Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Transformator, katerega zgodovina je bila prisotna že skoraj stoletje in pol, je ves čas služila človeštvu. Njegov namen je pretvorba AC napetosti. To je ena redkih naprav, katerih učinkovitost lahko doseže skoraj 100%.

Način navijanja varilnega transformatorja.

Kako izračunati in obrniti navitja transformatorja, kakšno je njegovo jedro, kakšne so konstrukcijske značilnosti transformatorjev za različne namene, kako delujejo - vprašanja, ki so lahko zanimiva za mnoge. Spodaj so odgovori na večino teh vprašanj.

Kaj je transformator?

Malo zgodovine

Leta 1870 je ruski znanstvenik P.N. Yablochkov je izumil električni lok svetlobe - "svečo Yablochkov". Na začetku so bili viri moči obloka močne galvanske baterije, vendar so anode v tem primeru hitreje gorele. Potem se je znanstvenik odločil uporabiti alternator kot trenutni vir za svoj izum.

V tem primeru se je pojavila še ena težava: po prižiganju ene električne sveče, zaradi zmanjšanja napetosti na sponkah generatorja, je bil vžig drugih žarnic težaven. Problem je bil rešen, ko je bil za napajanje vsakega svetlobnega vira uporabljen transformator. Ti prvi transformatorji so imeli odprte žile snopov iz jeklene žice in so zato imeli nizko učinkovitost. Transformatorji z zaprtimi jedri, podobni sodobnim, so se pojavili šele po 9 letih.

Kako deluje transformator in kako deluje?

Slika 1. Diagram najenostavnejšega transformatorja.

Najenostavnejši transformator je jedro snovi z visoko magnetno prepustnostjo in dve navitji, ki sta navite okoli njega (slika 1a). Pri prehodu preko primarnega navitja izmeničnega toka s silo 1 1 se v jedru pojavi spremenljiv magnetni tok flu, ki prodre tako v primarni kot v sekundarni navitja.

V vsakem od obratov teh navitij je enak za numerično vrednost induciranega EMF. Tako je razmerje EMF v navitjih in obratih v njih enako. V prostem teku (I 2 = 0) so napetosti na navitjih skoraj enake inducirani emf v njih, zato je za napetosti izpolnjena tudi naslednja relacija:

U 1 / U 2 ≈ N 1 / N 2, kjer

N 1 in N 2 - število obratov v navitjih.

Razmerje U 1 / U 2 se imenuje tudi koeficient transformacije (k). Če je U 1 > U 2, se transformator imenuje step-up (sl. 1b), medtem ko je U 1 <U 2 - korak navzdol (slika 1c). Prvi transformator ima višje razmerje transformacije, drugi transformator pa ima manj kot eno.

Isti transformator, odvisno od tega, na katero navitje se nanaša in katera napetost se odstrani, je lahko gor ali dol. Sekundarno navijanje ni nujno eno - lahko jih je več. Iz enakosti moči v navitjih sledi, da so tokovi v njih obratno sorazmerni s številom zavojev:

I 1 / I 2 ≈ N 2 / N 1.

Če je sekundarni navitje sestavni del primarnega (ali primarnega - sekundarnega), transformator postane avtotransformator. Na sl. 1d in 1d sta prikazana diagrama stopenjskih in stopničastih avtotransformatorjev.

Oblikovanje transformatorjev za točkovno varjenje bakra.

Izmenično magnetno polje povzroči nastanek vrtinčnih tokov v jedru, ki ga segrejejo, na kateri se izgublja del energije. Da bi zmanjšali te izgube, se jedra izbirajo iz ločenih, ločenih med seboj posebnih jeklenih transformatorskih pločevin z nizko energijo obračanja.

Najpogosteje se v sodobnih transformatorjih uporabljajo magnetni krogi treh vrst:

  1. Palica (v obliki črke U), sestavljena iz dveh palic z navitji in jarmom, ki ju povezuje. Tako se običajno uredijo jedra visokonapetostnih transformatorjev.
  2. Oklepna (v obliki črke W). Magnetno jedro je jarem, znotraj katerega je palica z navitjem. Jarmo varuje vsako navijanje transformatorja pred zunanjimi vplivi - od tod tudi ime. Najpogosteje se uporabljajo v transformatorjih z nizko močjo za elektronska vezja.
  3. Toroidal - magnetno jedro v obliki torusa je sestavljeno iz transformatorskega traku, navitega z gostim zvitkom. Prednosti - relativno nizka teža, visoka učinkovitost, minimalne motnje. Pomanjkljivost je kompleksnost navijanja.

Kako izračunati transformator?

Varilni transformator za obločno varjenje.

Najpomembnejši parametri transformatorja so nazivne vrednosti tokov in napetosti ter moč, za katero je zasnovan. Absolutna natančnost izračunavanja lastnosti transformatorja za te parametre ni pomembna, zato se lahko omejite na približevanje vrednosti.

Zaporedje izračunov je naslednje:

  1. Izračun toka skozi sekundarni navitje ob upoštevanju izgub: I 2 = 1, 5 * I 2n, pri čemer je I 2n nazivni tok v njem.
  2. Izračun moči, odstranjene iz sekundarnega navitja: P 2 = U 2 * I 2, kjer je U 2 napetost na njem. Če takšno navijanje ni, potem je rezultat vsota njihovih moči.
  3. Določanje nastale moči: P T = 1, 25 * P 2 z izkoristkom okoli 80%.
  4. Izračun toka skozi primarni navitje transformatorja: I 1 = P T / U 1, kjer je U 1 napetost na njem.
  5. Območje zahtevanega dela magnetnega kroga: S = 1, 3 * √P T, pri čemer se S meri v cm 2 .
  6. Število obratov primarnega navitja transformatorja: N 1 = 50 * U 1 / S, pri čemer se S meri v cm 2 .
  7. Število obratov za njen sekundarni navitje: N 2 = 55 * U 2 / S, pri čemer se S meri v cm 2 .
  8. Premer vodnikov katerega koli navitja transformatorja: d = 0, 632 * √I, kjer je I trenutna jakost v njem. Formula je pravilna za bakreno žico.

Na primer, sekundarno navijanje transformatorja, vključenega v 220-voltno omrežje, naj proizvede tok 6, 7 A pri napetosti 36 V. Izračunajte parametre transformatorja.

Glavni deli konstrukcije transformatorja.

  1. I2 = 1, 5 * 6, 7 A = 10 A.
  2. P 2 = 36 V * 10 A = 360 vatov.
  3. P T = 1, 25 * 360 W = 450 W.
  4. I 1 = 450 W / 220 V ≈ 2 A.
  5. S = 1, 3 * 50450 (cm2) ≈ 25 cm2 .
  6. N 1 = 50 * 220/25 = 440 zavojev.
  7. N2 = 55 * 36/25 = 79 zavojev.
  8. d 1 = 0, 632 * (2 (mm) = 0, 9 mm, d 1 = 0, 632 * (10 (mm) = 2 mm.

Če ni žic zahtevanega premera, lahko eno debelo žico zamenjamo z več tanjšimi, ki so povezani vzporedno. Površino prečnega prereza vodnika s premerom d lahko izračunamo po formuli: s = 0, 8 * d 2 .

Na primer, potrebujete žico s premerom 2 mm in samo prevodnik s premerom 1, 2 mm. Površina prečnega prereza želene žice je s = 0, 8 * 4 (mm 2 ) = 3, 2 mm 2, površina žice, izračunana po isti formuli, je 1, 1 mm2. Enostavno je razumeti, da lahko enega vodnika s premerom 2 mm zamenjamo s tremi s premerom 1, 2 mm.

Proizvodnja transformatorjev

Proces proizvodnje močnostnega transformatorja je sestavljen iz niza zaporednih operacij.

Sestavljanje okvirjev tuljav za jedro ali oklepno jedro

Slika 2. Shema sestave okvirja za transformator.

Precej priročen material za sestavljanje teh okvirov je karton ali mizna plošča. Še močnejši okvir je lahko izdelan iz plastike. Sklop ogrodja je prikazan na sl. 2a Sestavljen je iz delov, prikazanih na slikah 2b-2g. Izdelati se morata iz dveh kopij vsakega dela. Luknje v licih (g) so namenjene za sklepanje.

Postopek sestavljanja okvirja:

  • dva lica se prekrivata;
  • deli (b) so vgrajeni v svoja okna in se razredčijo, ena navzgor, druga navzdol;
  • deli (c) so nameščeni tako, da njihove štrline sovpadajo z zarezami delov (b).

Nastali okvir je dovolj močan in se več ne ruši. Pred navijanjem tuljav so tesnila pripravljena vnaprej (slika 2e) iz trakov kabelskega papirja. Trakovi se po robovih previdno razrežejo do globine več mm. Ti kosi, ki mejijo na ščetke, bodo zaščitili zavoje naslednje plasti pred padcem v prejšnjo.

Navijalne tuljave

Slika 3. Diagram zanke za tuljavo.

Pred navijanjem je treba pripraviti dele fleksibilne upognjene žice v toplotno odporni izolaciji za vodnike in odseke odporne proti toploti kambrice. Navijanje se izvaja tako, da se žica z napetostjo ujame v obrat. Naslednje tuljave morajo pritisniti na prejšnje. Da bi preprečili navijanje tuljav blizu obraza, je priporočljivo, da se v naslednjo vrstico ne vleče nekaj mm pred njo, da se proste površine zapolnijo z vrvico ali niti.

Po končanem navijanju vsake vrstice je treba vzdrževati napetost žice, tako da se pri polaganju traku za kabel papirja zviti del ne odpre. Takšna tesnila je treba položiti za vsako plast.

Če je navita žica tanka, se pripravljeni deli upogljive žice skrbno zalijejo na začetek in konec navitja ter na iztoke. Mesto konice je izolirano. Če je žica magneta dovolj debela, so vodila in kolena (v obliki zank) izdelana iz iste žice. Oba zaključka in krivine bi bilo treba nositi s segmenti kremenov.

Zanka (sl. 3a) poteka skozi luknjo prepognjenega traku debelega papirja ali bombažnega traku, ki se po pritisku pritisne z naslednjimi zavoji (sl. 2b). Primer veje iz tanke navijalne žice je prikazan na sl. 2c.

Približno na enak način sta konca navitja narejena iz debele žice, vendar se uporablja samo bombažni trak. Shema pritrditve začetka navitja je prikazana na sl. 2g, njegovega konca - na sl. 2d

In nekaj besed o tem, kako naviti navijanje toroidnega transformatorja. Običajno se za navijanje uporabljajo domači avtobusi, na površini katerih se povije dovolj žice. Shuttle z žico mora preiti v luknjo toroidnega magnetnega vezja.

Slika 4. Oblika kolesnega obroča.

Z napravo, ki temelji na obroču kolesnega kolesa, je veliko lažje naviti (sl. 4). Obroč je na enem mestu žagan, prešel skozi luknjo v magnetnem krogu, nato pa so rezani deli previdno združeni. Potem je navijalna žica zahtevane dolžine navita na zunanji površini z majhnim robom. Za udobje je mogoče obroč obesiti z zgornjim delom na zabodeni žebelj, zatič ali drugo primerno suspenzijo. Namensko žico je primerno pritrditi z ustreznim gumijastim obročem.

Navijanje je navito zaradi vrtenja platišča. Po vsakem zavijanju gumijasti obroč premaknite na ustrezno razdaljo. Tuljave je treba pazljivo položiti z napetostjo. Zaključki in pipe se lahko oblikujejo na enak način kot v zgoraj omenjenih kolobarjih. Vsaka plast in navitje morata biti ločena s plastjo izolacije. Na vrhu zadnje plasti se transformator zavije s trakom za držanje in namoči z lakom.

Konec montaže transformatorja

Shema enofaznega transformatorja.

Ko so tuljave pripravljene, je jedro ali oklepno jedro sestavljeno. Poskusite narediti kar se da ozke magnetne reže, za katere je treba sestaviti pokrov. Nadaljuje se, dokler se ne napolni celotno okno. Končne plošče je treba pogosto kladiti z lesenim kladivom ali leseno oblogo.

Na koncu sklopa je jedro zatesnjeno, stisnjeno jarmo ali zategovanje, če imajo plošče ustrezne luknje, z zatiči, ki so izolirani od jedra s kartonskimi cevmi ali več plasti papirja. Na koncih čepov so nameščeni električni izolacijski in konvencionalni podložki, privijačene pa so matice, s katerimi je jedro zategnjeno. Slabo stisnjeno jedro bo močno utripalo in vibriralo.

Preverite proizvedeni transformator

Shema stroja za navijanje transformatorjev.

Najprej z merilnikom moči merimo upor med posameznimi navitji ter med jedrom in navitji. Ne sme biti manjša od 0, 5 mama. Če ni merilnika moči, lahko te upore vrednotite z običajnim merilnikom. Pokazati mora neskončnost.

Po preverjanju izolacije se primarni navitje transformatorja napaja z napetostjo, ki je enaka polovični nominalni. Uporabite lahko na primer Latte. Če izdelek ne kadi, ne buzz, ne segreje veliko, se primarna napetost uporabi za primarno navitje.

Brez obremenitve tok v primarnem navitju transformatorja ne sme biti večji od 5-10% njegove nominalne vrednosti. Transformator sam ne sme biti zelo vroč in glasno buzz. Če je zvok močan, ga morate bodisi še težje povleči, ali pa vstaviti lesene ali plastične plošče v režo med ploščama.

Za končni preskus je nazivna obremenitev priključena na transformator, preverjene so napetosti na vseh navitjih. Če je vse normalno, je transformator pod tlakom 3-4 ure. Če ni brencanja, ni vonja gorenja in se transformator ne segreje več kot 70 ° C, se lahko preskus šteje za uspešno zaključenega.

Ni vedno v prodaji lahko najdete transformator s potrebnimi parametri.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Instrumenti