawinąć własnymi rękami w domu, jest to idealny konwerter energii.

Projekt

Pierwszy transformator bipolarny wykonał Faradaya i według danych było to urządzenie toroidalne. Autotransformator toroidalny (marka Shtil, TM2, TTS4) to urządzenie przeznaczone do transformacji prąd przemienny jedno napięcie na drugie. Stosowane są w różnych instalacjach liniowych. To urządzenie elektromagnetyczne może być jednofazowe lub trójfazowe. Strukturalnie składa się z:

1. Tarcza metalowa z walcowanej stali magnetycznej do transformatorów;
2. Gumowa uszczelka;
3. Zaciski uzwojenia pierwotnego;
4. Uzwojenie wtórne;
5. Izolacja między uzwojeniami;
6. Uzwojenie tarczy;
7. Dodatkowa warstwa pomiędzy uzwojeniem pierwotnym a uzwojeniem ekranującym;
8. Uzwojenie pierwotne;
9. Izolacyjna powłoka rdzenia;
10. Rdzeń toroidalny;
11. bezpiecznik;
12. Elementy mocujące;
13. Izolacja osłony.

Do łączenia uzwojeń służy obwód magnetyczny.

Przetwornice tego typu można klasyfikować ze względu na przeznaczenie, chłodzenie, rodzaj obwodu magnetycznego, uzwojenia. Celowo istnieje impuls, moc, przetwornica częstotliwości(TST, TNT, TTS, TT-3). Do chłodzenia – powietrze i olej (OST, OSM, TM). Według liczby uzwojeń - dwa uzwojenia lub więcej.

Zdjęcie - zasada działania transformatora

Urządzenie tego typu znajduje zastosowanie w różnego rodzaju instalacjach audio-video, stabilizatorach, systemach oświetleniowych. Główną różnicą między tą konstrukcją a innymi urządzeniami jest liczba uzwojeń i kształt rdzenia. Fizycy uważają, że kształt pierścienia jest idealnym projektem kotwicy. W tym przypadku uzwojenie przetwornika toroidalnego odbywa się równomiernie, podobnie jak rozkład ciepła. Dzięki takiemu ułożeniu cewek przetwornica szybko się chłodzi i nawet podczas intensywnej pracy nie wymaga stosowania chłodnic.

Zdjęcie - konwerter pierścienia toroidalnego

Zalety transformatora toroidalnego:

1. Małe wymiary;
2. Sygnał wyjściowy na torusie jest bardzo silny;
3. Uzwojenia są krótkie, co skutkuje zmniejszoną rezystancją i zwiększoną wydajnością. Ale także z tego powodu podczas pracy słychać pewien dźwięk w tle;
4. Doskonałe właściwości oszczędzania energii;
5. Łatwy w samodzielnym montażu.

Konwerter służy jako stabilizator sieci, Ładowarka, jako zasilacz lampy halogenowe, wzmacniacz lampowy ULF.

Zdjęcie - ukończony TPN25

Wideo: cel transformatorów toroidalnych

Zasada działania

Najprostszy transformator toroidalny składa się z dwóch uzwojeń na pierścieniu i stalowym rdzeniu. Uzwojenie pierwotne jest podłączone do źródła prąd elektryczny, a wtórny – do odbiorcy energii elektrycznej. Dzięki obwodowi magnetycznemu poszczególne uzwojenia są ze sobą połączone, a ich sprzężenie indukcyjne zostaje wzmocnione. Po włączeniu zasilania w uzwojeniu pierwotnym wytwarzany jest prąd przemienny strumień magnetyczny. Zazębiając się z poszczególnymi uzwojeniami, strumień ten wytwarza w nich siłę elektromagnetyczną, która zależy od liczby zwojów uzwojenia. Jeśli zmienisz liczbę uzwojeń, możesz wykonać transformator do konwersji dowolnego napięcia.

Zdjęcie - Zasada działania

Ponadto konwertery tego typu są albo buck, albo boost. Toroidalny transformator obniżający napięcie ma wysokie napięcie na zaciskach uzwojenia wtórnego i niskie napięcie na uzwojeniu pierwotnym. Wzrost jest odwrotny. Ponadto uzwojenia mogą być Wysokie napięcie lub niższy, w zależności od charakterystyki sieci.

Jak zrobić

Nawet młodzi elektrycy potrafią wykonać transformator toroidalny. Nawijanie i obliczenia nie są skomplikowane. Sugerujemy rozważenie, jak prawidłowo nawinąć toroidalny obwód magnetyczny w maszynie półautomatycznej:

Biorąc pod uwagę, że 1 zwój przenosi 0,84 wolta, obwód uzwojenia transformatora toroidalnego jest wykonany zgodnie z następującą zasadą:

Dzięki temu możesz łatwo wykonać własny transformator toroidalny 220–24 V. Opisany obwód można podłączyć do spawanie łukowe i półautomatyczne. Parametry są obliczane na podstawie przekroju drutu, liczby zwojów i rozmiaru pierścienia. Charakterystyka tego urządzenia pozwala na stopniową regulację. Wśród zalet zasady montażu: prostota i dostępność. Wśród wad: duża waga.

Przegląd cen

Transformator toroidalny HBL-200 można kupić w dowolnym mieście Federacja Rosyjska i krajach WNP. Jest używany do różnych urządzeń audio. Zobaczmy, ile kosztuje konwerter.