A transzformátor tekercsének és magjának számítása

A transzformátor, amelynek története már majdnem másfél évszázad körül van, hűen szolgálja az emberiséget egész idő alatt. Célja az AC feszültség átalakítása. Ez egyike azon kevés eszközöknek, amelyek hatékonysága közel 100% -ot ér el.

A hegesztő transzformátor tekercselési sémája.

Hogyan lehet a transzformátor tekercseket kiszámítani és kiszabni, mi lehet a mag, a transzformátorok tervezési jellemzői különböző célokra, hogyan működnek - olyan kérdések, amelyek sokak számára érdekesek lehetnek. Az alábbiakban válaszolunk a legtöbb kérdésre.

Mi a transzformátor?

Egy kis történelem

Az 1870-es években az orosz tudós P.N. Yablochkov feltalálta az elektromos ív fényforrást - "Yablochkov gyertyát". Kezdetben az ív áramforrása erőteljes galvánelem volt, de ebben az esetben az anódok gyorsabban égtek. Aztán a tudós úgy döntött, hogy a alternátort használja találmányának jelenlegi forrásaként.

Ebben az esetben még egy nehézség merült fel: egy elektromos gyertya világít, a generátor termináljánál fellépő feszültségcsökkenés miatt más lámpák gyulladása nehéz volt. A probléma megoldódott, amikor transzformátort használtunk minden egyes fényforrás ellátásához. Ezek az első transzformátorok nyitott acélhuzal-kötegek voltak, és ennek eredményeként alacsony hatékonyságúak voltak. A modernhez hasonló transzformátorok csak 9 év után jelentek meg.

Hogyan működik a transzformátor és hogyan működik?

1. ábra A legegyszerűbb transzformátor diagramja.

A legegyszerűbb transzformátor egy nagymágneses permeabilitású anyag magja és két tekercs körül forogva (1a. Ábra). Amikor a váltóáram elsődleges tekercselését I erővel haladja át₁ a magban van egy változó mágneses fluxus F, amelyet mind az elsődleges, mind a szekunder tekercsek vezetnek be.

Ezen tekercsek mindegyik fordulatában azonos az indukált emf számértékével. Így az EMF kapcsolata a tekercsekben és fordulatokban ugyanazok. Üresjáratban (I₂ = 0) a tekercsek feszültsége majdnem megegyezik az általuk indukált emf értékkel, ezért a következő reláció érvényes a feszültségekre is:

U₁ / U₂ ≈ N₁ / N₂ ahol

N₁ és N₂ - a tekercsek fordulatszámát.

Ratio u₁ / U₂ más néven transzformációs koefficiens (k). Ha u₁ > U₂, a transzformátort step-up (1b ábra) U-val nevezzük₁ < U₂ - (1B. ábra). Az első transzformátor nagyobb transzformációs aránygal rendelkezik, a második pedig kevesebb mint egy.

Egy és ugyanazon transzformátor, attól függően, hogy melyik tekercselést alkalmazzák, és amellyel a feszültséget eltávolítják, akár növekszik, akár csökkenhet. A szekunder tekercs nem feltétlenül egy - több lehet. A tekercsek egyenlőségéből következik, hogy a benne lévő áramok fordítottan arányosak a fordulatok számával:

én₁ / I₂ ≈ N₂ / N_1.

Ha a szekunder tekercs az elsődleges (vagy elsődleges - másodlagos) szerves része, a transzformátor autotranszformátor lesz. Ábrán. Az 1d. És az 1d. Ábrákon bemutatjuk a lépcsőzetes és fokozatos autotranszformátorok diagramját.

A rézhegesztéshez szükséges transzformátorok tervezése.

Egy váltakozó mágneses mező a magban lévő örvényáramok képződését okozza, amely felmelegíti azt, mely energiát veszít el. A veszteségek csökkentése érdekében a magokat egymástól elkülönítve, különlegesen transzformált acéllemezekből, alacsony fordulatszámú energiával töltik fel.

Leggyakrabban a modern transzformátorokban háromféle típusú mágneses magokat alkalmaznak:

1. Rúd (U-alakú), amely két rúdból áll, tekercsekkel és egy összekötő jellel. Így vannak a nagy teljesítményű transzformátorok magjai általában.
2. Páncél (W alakú). A mágneses kör egy iga, amelynek belsejében egy tekercselő rúd. Az iga megvédi a transzformátor minden tekercselését a külső hatásoktól - innen a név. Leggyakrabban kis teljesítményű transzformátorokban használják az elektronikus áramkörök számára.
3. Toroidális - a torusz alakú mágneses mag egy sűrű tekercseléssel ellátott transzformátorszalagból áll. Előnyök - viszonylag alacsony tömeg, nagy hatékonyság, minimális interferencia. A hátrány a tekercs összetettsége.

Hogyan kell kiszámítani a transzformátort?

Hegesztő transzformátor ívhegesztéshez.

A transzformátor legfontosabb paraméterei az áramok és feszültségek névleges értékei és a teljesítmény, amelyre tervezték. A transzformátor tulajdonságainak kiszámításához az abszolút pontosság ezen paraméterek szempontjából nem jelent sokat, ezért korlátozhatja magát az értékek közelítéséhez.

A számítások sorrendje a következő:

1. Az áram kiszámítása a szekunder tekercselésen keresztül, figyelembe véve a veszteségeket:₂ = 1,5 * I_2N, ahol i_2N - névleges áram.
2. A szekunder tekercsből eltávolított teljesítmény kiszámítása: P₂ = U₂ * Én₂, ahol u₂ - feszültség rajta. Ha egy ilyen kanyargó nem egy, akkor az eredmény a hatáskörük összege.
3. Az így kapott teljesítmény meghatározása: P_T = 1,25 * P₂ 80% hatékonysággal.
4. Az áram kiszámítása a transzformátor primer tekercselésén keresztül:₁ = P_T / U₁, ahol u₁ - feszültség rajta.
5. A mágneses áramkör előírt szakaszának területe: S = 1,3 * √P_T, ahol s méternek felel meg².
6. A transzformátor elsődleges tekercseléséhez szükséges fordulatok száma: N₁ = 50 * U₁ / S, ahol az S-t cm-ben mértük².
7. A másodlagos tekercsek száma: N₂ = 55 * U₂ / S, ahol az S-t cm-ben mértük².
8. A transzformátor tekercsek egyik vezetőjének átmérője: d = 0,632 * √I, ahol én a jelenlegi erő. A képlet helyes a rézhuzalhoz.

Például egy 220 Voltos hálózatba beépített transzformátor szekunder tekercselésének 6,7 A-os áramot kell termelnie 36 V feszültségen. Számítsa ki a transzformátor paramétereit.

A transzformátor kialakításának fő elemei.

1. én₂ = 1,5 * 6,7 A = 10 A.
2. P₂ = 36 V * 10 A = 360 watt.
3. P_T = 1,25 * 360 watt = 450 watt.
4. én₁ = 450 W / 220 V ≈ 2 A.
5. S = 1,3 * 450 (cm²≈ 25 cm^2.
6. N₁ = 50 * 220/25 = 440 fordulat.
7. N₂ = 55 * 36/25 = 79 fordulat.
8. d₁ = 0,632 * √2 (mm) = 0,9 mm, d₁ = 0,632 * √10 (mm) = 2 mm.

Ha nincsenek a szükséges átmérőjű vezetékek, akkor egy vastag huzal cserélhető több párhuzamosan kapcsolt vékonyabb vezetékkel. A d átmérőjű vezeték vezető keresztmetszete a következő képlet segítségével számítható ki: s = 0,8 * d².

Például egy 2 mm átmérőjű vezetékre van szükséged, és csak 1,2 mm átmérőjű vezeték van. A kívánt huzal keresztmetszete kb 0,8 * 4 (mm²) = 3,2 mm², a rendelkezésre álló terület, ugyanazon képlet alapján számítva, 1,1 mm². Könnyen érthető, hogy egy 2 mm-es átmérőjű karmantyú 1,2 mm-es átmérőjű három darabból cserélhető.

Transzformátor gyártás

A teljesítmény-transzformátor gyártási folyamata sorozatos műveletek sorozatából áll.

Tekercskeretek összeszerelése mag- vagy páncélmaghoz

2. ábra A transzformátor keretének összeszerelési sémája.

Az ilyen keretek összeszereléséhez meglehetősen kényelmes anyag a karton vagy a sajtó. Még erősebb keret lehet műanyagból. A keretszerelvényt az 1. ábrán mutatjuk be. 2a. A 2b-2g ábrákon látható részekből áll össze. Minden egyes részből két példányt kell készíteni. Az arcon (g) lévő lyukakat következtetésekre szánják.

A keretszerelési eljárás:

• két arc átlapol egymással;
• az (b) részek be vannak ágyazva az ablakukba, és hígították, egy felfelé, a második pedig lefelé;
• a (c) részeket úgy szerelik fel, hogy azok vetületei egybeesnek a (b) részek bemélyedéseivel.

A kapott keret elég erős, és már nem hasad. A tekercsek tekercselése előtt a tömítéseket előzetesen elkészítik (2e ábra), amely kábelpapírokból áll. A szalagokat gondosan vágják a szélek mentén több mm mélységig. Ezek a levágások, amelyek a kefékhez csatlakoznak, megvédik a következő réteg fordulatait az előzőtől.

Tekercs tekercsek

3. ábra A tekercs hurokának ábrája.

A tekercselés előtt rugalmas sodrott huzalokat kell készíteni hőálló szigetelésben a hőálló karmantyú vezetékeire és szakaszaira. A tekercselést úgy hajtják végre, hogy a huzal bizonyos feszültséggel a fordulóhoz forduljon. Az utólagos tekercseknek az előzőeket kell megnyomniuk. Annak érdekében, hogy megakadályozzuk a tekercsek leesését az arccsont közelében, célszerű, hogy a következő sort ne húzzák néhány mm-re előtte, töltsék be a szabad területeket zsineggel vagy szálakkal.

Miután az egyes sorok tekercselése befejeződött, meg kell őrizni a huzal feszességét úgy, hogy kábelkötegelő csík behelyezésekor a tekercselt rész ne nyissa fel. Ezeket a tömítéseket minden egyes réteg után kell elhelyezni.

Ha a tekercselt huzal vékony, akkor a tekercs elejéhez és végéhez, valamint a hajlatokhoz a hajlékony sodrott huzalokat gondosan forrasztják. A tüske helye el van szigetelve. Ha a mágneses huzal elég vastag, a vezetékek és kimenetek (hurkok formájában) ugyanabból a drótból készülnek. Mind a következtetéseket, mind a könyökeket kambrás szegmensekkel kell viselni.

A hurkot (3a. Ábra) a vastag papír vagy gyapotszalag összehajtott szalagjának lyukán keresztül kell átvezetni, amelyet a következő fordulatok nyomása után húzza meg (2b. Ábra). A vékony tekercselő vezeték egyik ágának példája az 1. ábrán látható. 2c.

Körülbelül ugyanúgy, a tekercs vége vastag drótból készült, de csak pamutszalagot használnak. A tekercselés kezdetének rögzítési sémáját az 1. ábrán mutatjuk be. 2g, a végén - a 2. ábra. 2d.

És néhány szó arról, hogy miként lehet feltekerni a toroid transzformátor tekercselését. Általában csévélésüknél házi készítésű séfeket használnak, amelyek felületén elégséges huzalhordozó van felmelegítve. A vezetéket a vezetéknek a toroid mágneses áramkör lyukába kell átvezetnie.

4. ábra Kerékpár kerék felépítése.

Sokkal könnyebb feltörni az eszköz használatával, amely a kerékpár kerék felőli oldalán alapul (4. A peremet egy helyen, a mágneses áramkör lyukába vezetjük be, majd a vágott részeket gondosan összekapcsoljuk. Ezután a szükséges hosszúságú tekercselő huzal a külső felületén kis peremű. A kényelem kedvéért a peremet fel lehet ragasztani felső részével kalapált körömre, tűre vagy más megfelelő felfüggesztésre. A tekercselt vezetéket megfelelő gumigyűrűvel kell rögzíteni.

A tekercselés a perem forgatásának köszönhetően megtörik. Miután befejezte az egyes fordulatokat, mozgassa a gumigyűrűt a megfelelő távolságba. A tekercseket óvatosan, feszültség alá kell helyezni. A következtetések és csapok ugyanúgy alakíthatók ki, mint a fent említett tekercsekben. Minden réteget és tekercset egy szigetelőréteggel kell elválasztani. Az utolsó réteg tetején a transzformátort a kezelőszalaggal csomagolják, és áztatják lakkokkal.

Transzformátor szerelvény vége

Egyfázisú transzformátor diagramja.

Amikor a tekercsek készen vannak, a mag vagy a páncél mag össze van szerelve. Meg kell próbálnia, hogy olyan keskeny legyen, mint a mágneses rések, amelyekhez a szerelvényt a fedélen kell elvégezni. Folytatódik, amíg az egész ablak meg nem telik. A végső lapokat gyakran fából készült kalapáccsal vagy fa béléssel kell kalapálni.

A szerelvény végén a magot lezárják, az ékot vagy a feszességet préselik, ha a lemezek megfelelő lyukakkal vannak ellátva, amelyek a magból szigeteltek kartoncsövekkel vagy több réteg papírral. A csapok végein elektromos szigetelő és hagyományos alátéteket helyeznek fel, és csavarozzák az anyákat, amelyekkel a magot meghúzzák. A rosszul összenyomott mag zúgolódni fog és rezeg.

Ellenőrizze a transzformátort

A gép rendszere a tekercselő transzformátorok számára.

Először is, egy megohmmérő segítségével mérje meg az ellenállást az egyes tekercsek, valamint a mag és a tekercsek között. Nem lehet kevesebb, mint 0,5 Anya. Ha nincs megohmmérő, akkor ezeket az ellenállásokat átlagmérővel értékelheti. Meg kell mutatni a végtelenséget.

A szigetelés ellenőrzését követően a transzformátor elsődleges tekercselése a névleges feszültségnek megfelelő feszültséggel történik. Használhat például Latte-t. Ha a termék nem dohányzik, nem buzz, nem sokat felmelegszik, az elsődleges tekercsre névleges feszültséget alkalmaznak.

Terhelés nélkül a transzformátor primer tekercsében lévő áram nem lehet több, mint névleges értéke 5-10% -a. Maga a transzformátor nem lehet túl forró, és hangosan felhangzik. Ha erős a zümmögés, még nehezebbé kell húznia, vagy fából vagy műanyag lemezeket kell vezetnie a lemezek közötti résbe.

A végleges vizsgálatnál a névleges terhelés a transzformátorhoz csatlakozik, az összes tekercs feszültségét ellenőrzik. Ha minden rendben van, akkor a transzformátor 3-4 órán át terhelésre kerül. Ha nincs hang, nincs égő szaga, és a transzformátor nem hevít több mint 70-et^°C esetében a teszt sikeresen elvégezhető.

Nem mindig kapható a szükséges paraméterekkel rendelkező transzformátor.

De biztos lehet mondani, hogy a szükséges eszköz nem túl bonyolult, és önállóan számítható és gyártható.