Schrittweises Umwickeln eines Transformators anhand eines praktischen Beispiels. So berechnen und bauen Sie einen einfachen Ringkerntransformator. So bauen Sie einen Ringkerntransformator mit Ihren eigenen Händen

Zur Stromumwandlung werden sie verwendet andere Art spezielle Geräte. Ringkerntransformator TPP für Schweißgerät und andere Geräte können Sie zu Hause mit Ihren eigenen Händen aufziehen, es ist ein idealer Energiewandler.

Design

Der erste bipolare Transformator wurde von Faraday hergestellt und den Daten zufolge handelte es sich um ein Ringkerngerät. Ein Ringkerntransformator (Marke Shtil, TM2, TTS4) ist ein Gerät zur Umwandlung von Wechselstrom von einer Spannung in eine andere. Sie werden in verschiedenen linearen Installationen eingesetzt. Dieses elektromagnetische Gerät kann einphasig oder dreiphasig sein. Strukturell besteht aus:

1. Metallscheibe aus gewalztem Magnetstahl für Transformatoren;
2. Gummidichtung;
3. Primärwicklungsklemmen;
4. Sekundärwicklung;
5. Isolierung zwischen Wicklungen;
6. Schirmwicklung;
7. Eine zusätzliche Schicht zwischen der Primärwicklung und der Abschirmwicklung;
8. Primärwicklung;
9. Isolierende Kernbeschichtung;
10. Ringkern;
11. Sicherung;
12. Befestigungselemente;
13. Isolierung abdecken.

Zur Verbindung der Wicklungen dient ein Magnetkreis.

Diese Art von Wandler kann nach Zweck, Kühlung, Art des Magnetkreises und Wicklungen klassifiziert werden. Je nach Einsatzzweck gibt es Impuls-, Leistungs- und Frequenzwandler (TST, TNT, TTS, TT-3). Zur Kühlung – Luft und Öl (OST, OSM, TM). Nach der Anzahl der Wicklungen – zwei Wicklungen oder mehr.

Ein Gerät dieser Art wird in verschiedenen Audio- und Videoinstallationen, Stabilisatoren und Beleuchtungssystemen verwendet. Der Hauptunterschied zwischen diesem Design und anderen Geräten besteht in der Anzahl der Wicklungen und der Form des Kerns. Physiker glauben, dass die Ringform das ideale Design für einen Anker ist. Dabei erfolgt die Wicklung des Ringkernwandlers gleichmäßig, ebenso die Wärmeverteilung. Dank dieser Anordnung der Spulen kühlt der Konverter schnell ab und erfordert auch bei intensivem Betrieb keinen Einsatz von Kühlern.

Vorteile eines Ringkerntransformators:

1. Kleine Abmessungen;
2. Das Ausgangssignal am Torus ist sehr stark;
3. Die Wicklungen sind kurz, was zu einem geringeren Widerstand führt erhöhte Effizienz. Aber auch aus diesem Grund ist während des Betriebs ein gewisser Hintergrundton zu hören;
4. Hervorragende Energiespareigenschaften;
5. Einfach selbst zu installieren.

Der Konverter wird als Netzstabilisator, Ladegerät, als Stromversorgung für Halogenlampen und als ULF-Röhrenverstärker eingesetzt.

Video: Zweck von Ringkerntransformatoren

Funktionsprinzip

Das einfachste Ringkerntransformator besteht aus zwei Wicklungen auf einem Ring und einem Stahlkern. Die Primärwicklung ist an eine Stromquelle angeschlossen und die Sekundärwicklung ist an einen Stromverbraucher angeschlossen. Durch den magnetischen Kreis werden die einzelnen Wicklungen miteinander verbunden und ihre induktive Kopplung verstärkt. Beim Einschalten des Stroms entsteht in der Primärwicklung ein Wechselstrom magnetischer Fluss. Dieser Fluss erzeugt in den einzelnen Wicklungen eine elektromagnetische Kraft, die von der Windungszahl der Wicklung abhängt. Wenn Sie die Anzahl der Wicklungen ändern, können Sie einen Transformator zur Umwandlung jeder Spannung herstellen.

Außerdem sind Wandler dieses Typs entweder Buck- oder Boost-Wandler. Bei einem Ringkerntransformator liegt an den Anschlüssen der Sekundärwicklung eine hohe Spannung und an der Primärwicklung eine niedrige Spannung an. Zunehmen ist das Gegenteil. Darüber hinaus können die Wicklungen abhängig von den Eigenschaften des Netzwerks eine höhere oder niedrigere Spannung haben.

Wie es geht

Sogar junge Elektriker können einen Ringkerntransformator bauen. Wickeln und Berechnen sind nicht kompliziert. Wir schlagen vor, darüber nachzudenken, wie ein Ringmagnetkreis für eine halbautomatische Maschine richtig gewickelt wird:

Wenn man bedenkt, dass 1 Windung 0,84 Volt führt, erfolgt die Wicklungsschaltung eines Ringkerntransformators nach folgendem Prinzip:

So können Sie ganz einfach Ihren eigenen 220- bis 24-Volt-Ringkerntransformator herstellen. Die beschriebene Schaltung kann sowohl an das Lichtbogenschweißen als auch an das halbautomatische Schweißen angeschlossen werden. Die Parameter werden anhand des Drahtquerschnitts, der Windungszahl und der Ringgröße berechnet. Die Eigenschaften dieses Geräts ermöglichen eine schrittweise Anpassung. Zu den Vorteilen des Montageprinzips zählen Einfachheit und Zugänglichkeit. Zu den Nachteilen: hohes Gewicht.

Preisübersicht

Sie können in jeder Stadt einen Ringkerntransformator HBL-200 kaufen Russische Föderation und GUS-Staaten. Es wird für verschiedene Audiogeräte verwendet. Schauen wir uns an, wie viel der Konverter kostet.

Transformer wird aus dem Lateinischen als „Konverter“, „Konverter“ übersetzt. Das elektromagnetisches Gerät statischer Typ zur Umwandlung von Wechselspannung oder elektrischem Strom. Die Basis eines jeden Transformators ist ein geschlossener Magnetkreis, der manchmal auch Kern genannt wird. Auf den Kern sind Wicklungen gewickelt, von denen es je nach Transformatortyp 2-3 oder mehr sein kann. Wenn an der Primärwicklung eine Wechselspannung auftritt, wird im Kern ein magnetischer Strom angeregt. Dies wiederum verursacht an den übrigen Wicklungen eine Wechselspannung mit genau der gleichen Frequenz.

Die Wicklungen unterscheiden sich voneinander in der Anzahl der Windungen, die den Spannungsänderungskoeffizienten bestimmt. Mit anderen Worten: Wenn die Sekundärwicklung halb so viele Windungen hat, entsteht an ihr eine Wechselspannung, die doppelt so hoch ist wie an der Primärwicklung. Die aktuelle Leistung ändert sich jedoch nicht. Das tut es mögliche Arbeit mit hohen Strömen bei relativ niedriger Spannung.

Abhängig von der Form des Magnetkreises Es gibt drei Arten von Transformatoren:

Plattenmaterialien

Transformatorkerne bestehen entweder aus Metall oder Ferrit. Ferrit oder ferromagnetisch ist Eisen mit einer speziellen Kristallgitterstruktur. Durch den Einsatz von Ferrit erhöht sich der Wirkungsgrad des Transformators. Daher besteht der Transformatorkern meist aus Ferrit. Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Kern herzustellen:

• Hergestellt aus gestapelten Metallplatten.
• Hergestellt aus gewickeltem Metallband.
• In Form eines aus Metall gegossenen Monolithen.

Jeder Transformator kann sowohl im Aufwärts- als auch im Abwärtsmodus betrieben werden. Daher werden herkömmlicherweise alle Transformatoren in zwei Teile geteilt große Gruppen. Boost: Die Ausgangsspannung ist größer als die Eingangsspannung. Waren es zum Beispiel 12 V, wurden daraus 220 V. Abwärtsspannung: Die Ausgangsspannung ist niedriger als die Eingangsspannung. Es war 220, wurde aber zu 12 Volt. Aber je nachdem, welcher Wicklung die Primärspannung zugeführt wird, kann sie in eine Boost-Spannung umgewandelt werden, die aus 10 A 100 A macht.

DIY Ringkerntransformator

Ein Ringkerntransformator oder einfach ein Torus wird am häufigsten zu Hause hergestellt Hauptteil für ein Heimschweißgerät und mehr. Tatsächlich handelt es sich hierbei um den gebräuchlichsten Transformatortyp, der erstmals 1831 von Faraday hergestellt wurde.

Vor- und Nachteile des Torus

Thor hat zweifellos Vorteile gegenüber anderen Typen:

Der einfachste Torus besteht aus zwei Windungen auf seinem ringförmigen Kern. Die Primärwicklung ist an die Stromquelle angeschlossen, die Sekundärwicklung geht an den Stromverbraucher. Durch einen Magnetkreis werden die Wicklungen zusammengefasst und ihre Induktion verstärkt. Wenn der Strom eingeschaltet wird, entsteht in der Primärwicklung ein magnetischer Wechselfluss. Dieser Fluss erzeugt in Verbindung mit der Sekundärwicklung eine elektromagnetische Kraft. Die Größe dieser Kraft hängt von der Anzahl der Wundwindungen ab. Durch Ändern der Windungszahl können Sie jede beliebige Spannung umwandeln.

Berechnung der Leistung eines Ringkerntransformators

Der Bau eines Schweiß-Ringkerntransformators zu Hause beginnt mit der Berechnung seiner Leistung. Der Hauptparameter des zukünftigen Torus ist der Strom, der den Schweißelektroden zugeführt wird. Für den häuslichen Bedarf reichen meist Elektroden mit einem Durchmesser von 2–5 mm aus. Dementsprechend sollte die Stromstärke für solche Elektroden im Bereich von 110–140 A liegen.

Die Leistung des zukünftigen Transformators wird nach folgender Formel berechnet:

U - Spannung Leerlaufdrehzahl

Ich - aktuelle Stärke

cos f - Leistungsfaktor gleich 0,8

n – Koeffizient nützliche Aktion, gleich 0,7

Anschließend wird der berechnete Leistungswert anhand der entsprechenden Tabelle mit der Querschnittsfläche des Kerns verglichen. Bei Heimschweißtransformatoren beträgt dieser Wert normalerweise 20–70 m². cm je nach Modell.

Anschließend wird anhand der folgenden Tabelle die Anzahl der Drahtwindungen im Verhältnis zur Querschnittsfläche des Kerns ausgewählt. Das Muster ist einfach: Je größer die Querschnittsfläche des Magnetkreises, desto weniger Windungen sind auf der Spule gewickelt. Die direkte Windungszahl wird nach folgender Formel berechnet:

U ist die aktuelle Spannung an der Primärwicklung.

I - Sekundärwicklungsstrom oder Schweißstrom.

S ist die Querschnittsfläche des Magnetkreises.

Die Windungszahl der Sekundärwicklung wird nach folgender Formel berechnet:

Ringkern

Ringkerntransformatoren haben einen recht komplexen Kern. Am besten wird es aus speziellem Transformatorenstahl (einer Legierung aus Eisen und Silizium) in Form eines Stahlbandes hergestellt. Das Band ist zu einer dimensionalen Rolle vorgerollt. Tatsächlich hat eine solche Rolle bereits die Form eines Torus.

Wo bekomme ich einen fertigen Kern? Einen guten Ringkern findet man an einem alten Labor-Spartransformator. In diesem Fall ist es notwendig, die alten Wicklungen abzuwickeln und neue auf einen vorgefertigten Kern aufzuwickeln. Das Neuwickeln eines Transformators mit eigenen Händen unterscheidet sich nicht vom Wickeln eines neuen Transformators.

Merkmale der Toruswicklung

Die Primärwicklung besteht aus Kupferdraht mit Glasgewebe- oder Baumwollisolierung. Auf keinen Fall sollten gummiisolierte Leitungen verwendet werden. Bei einem Strom an der Primärwicklung von 25 A muss der gewickelte Draht einen Querschnitt von 5-7 mm haben. Auf der Sekundärseite muss ein Draht mit einem viel größeren Querschnitt verwendet werden – 30–40 mm. Dies ist notwendig, da durch die Sekundärwicklung ein viel höherer Strom fließt – 120–150 A. In beiden Fällen muss die Drahtisolierung hitzebeständig sein.

Um einen selbstgebauten Transformator ordnungsgemäß zurückzuspulen und zusammenzubauen, müssen Sie einige Details seines Betriebsablaufs verstehen. Es ist notwendig, die Drähte richtig zu wickeln. Die Primärwicklung besteht aus einem Draht mit kleinerem Querschnitt und die Windungszahl selbst ist viel größer, was dazu führt, dass die Primärwicklung sehr stark belastet wird und dadurch im Betrieb sehr heiß werden kann . Daher muss der Einbau der Primärwicklung besonders sorgfältig erfolgen.

Während des Wickelvorgangs muss jede gewickelte Lage isoliert werden. Verwenden Sie dazu entweder ein spezielles lackiertes Tuch oder Bauklebeband. Vorher Isoliermaterial In 1−2 cm breite Streifen schneiden. Die Isolierung wird so verlegt, dass der innere Teil der Wicklung mit einer Doppelschicht und der äußere Teil jeweils mit einer Schicht bedeckt ist. Anschließend wird die gesamte Isolierschicht mit einer dicken Schicht PVA-Kleber beschichtet. Der Kleber hat in diesem Fall eine Doppelfunktion. Es verstärkt die Isolierung, macht sie zu einem einzigen Monolithen und reduziert zudem das Brummen des Transformators während des Betriebs deutlich.

Wickelgeräte

Das Wickeln eines Torus ist ein komplexer und zeitaufwändiger Prozess. Um es irgendwie leichter zu machen, werden spezielle Wickelvorrichtungen verwendet.

• Das sogenannte Gabelshuttle. Es ist darauf vorgewickelt benötigte Menge Drähte, und dann werden die Drähte mittels Pendelbewegungen nacheinander auf den Transformatorkern gewickelt. Diese Methode eignet sich nur, wenn der zu wickelnde Draht ausreichend dünn und flexibel ist und der Innendurchmesser des Torus so groß ist, dass das Schiffchen ungehindert hindurchgezogen werden kann. Gleichzeitig erfolgt das Aufwickeln recht langsam, sodass Sie es bei Bedarf aufwickeln müssen große Zahl Umdrehungen, Sie werden viel Zeit dafür aufwenden müssen.
• Die zweite Methode ist fortgeschrittener und erfordert für ihre Umsetzung spezielle Ausrüstung. Aber mit seiner Hilfe können Sie einen Transformator fast jeder Größe und mit sehr hoher Geschwindigkeit wickeln. In diesem Fall ist die Wickelqualität sehr hoch. Das Gerät wird als „zerbrechliche Felge“ bezeichnet. Der Kern des Prozesses ist wie folgt: Der Wickelrand des Geräts wird in das Loch des Torus eingeführt. Anschließend wird der Wickelkranz zu einem einzigen Ring geschlossen. Darauf wird dann die benötigte Menge Wickeldraht aufgewickelt. Und schließlich wird der Wickeldraht vom Geräterand auf die Torusspule gewickelt. Eine solche Maschine kann zu Hause hergestellt werden. Seine Zeichnungen sind in freier Zugang im Internet.

Ich habe es schon satt, Niederfrequenzverstärker auf Mikroschaltungen zusammenzubauen, meine Hände jucken und ich wollte etwas Ernstes löten. Ich habe mich entschieden, einen Transistorverstärker mit bipolarer Stromversorgung zu löten. Die Stromquelle wird ein lineares Netzteil mit einem Ringkerntransformator sein, über dessen Wicklung ich in diesem Artikel sprechen werde.

Zuerst müssen wir die Leistung des Verstärkers, die Anzahl der Kanäle und den Lastwiderstand festlegen.

Ich werde zwei Kanäle haben, die Ausgangsleistung beträgt ca. 100 W pro Kanal, der Lastwiderstand beträgt 4 Ohm.

Sie müssen sich nicht die Mühe machen und einen 300-W-Transformator mitnehmen, aber das bringt zusätzliche Größe und Gewicht mit sich. Wenn ein Verstärker der Klasse AB einen Wirkungsgrad von etwa 50 % hat, muss man glücklicherweise 200 W verbrauchen, um 100 W am Ausgang zu erhalten. Wenn zwei Kanäle jeweils 100 W haben, beträgt der Verbrauch 400 W. Dabei handelt es sich alles um Näherungswerte und unter der Bedingung, dass das Eingangssignal eine Sinuskurve mit konstanter Amplitude ist. Ich glaube nicht darunter vernünftige Leute Es gibt Menschen, die gerne dem schrecklichen Quietschen aus den Lautsprechern lauschen.

Die Musik, die wir hören, hat eine Sinuswellenform, die sowohl in der Frequenz als auch in der Amplitude variiert. Dieses Signal hat nicht immer eine maximale Amplitude; in solchen Momenten wird der Elektrolytkondensator der Stromquelle mit maximaler Amplitude geladen und entladen, wodurch Transformatorleistung gespart wird. Auch hier gilt, wenn Sie kein Fan von Quietschgeräuschen im Lautsprechersystem sind.

Berechnen wir die Leistung und Spannung unseres zukünftigen Transformators. Laden Sie das Programm herunter und führen Sie es aus.

Wir füllen alle Felder oben im Programm aus, stellen den Ruhestrom auf 10 mA, den Vorverstärkerstrom auf 0 mA ein, wählen den Zweck und die Art des Signals entsprechend dem Musikgeschmack, den Sie hören. Klicken Sie auf „Übernehmen“.

Das Programm berechnete die Leerlaufspannung des Netzteils sowie die Kapazität der Kondensatoren. Diese Werte haben beratenden Charakter und werden für einen Arm angegeben.

Füllen Sie anschließend die beiden unteren Fenster entsprechend den empfohlenen Werten aus und klicken Sie auf „Berechnen“. Wir haben die Ausgangsspannung der Transformatorwicklungen erhalten, ich habe 34,5 V an jedem Arm, der Strom der Sekundärwicklungen beträgt 1,7 A, Diodenparameter und Anschlussplan.

Wir haben uns für die Transformatorparameter entschieden, jetzt laden wir das Programm herunter und führen es aus. Wir berechnen die Wicklungsdaten.

Mein Kern ist ringförmig und hat die Abmessungen 130*80*25. Füllen Sie die Felder des Programms aus.

Wir stellen die Induktionsamplitude auf 1,2 T oder vielleicht eineinhalb (wie in meinem Fall) ein, das gilt für Streifenkerne, und für Plattenkerne stellen wir sie auf 1 T ein. Dieser Parameter ist hardwareabhängig.

Die Stromdichte für die Klasse AB beträgt 3,5–4 A/mm2, für die Klasse A 2,5 A/mm2.

Wir stellen die Ströme und Spannungen der Sekundärwicklungen ein, klicken auf Berechnen.

So haben wir die Anzahl der Windungen der Primär- und Sekundärwicklungen sowie die Durchmesser der Drähte erhalten.

Sie können auf Berechnungen verzichten, etwa 900 Windungen wickeln und die Wicklung regelmäßig über eine Glühlampe mit einer Nennspannung von 220 V in Reihe an ein 220-V-Netz anschließen.

Wenn die Lampe auch bei halber Hitze eingeschaltet bleibt, gehen wir weiter und überprüfen regelmäßig. Sobald die Lampe aufhört zu leuchten, muss der Leerlaufstrom gemessen werden (ohne Lampe schließen wir die Wicklung jedoch direkt an das Netzwerk an), der 10-100 mA betragen sollte.

Wenn der Leerlaufstrom weniger als 10 mA beträgt, ist das nicht sehr gut. Aufgrund des hohen Widerstands erwärmt sich der Transformator unter der Last. Wenn der Strom 100 mA überschreitet, erwärmt sich der Transformator im Leerlauf. Zwar gibt es Trafos mit Leerlaufstrom und 300mA, aber diese erwärmen sich ohne Last und brummen fürchterlich.

Sie können mit dem Wickeln des Transformators selbst beginnen. Ich muss 1291 Windungen der Primärwicklung mit einem Draht mit einem Durchmesser von 0,6 mm wickeln. Beachten Sie den Durchmesser, nicht den Querschnitt! Ich habe einen 0,63-mm-Draht.

Ich wickle es mit Klebeband um. Einmal habe ich den Kern mit einem Lavsan-Band umwickelt, ohne Isolierband (oder Pappe), und nach dem Aufwickeln mehrerer Schichten kam es zu einem Zusammenbruch. Offenbar wurden die unteren Lagen des Drahtes zerdrückt und der Lack durch die scharfe Kante des Kerns beschädigt. Wenn ich nun Ringkerntransformatoren wickle, wickle ich den Kern immer mit Klebeband um.

Mylar-Klebeband kann im Laden in Form einer Backhülse gekauft werden, die mit einer Rasierklinge und einem Metalllineal in Bänder geschnitten wird.

Wir nehmen ein 40 cm langes Holzlineal und sägen beide Kanten durch, damit der Draht darum gewickelt werden kann. Wir wickeln eine große Menge Draht auf (ich musste mehrmals 1300 Windungen wickeln).

Ich wickle alle Wicklungen im Uhrzeigersinn, wie auf dem Bild.

Wir sichern das freie Ende des Drahtes mit Klebeband oder Faden und wickeln die Wickellage Windung für Windung auf.

Löten Sie die Drähte der Primärwicklung. Wir isolieren die Bereiche Löten und Entlacken.

Ich gebe dir eins kleiner Rat. Wählen Sie beim Anlöten von Drähten an die Anschlüsse der Primärwicklung hochwertige und langlebige Drähte oder löten Sie diese nicht, sondern legen Sie sie in dielektrische Rohre (Schrumpfschlauch, Batist). Während ich die Sekundärwicklungen aufwickelte, brachen meine Leitungen durch mehrmaliges Biegen ab. Ich habe die Kabel vom PC-Netzteil genommen.

Wir überlappen 4-5 Lagen Lavsanband aus der Backhülse.

Vergessen Sie nicht, die Anzahl der Windungen in jeder Schicht auf einem Blatt Papier zu notieren, damit Sie es nicht vergessen. Schließlich kann das Wickeln eines Transformators nicht 1-2 Tage dauern, sondern einen Monat oder mehrere Monate, wenn keine Zeit ist und man alles vergessen kann.

Wir wickeln die restlichen Drahtschichten in die gleiche Richtung und legen zwischen ihnen Schichten Lavsan-Bandisolierung.

Die Verbindungsstellen müssen verlötet und mit Schrumpfschlauch isoliert werden.

Wenn Sie die erforderliche Windungszahl der Primärwicklung des Ringkerntransformators gewickelt haben, müssen Sie die Wicklung wie oben erwähnt in Reihe über eine 220-V-Lampe an das Netzwerk anschließen. Die Lampe sollte nicht leuchten. Wenn es aufleuchtet, bedeutet das, dass Sie nur noch wenige Umdrehungen haben, oder Kurzschluss zwischen Schichten oder Windungen (wenn der Draht schlecht ist).

Mein Leerlaufstrom beträgt 11mA.

Löten Sie den Hahn. Wir isolieren die Primärwicklung von der Sekundärwicklung, vielleicht 6-8 Lagen Mylar-Band.

Die Sekundärwicklung kann nach den oben durchgeführten Berechnungen oder nach der folgenden Methode gewickelt werden.

Wir nehmen einen dünnen Draht und wickeln zwei oder drei Dutzend Windungen über den „Primärdraht“. Als nächstes verbinden wir die Primärwicklung mit dem Netzwerk und messen die Spannung an unserer Versuchswicklung. Ich habe 18 Windungen von 2,6 V.

Durch die Aufteilung von 2,6 V in 18 Windungen habe ich berechnet, dass eine Windung 0,144 V entspricht. Je mehr Windungen auf der Versuchswicklung gewickelt sind, desto genauer ist die Berechnung. Als nächstes nehme ich die Spannung, die ich an einer der Sekundärwicklungen benötige (ich habe 35 V) und dividiere sie durch 0,144 V. Ich erhalte eine Windungszahl der Sekundärwicklung von 243.

Das Aufziehen der „Sekundärseite“ ist nicht anders. Wir wickeln es in die gleiche Richtung, mit dem gleichen Schiffchen, nur nehmen wir den Durchmesser des Drahtes aus den obigen Berechnungen. Mein Drahtdurchmesser beträgt 1,25 mm (einen kleineren hatte ich nicht).

Einen Transformator mit eigenen Händen zu wickeln ist keine schwierige Aufgabe, wenn Sie sich im Voraus darauf vorbereiten. Menschen, die verschiedene Funkgeräte oder Elektrowerkzeuge herstellen, benötigen Transformatoren für bestimmte Anforderungen. Da bestimmte Produkte nicht immer käuflich zu erwerben sind, wickeln Handwerker Ringkerntransformatoren häufig selbst. Wer zum ersten Mal versucht, das Wickeln durchzuführen, stößt auf Schwierigkeiten: Er kann die Richtigkeit der Berechnungen nicht feststellen oder die geeigneten Teile und Technologien auswählen. Das muss man verstehen verschiedene Typen werden unterschiedlich gewickelt.

Auch Ringkerngeräte sind grundlegend anders. Die Berechnung eines Ringkerntransformators und seiner Wicklung wird eine Besonderheit sein. Da Funkamateure und Handwerker Teile für Energieanlagen herstellen, aber nicht immer über ausreichende Kenntnisse und Erfahrung für deren Herstellung verfügen, wird dieses Material dieser Personengruppe helfen, die Nuancen zu verstehen.

Vorbereitung zum Wickeln

Benötigte Materialien

Wickelmaterialien erfordern eine sorgfältige Auswahl, jedes Detail ist wichtig. Insbesondere benötigen Sie:

1. Transformatorrahmen. Es dient zur Isolierung des Kerns von den Wicklungen und hält gleichzeitig die Wicklungsspulen. Es besteht aus starken und dünnen dielektrischen Materialien, um in den Zwischenräumen („Fenstern“) des Kerns nicht zu viel Platz einzunehmen. Sie können Pappe, Mikrofaser, Textolith verwenden. Die Materialstärke sollte nicht mehr als 2 mm betragen. Der Rahmen wird mit verklebt normaler Kleber für Tischlerarbeiten (Nitrokleber). Seine Form und Abmessungen hängen vollständig vom Kern ab, seine Höhe ist etwas größer als die der Platte (Wicklungshöhe).
2. Kern. Diese Rolle wird normalerweise von magnetischen Kreisen übernommen. Die beste Lösung wird die Verwendung von Platten aus zerlegten Transformatoren sein, da diese aus geeigneten Legierungen bestehen und für eine bestimmte Windungszahl ausgelegt sind. Magnetkerne haben unterschiedliche Formen, am häufigsten gibt es jedoch Produkte in der Form des Buchstabens „W“. Darüber hinaus können sie aus verschiedenen verfügbaren Zuschnitten geschnitten werden. Um die genauen Abmessungen zu ermitteln, werden die Drähte der Wicklungen vorgewickelt.
3. Drähte. Hier müssen Sie zwei Arten verwenden: zum Wickeln und für Leitungen. Optimale Lösung zum Umwandeln von Geräten - Kupferdrähte mit Emaille-Isolierung (PEL- oder PE-Typ). Sie reichen sogar für Leistungstransformatoren. Große Auswahl Abschnitte ermöglichen Ihnen die größte Auswahl passende Option. Auch PV-Leitungen werden häufig verwendet. Für den Ausgang nehmen Sie am besten Drähte mit mehrfarbiger Isolierung, um beim Anschließen keine Verwechslungen zu verursachen.
4. Isolierpads. Trägt zur Erhöhung der Isolierung des Wickeldrahtes bei. In der Regel wird dünnes und dickes Papier (perfekt Pauspapier) verwendet, das zwischen die Reihen gelegt werden sollte. Aber das Papier muss intakt sein, es darf keine Risse oder Einstiche aufweisen, auch nicht die unbedeutendsten.

So beschleunigen Sie Ihren Workflow

Viele Funkamateure haben in ihrem Arsenal einfache Spezialeinheiten, mit deren Hilfe die Wicklung erfolgt. In vielen Fällen wir reden darüber etwa einfache Konstruktionen in Form eines kleinen Tisches oder Tischständers, auf dem mehrere Stangen mit rotierender Längsachse montiert sind. Die Länge der Achse selbst muss die Länge des Wickelrahmens um das Zweifache überschreiten. An einem der Ausgänge der Stangen ist ein Griff angebracht, mit dem Sie das Gerät drehen können.

Auf den Achsen werden Spulenrahmen angebracht, die auf beiden Seiten mit Begrenzungsstiften verriegelt sind (sie verhindern, dass sich der Rahmen entlang der Achse bewegt).

Es gibt Situationen im Leben, in denen man für einen bestimmten Fall einen Transformator mit besonderen Eigenschaften benötigt. Beispielsweise ist der Netzwerkadapter in Ihrem Lieblingsreceiver durchgebrannt und Sie haben keinen, um ihn zu ersetzen. Aber es gibt noch andere unnötige Versuche alte Technik, die im Leerlauf herumliegen, sodass Sie versuchen können, sie selbst auf bestimmte Parameter umzustellen. Als nächstes erklären wir Ihnen, wie Sie einen Transformator mit Ihren eigenen Händen zu Hause berechnen und herstellen und stellen Ihnen alle erforderlichen Berechnungsformeln und Montageanweisungen zur Verfügung.

Berechnungsteil

Also fangen wir an. Zuerst müssen Sie verstehen, was ein solches Gerät ist. Ein Transformator besteht aus zwei oder mehr elektrischen Spulen (Primär- und Sekundärspule) und einem Metallkern aus einzelnen Eisenplatten. Die Primärwicklung erzeugt einen magnetischen Fluss im Magnetkern, der wiederum induziert elektrischer Strom in der zweiten Spule, wie im Diagramm unten gezeigt. Basierend auf dem Verhältnis der Windungszahlen in der Primär- und Sekundärspule erhöht oder verringert der Transformator die Spannung und der Strom ändert sich proportional dazu.

Die maximale Leistung, die der Transformator liefern kann, hängt von der Größe des Kerns ab, daher basiert die Auslegung auf dem Vorhandensein eines geeigneten Kerns. Die Berechnung aller Parameter beginnt mit der Bestimmung der Gesamtleistung des Transformators und der daran angeschlossenen Last. Daher müssen wir zunächst die Leistung des Sekundärkreises ermitteln. Wenn mehr als eine Sekundärspule vorhanden ist, muss deren Leistung summiert werden. Die Berechnungsformel sieht folgendermaßen aus:

• U2 ist die Spannung an der Sekundärwicklung;
• I2 ist der Sekundärwicklungsstrom.

Nachdem Sie den Wert erhalten haben, müssen Sie eine Berechnung der Primärwicklung unter Berücksichtigung der Transformationsverluste durchführen. Der geschätzte Wirkungsgrad beträgt etwa 80 %.

P1=P2/0,8=1,25*P2

Basierend auf dem Leistungswert P1 werden der Kern und seine Querschnittsfläche S ausgewählt.

• S in Zentimetern;
• P1 in Watt.

Jetzt können wir den Koeffizienten der effektiven Energieübertragung und -umwandlung ermitteln:

• 50 ist die Netzwerkfrequenz;
• S ist der Querschnitt von Eisen.

Diese Formel gibt einen ungefähren Wert an, ist aber zur einfacheren Berechnung durchaus geeignet, da wir das Teil zu Hause herstellen. Als nächstes können Sie mit der Berechnung der Anzahl der Windungen beginnen; dies kann mithilfe der Formel erfolgen:

Da unsere Berechnung vereinfacht ist und ein leichter Spannungsabfall unter Last möglich ist, erhöhen Sie die Windungszahl um 10 % des berechneten Wertes. Als nächstes müssen wir den Strom unserer Wicklungen korrekt bestimmen; dies muss für jede Wicklung separat anhand dieser Formel erfolgen:

Den Durchmesser des benötigten Drahtes ermitteln wir nach der Formel:

Wählen Sie anhand von Tabelle 1 einen Draht mit dem erforderlichen Querschnitt aus. Wenn kein passender Wert vorhanden ist, muss auf den Tischdurchmesser aufgerundet werden.

Wenn der berechnete Durchmesser nicht in der Tabelle enthalten ist oder das Fenster zu stark gefüllt ist, können Sie mehrere Drähte mit kleinerem Querschnitt nehmen und insgesamt die erforderliche Menge erhalten.

Um herauszufinden, ob die Spulen auf unseren selbstgebauten Transformator passen, müssen Sie die Fläche des Transformatorfensters berechnen. Dies ist der Raum, der vom Kern gebildet wird, in dem die Spulen platziert sind. Wir multiplizieren die bereits bekannte Windungszahl mit dem Drahtquerschnitt und dem Füllfaktor:

Wir führen diese Berechnung für alle Primär- und Sekundärwicklungen durch. Anschließend müssen wir die Fläche der Spulen zusammenfassen und einen Vergleich mit der Fläche des Magnetkreisfensters anstellen. Das Kernfenster muss sein mehr Fläche Spulenabschnitte.

Herstellungsverfahren

Nachdem Sie nun die Berechnungen und das Material für die Montage haben, können Sie mit dem Wickeln beginnen. Die erste Wickellage legen wir auf die vorbereitete Papprolle. Dazu ist es praktisch, eine elektrische Bohrmaschine zu verwenden und die Spule mit einer speziellen Vorrichtung (es kann sich um eine Schraube mit zwei Unterlegscheiben und einer Mutter handeln) im Spannfutter festzuklemmen. Nachdem wir den Bohrer an einem Tisch oder einer Werkbank befestigt haben, verlegen wir den Draht bei niedriger Geschwindigkeit, Drehung um Drehung ohne Überlappung. Zwischen den Drahtschichten legen wir eine Schicht Isolationskondensatorpapier. Zwischen der Primär- und Sekundärwicklung müssen zwei Isolationsschichten angebracht werden, um einen Durchschlag zu vermeiden.

Viel einfacher ist es, wenn Sie planen, den fertigen Transformator auf die gewünschte Spannung umzuspulen. In diesem Fall reicht es aus, die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung beim Abwickeln zu zählen und das Übersetzungsverhältnis zu kennen:

Klingeln Sie vor der Überprüfung die Wicklungen, stellen Sie sicher, dass ihr Widerstand nicht zu niedrig ist und dass im Produktkörper keine Brüche oder Ausfälle vorliegen. Das erste Einschalten muss mit äußerster Vorsicht erfolgen; es empfiehlt sich, eine Glühlampe mit einer Leistung von 40-90 Watt in Reihe mit der Primärwicklung einzuschalten.

Testarbeit

Dieser Artikel enthält Anweisungen, die anschaulich erklären, wie Sie zu Hause einen Transformator mit Ihren eigenen Händen herstellen. Als Beispiel haben wir den Ablauf der Berechnung und Montage eines Panzermodells als häufigste Konverterart beschrieben. Seine Beliebtheit beruht auf der Einfachheit der Herstellung von Wickeleinheiten sowie der einfachen Montage, Reparatur und Änderung. Basierend auf diesem hausgemachten Produkt können Sie ganz einfach ein Ladegerät zum Laden einer Autobatterie oder ein Booster-Ladegerät dafür herstellen Laborquelle Netzteil, ein elektrischer Holzbrenner, ein heißes Messer zum Schneiden von Schaumstoff oder ein anderes Gerät für die Bedürfnisse eines Heimwerkers.