Намотка тороидального трансформатора: этапы работы

Содержание

• 1 Конструкция трансформатора
• 2 Достоинства тороидального трансформатора
• 3 Намотка тороидального трансформатора
• 4 Обзор цен

Для преобразования тока на сегодняшний день используют разнообразные устройства Тороидальный трансформатор – это наиболее распространенное устройство, которое применяется не только для сварочного аппарата. Намотка тороидального трансформатора считается популярной услугой.

Чтобы выполнить намотку тороидального трансформатора в домашних условиях, вам следует прочесть нашу инструкцию.

Конструкция трансформатора

Этот замечательный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем. Тороидальный автотрансформатор – это специальный прибор, который предназначен для преобразования переменного тока. Использовать их можно в разнообразных линейных установках. Это электромагнитное устройство может быть однофазным и трехфазным.

На этом фото вы сможете увидеть, что конструкция состоит из следующих элементов:

1. Металлический диск, который изготовлен из рулонной магнитной стали.
2. Специальные резиновые прокладки.
3. Выводы первичной обмотки.
4. Вторичная обмотка.
5. Изоляция, которая располагается между обмотками.
6. Экранирующая обмотка.
7. Дополнительный слой, который располагается между первичной и экранирующей обмоткой.
8. Первичная обмотка.
9. Изоляционное покрытие сердечника.
10. Тороидальный сердечник.
11. Предохранитель.
12. Крепежные элементы.
13. Слой покрывной изоляции.

Чтобы соединить обмотки производитель использует магнитопровод. Этот тип преобразователя квалифицируется по: назначению, охлаждению и типу магнитопровода. По назначению можно разделить на импульсный, силовой и частотный преобразователь. По охлаждению трансформаторы воздушными или масляными. Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про тороидальный трансформатор.

Устройство этого типа может использоваться в стабилизаторах или системах охлаждения. Главным отличием конструкции будет считаться количество обмоток, которое содержит трансформатор. Кольцевая форма считается наиболее распространенной. В этом случае намотка тороидального преобразователя выполняется равномерно. Благодаря этому расположению катушек преобразователь охлаждается быстро и не будет нуждаться в использовании кулеров.

Достоинства тороидального трансформатора

Если вы планируете использовать тороидальный трансформатор, тогда помните, что он может иметь ряд преимуществ:

1. Конструкция имеет небольшие габариты.
2. Сигнал на торе считается достаточно сильным.
3. Обмотки могут иметь небольшую длину. Но из-за этого при работе вы сможете услышать определенный фон.
4. Простота в самостоятельной установке.

Преобразователь может использоваться, как сетевой трансформатор, зарядное устройство или блок для галогенных ламп.

При необходимости вы можете прочесть про принцип действия трансформатора тока.

Если вы желаете получить детальную информацию о том, как выполнить намотку тороидального трансформатора своими руками, тогда необходимо посмотреть видео, которое расположено ниже:

Намотка тороидального трансформатора

Изготовление тороидального трансформатора может выполнить, даже молодой электрик. Намотка не представляет ничего сложного. Вот инструкция, которая поможет узнать, как правильно мотать тороидальный магнитопровод для полуавтомата:

• Для намотки трансформатора на ферритовом сердечнике, вам необходимо использовать специальный станок. Он позволяет значительно ускорить работу и при этом вы легко сможете уменьшить вероятность соскока железа. Его можно выполнить по типу зажима для накрутки провода.
• Латры, которые нужны для намотки должны иметь одинаковые размеры. При наматывании вам необходимо следить, чтобы между витками не было свободного места. Если силовой трансформатор будет иметь небольшие щели, тогда их можно заполнить железными листами от другого трансформатора.

• После намотки железа необходимо приварить специальные выводы. Чтобы приварить изделие будет достаточно 2 или 3 сварочных точки.
• Теперь вам необходимо промазать торцы магнитопровода с помощью эпоксидного клея. При необходимости кромки можно округлить.
• Поверх усилителя вам следует намотать изоляцию. Чтобы выполнить намотку можно использовать лист картона. Присоединить его можно с помощью малярного скотча. Повторить это действие необходимо по всей площади картона.
• Теперь вы можете намотать изоленту, которая выполнена из текстиля. Поверх слоя также можно использовать малярный скотч.
• К последнему этапу относится намотка провода выбранного сечения. Рассчитать количество витков вы сможете с помощью специальной программы. После накрутки изделие необходимо покрыть лаком NC.

• Изоляция для тороидального трансформатора должна быть выполнена из лакоткани или текстильной изоленты. Эта обмотка называется вторичной и ее также следует покрыть лаком. Это действие следует продолжать до появления необходимого уровня витков.

• Провод для вторичной обмотки обычно имеет большое сечение. Если сетевой трансформатор нужен для дуговой сварки, тогда в конце следует добавить необходимое количество витков.

Один виток способен переносить 0,84 Вольт. Схема намотки тороидального трансформатора выполняется следующим образом:

Так вы сможете легко самостоятельно сделать тороидальный трансформатор 220 на 24 вольта. Эту схему вы легко сможете подключить, как для дуговой, так и для полуавтоматической сварки. Все параметры необходимо рассчитывать исходя из сечения провода. Характеристики устройства также позволяют производить ступенчатую регулировку. Среди его достоинств можно встретить достаточно высокую производительность и доступность.

Обзор цен

Купить тороидальный трансформатор HBL-200 можно практически в любом городе. На фото ниже вы сможете увидеть стоимость преобразователя:

Надеемся, что наша информация будет полезной и вы сможете правильно выполнить намотку тороидального трансформатора. Как видите, намотка тороидального трансформатора не занимает много времени.

Читайте также: что такое сухие трансформаторы?

Тороидальные трансформаторы: самостоятельная намотка, проведение расчетов

Намотка трансформатора своими руками — задача несложная, если к ней подготовиться заранее. Люди, которые изготавливают различную радиоаппаратуру или силовые инструменты, имеют потребность в трансформаторах для конкретных нужд. Поскольку далеко не всегда предоставляется возможность приобрести определенные изделия, то мастера зачастую наматывают тороидальные трансформаторы самостоятельно. Те, кто в первый раз пытаются провести обмотку, сталкиваются с трудностями: не могут определить правильность расчетов, подобрать соответствующие детали и технологию.

Необходимо понимать, что разные типы наматываются по-разному.

• Подготовка к проведению намотки
• Необходимые материалы
• Как ускорить рабочий процесс

Также кардинально отличаются тороидальные устройства. Расчет тороидального трансформатора и его намотка будут особыми. Так как радиолюбители и мастера создают детали под силовое оборудование, но не всегда обладают достаточными знаниями и опытом для их изготовления, то этот материал поможет данной категории людей разобраться с нюансами.

Подготовка к проведению намотки

• В первую очередь нужно провести правильный расчет тороидального трансформатора по сечению сердечника. Вычисляется нагрузка, для этого суммируют все подключенные устройства (двигатели, передатчики и т. п. ), питание которых будет обеспечиваться. К примеру, радиостанция имеет 3 канала, мощность которых по 15, 10 и 15 Ватт. Суммарно это 40 Ватт.
• Далее следует поправка на КПД схемы (в большинстве передатчиков около 70%). У трансформатора также имеется собственный КПД, составляющий 95%, но нужно сделать поправку на самоделку и выставить уровень КПД не более 90%. Значит, требуемая мощность возрастет до 63,5 Вт. Стандартный вес устройств с такой мощностью — до 1,5 кг.
• Следующий шаг — определяют входное и выходное напряжение. Если 220 В — входное, а 12 В — выходное со стандартной частотой 50 Гц, количество витков составит на одну обмотку 220*0,73=161 виток (округляют до целых чисел), а снизу получится 12*0,73=9 витков.
• Затем — определение диаметра провода. Для этого необходимо обладать информацией относительно плотности и протекания тока, на 1 кВт выставляют значение до 3 А/мм2.

Необходимые материалы

Материалы для намотки требуют тщательного выбора, важное значение имеет каждая из деталей. В частности, вам понадобятся:

1. Каркас трансформаторный. Он используется для изоляции сердечника от обмоток, а также удерживает обмоточные катушки. Его изготавливают из прочных и тонких диэлектрических материалов, чтобы не занимать слишком много места в интервалах («окнах») сердечника. Можно воспользоваться картонками, микрофибрами, текстолитом. Толщина материала не должна быть более 2 мм. Каркас склеивают, пользуясь обычным клеем для столярных работ (нитроклеем). Его форма и размеры полностью зависят от сердечника, высота — немного больше, чем у пластины (высота обмотки).
2. Сердечник. Эту роль, как правило, выполняют магнитопроводы. Лучшим решением станет применение пластин из разобранных трансформаторов, поскольку они произведены из подходящих сплавов и рассчитаны на некоторое количество витков. Магнитопроводы имеют разнообразную форму, но чаще всего встречаются изделия в виде буквы «Ш». Кроме того, их можно вырезать из различных заготовок, которые есть в наличии. Чтобы определить точные размеры, предварительно наматывают провода обмоток.
3. Провода. Здесь нужно использовать два вида: для обмотки и для выводов. Оптимальное решение для трансформирующих устройств — медные провода, имеющие эмалевую изоляцию (тип ПЭЛ или ПЭ). Их хватит даже для силовых трансформаторов. Широкий выбор сечений позволяет подобрать самый подходящий вариант. Также часто применяют провода ПВ. Для вывода лучше всего брать провода с разноцветной изоляцией, чтобы не путаться при подключении.
4. Изоляционные подкладки. Помогают увеличить изоляцию провода обмотки. Как правило, используют тонкую и плотную бумагу (отлично подойдет калька), которую следует уложить между рядов. Но бумага должна быть целой, разрывы и проколы, даже самые незначительные, — отсутствовать.

Как ускорить рабочий процесс

У многих радиолюбителей в арсенале имеются простые специальные агрегаты, с помощью которых делается обмотка. Во многих случаях речь идет о несложных конструкциях в виде небольшого столика либо подставки на стол, на которых установлено несколько брусков с вращающейся продольной осью. Длина самой оси должна превышать длину каркаса намотки в 2 раза. На одном из выходов из брусков крепится ручка, позволяющая вращать устройство.

На оси надеваются катушечные каркасы, которые стопорятся с двух сторон шпильками-ограничителями (они препятствуют перемещениям каркаса вдоль оси).

12 шагов проектирования тороидальных трансформаторов: Talema Group

4 июня 2021 г.

Тороидальные трансформаторы

Выполнение этих 12 шагов при проектировании тороидальных трансформаторов обеспечит долгий срок службы компонентов и оптимальную производительность.

Шаг 1: Расчет ЭДС трансформатора

Согласно уравнению Фарадея для индуктивного напряжения в обмотке трансформатора:

Где E — напряжение в вольтах
N — число витков
Ac — площадь поперечного сечения магнитопровода в мм².
B — плотность потока в теслах.

Шаг 2: Расчет номинальной мощности

Где VA – вольт-ампер
В _FL – вторичное переменное напряжение при полной нагрузке в вольтах
I _FL – вторичный переменный ток при полной нагрузке в амперах

Шаг 3: Рабочий цикл

Трансформатор меньшего размера можно использовать, если нагрузка является прерывистой. Поскольку выходная мощность в этом случае значительно превышает номинальную мощность, вторичное напряжение падает ниже приведенных напряжений. Падение напряжения увеличивается пропорционально потребляемому току.

Шаг 4: Частота сети

Большинство тороидальных силовых трансформаторов предназначены для работы в сетях с частотой 50/60 Гц, 60 Гц или 400 Гц. При увеличении частоты размеры трансформатора соответственно уменьшаются. Тороидальный трансформатор на 60 Гц будет примерно на 20% меньше тороидального трансформатора на 50 Гц.

Шаг 5: Соотношение витков

Где Vp — первичное напряжение в вольтах
Vs — вторичное напряжение в вольтах
Np — количество витков в первичной обмотке
Ns — количество витков во вторичной обмотке

Шаг 6: Постановление

Где V _NL — вторичное напряжение переменного тока без нагрузки в вольтах
V _FL — напряжение переменного тока при полной нагрузке в вольтах

Шаг 7: Падение напряжения

Вторичные напряжения и токи действительно для нормальная выходная мощность. При частичной нагрузке выходное напряжение в зависимости от размера трансформатора будет соответственно выше. На приведенном ниже рисунке показано увеличение напряжения для стандартных тороидальных трансформаторов Talema при частичных нагрузках.

Шаг 8: Повышение температуры

Как видно из приведенных ниже графиков, стандартные тороидальные трансформаторы Talema рассчитаны на повышение температуры от 60 °C до 70 °C при номинальной нагрузке. При выборе типоразмера трансформатора необходимо учитывать температуру окружающей среды и коэффициент теплоотвода места установки. На рисунках показано типичное изменение температуры в зависимости от выходной мощности или перегрузки.

Этап 9: Несколько обмоток или одна обмотка (автотрансформатор)

Автотрансформатор имеет меньшие размеры и более экономичную общую конструкцию в тех случаях, когда гальванически развязанные обмотки не требуются. То же самое преобразование напряжения и тока может быть получено с помощью однообмоточного автотрансформатора, как и с обычным двухобмоточным трансформатором. Есть два основных отличия:

1. В автотрансформаторе вторичная обмотка является общей как для первичной, так и для вторичной обмотки.
2. Существует прямое медное соединение между первичной и вторичной цепями.

Автотрансформаторы имеют более низкое реактивное сопротивление рассеяния, меньшие потери, меньшие токи возбуждения, они могут быть меньше и дешевле, чем двухобмоточные трансформаторы, когда отношение напряжения меньше 2:1. И, конечно же, они не обеспечивают никакой изоляции.

Talema имеет допуск для автотрансформаторов до 25 кВА по стандартам UL5085 (трансформаторы общего назначения) и 40 кВА по стандартам UL60601-1 (трансформаторы для медицинского и стоматологического оборудования).

Шаг 10: Выпрямление

На приведенных ниже рисунках приведены формулы для расчета приблизительных значений трансформаторов, которые в первую очередь зависят от размера используемого нагрузочного конденсатора. Используемый форм-фактор «F» оценивается между 1,1 для меньших конденсаторов и 2,5 для относительно больших конденсаторов.

Полноволновой мост

Мост с центральным отводом

Шаг 11: Пусковой ток

Характеристики, которые дают преимущества тороидального трансформатора, также усугубляют его недостаток: высокий пусковой ток при первоначальной подаче мощности. Talema успешно разрабатывает трансформаторы с малым пусковым током.

Отсутствие зазора в тороидальном сердечнике означает максимально возможную остаточную намагниченность (остаточная намагниченность сердечника в определенном направлении и величине может быть существенно более выражена в тороиде по сравнению с ламинатом Э-И). Этот остаточный магнетизм является механизмом, с помощью которого функционировала память старых компьютерных ядер. Сердечник «сохраняет» статическое магнитное смещение при отключении питания. Если отключение питания произойдет в неблагоприятное время, в сердечнике сохранится самая сильная остаточная магнитная намагниченность. Когда питание снова подается на первичную обмотку, пиковый пусковой ток может достигать

, где V _p-pk — пиковое первичное напряжение, а R _p — сопротивление первичной обмотки постоянному току, зависящее от мощности трансформатора и от того, насколько сильно был намагничен сердечник. Этот пик пускового тока возникает в течение короткого времени в течение первого или второго полупериода синусоиды мощности.

Существует несколько подходов к решению проблемы пускового тока:

1. Добавление термистора NTC последовательно с первичной обмоткой трансформатора
2. Использование плавких предохранителей с задержкой срабатывания
3. Уменьшите остаточный поток, который увеличит ток намагничивания в сердечнике. Методы, используемые для уменьшения остаточного потока, включают введение зазора или использование альтернативных материалов или методов отжига.

Шаг 12: Тепловая защита

Мы рассмотрим два типа тепловой защиты для тороидальных трансформаторов: однократный предохранитель и термовыключатель с автоматическим сбросом.

Эти устройства предназначены для отключения трансформатора в случае перегрева. Однократный предохранитель используется в основном для защиты от внутренних повреждений трансформатора, срабатывая при заданной температуре. Термовыключатель с автоматическим сбросом обеспечивает прерывистую защиту от внутренних неисправностей трансформатора и внешних перегрузок. Это устройство открывается при заданной высокой температуре и закрывается при заданной более низкой температуре. Эти устройства монтируются внутри трансформатора и подключаются последовательно с первичной или вторичной обмоткой.

Предохранитель однократного действия / Предохранитель с отсечкой

Термовыключатель

тороидальный

Home — Fair-Rite

Перейти к содержимому Запрос цитаты ФЕРРИТОВЫЕ КОМПОНЕНТЫ ДЛЯ МИРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Запросить образец Спросите консультанта Главнаяfr2023-04-14T09:33:47-04:00

Запросить цену

Запросить образец

Спросить у консультанта

ПРОТОТИПИРОВАНИЕ

Наша команда технических инженеров разрабатывает надежный процесс для вашего приложения

Дизайн

ИНЖИНИРИНГ

Наша инженерно-техническая группа разрабатывает надежный процесс для вашего применения

Разработка

ПРОИЗВОДСТВО

Изготовление ферритовых компонентов по индивидуальному заказу на наших трех предприятиях по всему миру

9000 8 Доставка

ПРОТОТИПИРОВАНИЕ

Наша инженерно-техническая команда разрабатывает надежный процесс для вашего приложения

Дизайн

ИНЖИНИРИНГ

Наша группа технических инженеров разрабатывает надежный процесс для вашего приложения

Разработка

ПРОИЗВОДСТВО

Ферритовые компоненты на заказ производятся на наших трех предприятиях по всему миру верхние части и линейки продуктов. Доступно для всех ваших потребностей в дизайне.

См. Комплекты

Инженерные комплекты

Fair-Rite предлагает полную линейку инженерных комплектов, включающую наши лучшие детали и линии продуктов. Доступно для всех ваших потребностей в дизайне.

См. комплекты

ОБРАБОТКА ПРОТОТИПОВ

Пользовательские возможности

ОБРАБОТКА ПРОТОТИПОВ

Индивидуальные возможности

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ВСЕМУ МИРУ

Плоский камень

Уоллкилл

Провинция Цзянсу

Свяжитесь с нами

НОВОСТИ FAIR-RITE

Содержит набор деталей для кабелей различного диаметра. Рекомендуемая рабочая частота 1–300 МГц.

ПОДРОБНЕЕ

Содержит подборку из 44 материалов Snap-It. 44 — рекомендуемый нами материал для подавления кондуктивных электромагнитных помех в диапазоне 25–300 Ом.

ПОДРОБНЕЕ

Набор из 61 материала Snap-It. 61 — рекомендуемый нами материал для подавления кондуктивных электромагнитных помех в диапазоне частот от 200 МГц до 1 ГГц.

ПОДРОБНЕЕ

ЧЕСТНЫЙ ОБряд

УМНЫЕ ДОМА

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

АВТОМОБИЛЬНАЯ

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

МЕДИЦИНСКАЯ

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ

РЕАЛЬНЫЕ ЛЮДИ, РЕАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

Мы, команда преданных своему делу профессионалов, создаем лучшие ферритовые изделия и инновационные решения для мировой электронной промышленности, стремясь улучшить будущее наших клиентов, нашей компании, нашего общества, наших семей и самих себя.

Подробнее о нас

Узнайте о карьерных возможностях в Fair-Rite

РЕАЛЬНЫЕ ЛЮДИ,

РЕАЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

Мы, команда преданных своему делу профессионалов, создаем лучшие ферритовые изделия и инновационные решения для мировой электронной промышленности, стремясь улучшить будущее наших клиентов, нашей компании, нашего общества, наших семей и самих себя.