Izračunavanje navoja transformatora i njegovog jezgra

Transformator, čija je istorija bila gotovo stotinak i po, verno služi čovečanstvu sve ovo vreme. Njena svrha je pretvaranje AC napona. Ovo je jedan od retkih uređaja, čija efikasnost može doseći skoro 100%.

Šema namota zavarivačkog transformatora

Šema namota zavarivačkog transformatora.

Kako izračunati i utjecati namotavanje transformatora, kakvo je njegovo jezgro, koje su dizajnerske karakteristike transformatora za različite namene, kako oni rade - pitanja koja mogu biti od interesa za mnoge. Ispod su odgovori na većinu ovih pitanja.

Šta je transformator?

Nazad na sadržaj

Malo istorije

1870. godine ruski naučnik P.N. Yablochkov je izumio električni lučni izvor svetlosti - "Yablochkovska sveća". Na početku, izvori napajanja luka bili su moćne galvanske baterije, ali u ovom slučaju anode su se spalile brže. Zatim je naučnik odlučio da alternator koristi kao trenutni izvor za svoj pronalazak.

U ovom slučaju pojavila se još jedna poteškoća: nakon što je bila upaljena jedna električna sveća, zbog smanjenja napona na priključcima generatora, paljenje drugih lampi bilo je teško. Problem je rešen kada je transformator korišten za snabdevanje svakog izvora svjetlosti. Ovi prvi transformatori imaju otvorene jezgre sokova od čelične žice i, kao rezultat, imaju nisku efikasnost. Transformatori sa zatvorenim jezgrima, slično modernom, pojavili su se tek nakon 9 godina.

Nazad na sadržaj

Kako funkcioniše transformator i kako to funkcioniše?

Šema najjednostavnijeg transformatora

Slika 1. Dijagram najjednostavnijeg transformatora.

Najjednostavniji transformator je jezgro supstance sa visokom magnetnom propustljivošću i dva okruga oko njih (slika 1a). Prilikom prolaska primarnog navijanja naizmenične struje pomoću sile I1 u jezgru postoji promenljivi magnetni fluks F, koji je navođen primarnim i sekundarnim namotajima.

U svakom od okreta ovih navitaka je ista za numeričku vrednost indukovanog emf-a. Prema tome, odnos EMF-a u namotajima i okretanje u njima su isti. U praznom hodu (I2 = 0) naponi na namotajima su skoro jednaki indukovanoj emf u njima, stoga je sljedeća relacija takođe validna za napone:

U1 / U2 ≈ N1 / N2, gde

N1 i N2 - broj okreta u namotajima.

Ratio u1 / U2 takođe naziva koeficijent transformacije (k). Ako je u1 > U2, transformator se naziva step-up (slika 1b), sa U1 < U2 - spuštanje (slika 1B). Prvi transformator ima viši stepen transformacije, a drugi ima manje od jednog.

Jedan i isti transformator, u zavisnosti od toga na koji se navoj primenjuje, i sa kojim se napon uklanja, može se povećavati ili opadati. Sekundarni namotaj nije nužno jedan - može biti nekoliko. Iz jednakosti moći u namotajima sledi da su struje u njima obratno proporcionalne broju zavoja:

Ja1 / I2 ≈ N2 / N1.

Ako je sekundarni namotaj integralni dio primarne (ili primarne - sekundarne), transformator postaje autotransformator. Na sl. 1d i 1d su prikazani dijagrami, odnosno autoprevoznici koji se spuštaju i pojačavaju.

Dizajn transformatora za točkovno zavarivanje bakra

Dizajn transformatora za točkovno zavarivanje bakra.

Promjenljivo magnetsko polje uzrokuje stvaranje vijugavih struja u jezgru, koje ga zagrejavaju, na kojem dijelu energije se troši. Kako bi se smanjili gubici, jezgra se regrutuju iz odvojene, izolovane jedni od drugih, specijalnih čeličnih limova transformatora sa niskom obrtnom energijom.

Najčešće u modernim transformatorima koriste se magnetna jezgra tri vrste:

  1. Rod (u obliku slova U), sastoji se od dve šipke sa navojem i jarom koji ih povezuje. Ovako se obično uređuju jezgro transformatora velike snage.
  2. Oklop (W-oblik). Magnetno kolo je jaram, unutar kojeg je štap sa navojem. Jahom štiti svaki navoj transformatora od spoljnih uticaja - dakle ime. Najčešće se koristi u transformatorima male snage za elektronska kola.
  3. Toroidal - magnetno jezgro u obliku torusa sastoji se od trake trake koja se naviše gustim valjkom. Prednosti - relativno mala težina, visoka efikasnost, minimalne smetnje. Nedostatak je kompleksnost namotaja.
Nazad na sadržaj

Kako izračunati transformator?

Arc zavarivački transformator

Zavarivački transformator za zavarivanje luka.

Najvažniji parametri transformatora su nominalne vrijednosti struja i napona i snaga za koju je projektovan. Apsolutna tačnost pri izračunavanju karakteristika transformatora za ove parametre nije važna, pa se možete ograničiti na približne vrednosti.

Niz izračunavanja je sledeći:

  1. Obračun struje kroz sekundarni namotaj, uzimajući u obzir gubitke: I2 = 1,5 * I2n, gdje i2n - nominalnu struju u njemu.
  2. Izračunavanje snage uklonjene iz sekundarnog namotaja: P2 = U2 * Ja2, gde je u2 - napetost na njoj. Ako takav namotaj nije jedan, onda je rezultat njihova sila.
  3. Određivanje rezultujuće snage: PT = 1,25 * P2 sa efikasnošću od oko 80%.
  4. Izračunavanje struje preko primarnog namotaja transformatora: I1 = PT / U1, gde je u1 - napetost na njoj.
  5. Površina potrebnog dijela magnetnog kola: S = 1,3 * √PT, gde je s izmereno u cm2.
  6. Broj okreta za primarni navijanje transformatora: N1 = 50 * U1 / S, gde se S meri u cm2.
  7. Broj okreta za njegov sekundarni namotaj: N2 = 55 * U2 / S, gde se S meri u cm2.
  8. Promjer provodnika bilo kog od namotaja transformatora: d = 0.632 * √I, gdje je ja trenutna snaga u njemu. Formula je ispravna za bakarnu žicu.

Na primjer, sekundarni namotaj transformatora koji je uključen u mrežu od 220 V bi trebao proizvesti struju od 6,7 A pri naponu od 36 V. Izračunati parametre transformatora.

Glavni delovi dizajna transformatora

Glavni dijelovi dizajna transformatora.

  1. Ja2 = 1,5 * 6,7 A = 10 A.
  2. P2 = 36 V * 10 A = 360 W.
  3. PT = 1.25 * 360 W = 450 W.
  4. Ja1 = 450 W / 220 V ≈ 2 A.
  5. S = 1,3 * √450 (cm2) ≈ 25 cm2
  6. N1 = 50 * 220/25 = 440 okretaja.
  7. N2 = 55 * 36/25 = 79 okreta.
  8. d1 = 0,632 * √ 2 (mm) = 0,9 mm, d1 = 0,632 * √10 (mm) = 2 mm.

Ako nema žica potrebnog prečnika, onda se jedna debela žica može zamijeniti sa nekoliko tanjih paralelnih spojeva. Površina preseka provodnika prečnika d može se izračunati prema formuli: s = 0.8 * d2.

Na primer, potrebna vam je žica prečnika 2 mm, a postoji samo provodnik prečnika 1,2 mm. Površina preseka željene žice s = 0.8 * 4 (mm2) = 3,2 mm2, dostupna površina, izračunata po istoj formuli, iznosi 1,1 mm2. Lako je razumeti da se jedan provodnik prečnika 2 mm može zameniti sa tri prečnika od 1,2 mm.

Nazad na sadržaj

Proizvodnja transformatora

Proces proizvodnje energetskog transformatora se sastoji od niza sekvencijalnih operacija.

Nazad na sadržaj

Montaža okvira namotaja za jezgro jezgra ili oklopa

Šema za montažu rama transformatora

Slika 2. Šema montaže rama za transformator.

Prikladan materijal za sklapanje ovih okvira je karton ili tabla za štampu. Još jači okvir može se napraviti od plastike. Sklop okvira je prikazan na Sl. 2a Sastoji se od delova prikazanih na slikama 2b-2g. Mora biti napravljen od dve kopije svakog dela. Rupe na obrazima (g) su namenjene za zaključke.

Postupak sklapanja rama:

  • dva obraza se preklapaju;
  • delovi (b) su ugrađeni u njihove prozore i razblaženi, jedan gore, drugi dole;
  • delovi (c) su postavljeni tako da se njihove projekcije poklapaju sa urezima delova (b).

Dobijeni okvir je dovoljno jak i ne gura više. Prije zavrtanja kalemova, zaptivači se pripremaju unaprijed (slika 2e) napravljeni od traka kablovskog papira. Trake pažljivo seče duž ivica do dubine od nekoliko mm. Ovi rezovi, koji su susedni četkama, štite prelaze sledećeg sloja od pada u prethodni.

Nazad na sadržaj

Kutije za navijanje

Dizajn petlje

Slika 3. Dijagram petlje za zavoj.

Pre navijanja neophodno je pripremiti dijelove fleksibilne provetrene žice u toplotno otpornoj izolaciji za provodnike i dijelove toplotno otporne kamere. Navijanje se vrši tako da žica odgovara okretu do okreta sa određenim napetostima. Sledeći kalemi bi trebali pritisnuti prethodne. Kako bi se spriječilo spuštanje namotaja u blizini obraza, preporučljivo je da se sljedeći red ne bi izvukao nekoliko mm prije nego što se popunilo slobodnim područjima nizom niti.

Nakon završetka navoja svakog reda, napon žice mora biti održavan tako da se kod postavljanja kablovske trake ne otvara vijugasti deo. Takve brtve treba postaviti nakon svakog sloja.

Ako je zavijena žica tanka, a zatim na početak i kraj navijanja, kao i na krivine iz njega, pripremljeni dijelovi fleksibilne provetrene žice pažljivo se spajaju. Mesto klina je izolovano. Ako je magnetna žica dovoljno gusta, provodnici i utičnice (u obliku petlje) su izrađene od iste žice. I zaključci i krivine treba se nositi sa kamernim segmentima.

Petlja (slika 3a) prolazi kroz rupu preklopljene trake debelog papira ili pamučne trake, koja je zategnuta nakon što je pritisnuta sledećim okretima (Slika 2b). Primjer grana iz tanke žice za namotavanje je prikazan na sl. 2c.

Na približno isti način, krajevi navijanja su napravljeni od debele žice, ali se koristi samo pamučna traka. Šema fiksiranja početka navijanja prikazana je na Sl. 2g, na svom kraju - na sl. 2d

I nekoliko reči o tome kako da se nadmaši toroidni transformator. Obično, za njihovo namotavanje koriste se domaći šatlovi, na površini od kojih je navijen dovoljno snabdevanje žice. Šatl sa žicom mora proći u rupu toroidalnog magnetnog kola.

Rim bicikla

Slika 4. Dizajn oboda bicikla.

Mnogo je lakše pričvršćivati ​​pomoću uređaja, koji se zasniva na obodu biciklističkog točka (slika 4). Obruč je sjevan na jednom mjestu, navojem u rupu magnetnog kruga, nakon čega sečeni dijelovi pažljivo povezuju. Zatim je namotana žica potrebne dužine navijena na vanjskoj površini sa malom marginom. Za udobnost, obruč se može obesiti gornjim delom na udubljenom noktiju, pincu ili nekom drugom pogodnom vešanju. Pogodno je pričvršćivanje zavojene žice odgovarajućim gumenim prstenom.

Namotavanje je namotano zbog rotacije oboda. Po završetku svakog okreta, pomerite gumeni prsten na odgovarajuću razdaljinu. Zatezanje treba postaviti pažljivo, uz napetost. Zaključci i slavine se mogu formirati na isti način kao u gore pomenutim namotajima. Svaki sloj i namotaj se mora odvojiti slojem izolacije. Na vrhu poslednjeg sloja, transformator je umotan sa trakom za čuvanje i natopljen lakom.

Nazad na sadržaj

Kraj montaže transformatora

Dijagram jednogfaznog transformatora

Dijagram jednogfaznog transformatora.

Kad su zavojnice spremne, jezgro ili armaturno jezgro se sklapa. Trebalo bi pokušati učiniti što je moguće uske magnetne praznine, za koje bi sklop trebalo napraviti u poklopcu. Nastavlja se sve dok se popunjava čitav prozor. Konačne ploče često moraju biti udarane pomoću drvenog čekića ili drvene obloge.

Na kraju sklopa jezgro je zapečaćeno, zatezanje jarma ili zatezanje, ako ploče imaju odgovarajuće rupe, sa zatičima, koji su izolirani iz jezgre sa kartonskim cevima ili nekoliko slojeva papira. Na krajevima klinova se postavljaju električno-izolaciona i konvencionalna podloška, ​​a matice se pričvršćuju, čime se jezgro zategne. Jedno loše komprimirano jezgro teškoće i vibrira.

Nazad na sadržaj

Provjerite proizvedeni transformator

Šema mašine za namotavanje transformatora

Šema mašine za namotavanje transformatora.

Pre svega, pomoću megahm metra, mjerite otpor između pojedinačnih namotaja, kao i između jezgra i namotaja. Ne bi trebalo da bude manja od 0,5 mama. Ako nema megahm metra, možete da procenite ove otpornosti pomoću običnog merača. Trebalo bi da pokazuje beskonačnost.

Nakon provere izolacije, primarni namotaj transformatora se isporučuje sa naponom jednakom pola nominalnog. Možete koristiti, na primjer, Latte. Ako proizvod ne puši, ne zujanje, ne zagreva mnogo, nominalni napon se primjenjuje na primarni namotaj.

Bez opterećenja, struja u primarnom namotaju transformatora ne sme biti veća od 5-10% nominalne vrijednosti. Sam transformator ne bi trebalo da bude veoma vruć i glasno zujanje. Ako je zujanje jako, trebalo bi ga ili još teže izvući, ili držati drvene ili plastične ploče u razmaku između ploča.

Za završni test, naznačeno opterećenje je priključeno na transformator, provjeravaju se naponi na svim namotajima. Ako je sve normalno, transformator se drži pod opterećenjem 3-4 sata. Ako nema zujanja, nema mirisnog mirisa, a transformator ne zagreje više od 70°C, test se može smatrati uspešno završenim.

Nije uvek na prodaju, možete naći transformator sa potrebnim parametrima.

Ali je sigurno reći da zahtevani uređaj nije prekomerno kompleksan i može se izračunati i proizvesti nezavisno.

Dodajte komentar