Как да изчислим и сглобим трансформатор, използвайки примера на поялника "Момент"

В комплекта на домашния майстор трябва да имате поялник, понякога дори няколко различни капацитета и дизайна. Индустрията произвежда много различни модели, те не са трудни за закупуване. Снимката показва работеща извадка от изданието на 80-те.

Въпреки това, много занаятчии се интересуват от домашни дизайни. Един от тях с 80 вата е показан на снимките по-долу.

Това запояващо желязо успя да спое 2,5 квадратни медни проводници на улицата при студено време и да смени транзисторите и другите компоненти на електронните схеми на печатни платки в лабораторията.

Принцип на работа

Поялникът „Момент” се захранва от електрическа мрежа ~ 220 волта, представляваща обикновен трансформатор, при който вторичната намотка е къса с меден джъмпер. Когато се включи за няколко секунди, през него тече ток на късо съединение, като нагрява медния връх на поялника до температури, които стопяват спойката.

Първичната намотка е свързана с шнур с щепсел в гнездо, а прекъсвач с механично пружинно самонастройване се използва за захранване на напрежението. Когато бутонът е натиснат и задържан, през върха на поялника тече ток за нагряване. Щом пуснете бутона, отоплението спира веднага.

В някои модели, за удобство на работа при слаба осветеност, от първичната намотка по принципа на автотрансформатор, се прави 4-волтов кран, който води до патрон с крушка от фенерче. Насочената светлина на събрания източник осветява мястото за запояване.

Дизайн на трансформатори

Преди да започнете монтажа на поялника, трябва да определите неговата мощност. Обикновено 60 вата са достатъчни за проста електрическа и радиолюбителска работа. За постоянно запояване на транзистори и микросхеми е желателно да намалите мощността и да я увеличите за обработка на масивни части.

За производството ще трябва да използвате силов трансформатор с подходящ капацитет, за предпочитане от стари устройства, произведени в СССР, когато цялата електрическа стомана на магнитните ядра е произведена в съответствие с изискванията на GOST. За съжаление в съвременния дизайн има факти за производство на трансформаторно желязо от нискокачествена и дори обикновена стомана, особено в евтините китайски устройства.

Видове магнитна верига

Желязото трябва да бъде избрано според силата на предаваната енергия. За да направите това, е допустимо да използвате не един, а няколко еднакви трансформатора. Формата на магнитната верига може да бъде правоъгълна, кръгла или W-образна.

Можете да използвате желязо с всякаква форма, но е по-удобно да изберете бронирана плоча, тъй като има по-висока ефективност на пренос на енергия и ви позволява да правите композитни конструкции, като просто добавяте плочи.

Когато избирате желязо, трябва да обърнете внимание на липсата на въздушна междина, която се използва само в дросели за създаване на магнитно съпротивление.

Опростена методология

Как да изберем желязо за необходимата мощност на трансформатора

Веднага ще направим резервация, че предложената техника е разработена експериментално и ни позволява да сглобим трансформатор от произволно избрани части у дома, който работи нормално, но при определени обстоятелства може да произведе малко по-различни параметри от изчислените. Това е лесно да се поправи с фина настройка, която в повечето случаи не се изисква.

Връзката между обема на желязото и силата на първичната намотка на трансформатора се изразява през напречното сечение на магнитната верига и е показана на фигурата.

Мощността на първичната намотка S1 е по-голяма от вторичната S2 по отношение на ефективността ŋ.

Площта на напречното сечение на правоъгълника Qc се изчислява по добре известната формула през неговите страни, които са лесни за измерване с обикновен владетел или шлифер. За брониран трансформатор необходимото количество желязо е с 30% по-малко, отколкото за прът трансформатор. Това ясно се вижда от дадените емпирични формули, където Qc се изразява в квадратни сантиметри, а S1 във ватове.

За всеки тип трансформатор, съгласно неговата формула, мощността на първичната намотка се изчислява чрез Qc, а след това чрез ефективността нейната стойност се оценява във вторичната верига, която ще нагрее върха на поялника.

Например, ако е избрана W-образна магнитна верига за мощност 60 вата, тогава нейното напречно сечение Qc = 0.7 ∙ √60 = 5.42 cm².

Как да изберем диаметъра на проводника за намотките на трансформатора

Като материал за жицата трябва да се използва мед, която е покрита със слой лак за изолация. При навиване на рулони върху бобини лак елиминира появата на междувисови грешки. Дебелината на проводника се избира според максималния ток.

За първичната намотка знаем напрежението от 220 волта и решихме основната мощност на трансформатора, избирайки напречно сечение на магнитната верига. Разделяйки ватовете на тази мощност на волта на първичното напрежение, получаваме тока на намотката в ампери.

Например за трансформатор с 60 вата токът в първичната намотка ще се окаже по-малък от 300 милиампеса: 60 ​​вата / 220 [волта] = 0,272727 .. [ампера].

По същия начин вторичният ток се изчислява от стойностите на неговото напрежение и мощност. В нашия случай това не е необходимо: намотка от два оборота, напрежението ще бъде малко, а токът - голям. Следователно, напречното сечение на токопровода е избрано с огромен запас от медната шина, което ще сведе до минимум загубата от електрическото съпротивление на вторичната намотка.

След като определим тока, например 300 mA, можем да изчислим диаметъра на жицата по емпиричната формула: d проводници [mm] = 0.8 ∙ √I [A]; или 0,8 ∙ √0,3 = 0,8 0,547722557505 = 0,4382 мм.

Такава точност, разбира се, не е необходима. Изчисленият диаметър ще позволи на трансформатора да работи много дълго и надеждно без прегряване при максимално натоварване. И правим поялник, който периодично се включва само за няколко секунди. След това се изключва и охлажда.

Практиката показва, че за тези цели диаметърът от 0,14 ÷ 0,16 мм е напълно подходящ.

Как да определим броя завои на намотката

Напрежението в клемите на трансформатора зависи от броя на завоите и характеристиките на магнитната верига. Обикновено не знаем марката на електрическата стомана и нейните свойства. За нашите цели този параметър е просто осреднен и цялото изчисление на броя на завоите се опростява до формата: ώ = 45 / Qc, където ώ е броят завъртания на 1 волта напрежение на всяка намотка на трансформатора.

Например, за разглеждания трансформатор от 60 вата: ώ = 45 / Qc = 45 / 5.42 = 8.3026 оборота на волт.

Тъй като свързваме първичната намотка към 220 волта, за нея броят на завоите ще бъде ω1 = 220 ∙ 8.3026 = 1827 оборота.

Вторичната верига използва 2 оборота. Те ще излъчат напрежение само около четвърт от волта.

Изработка на рамката за намотката

За равномерно разпределение на завоите на жицата вътре в магнитната верига е необходимо да се направи рамката от електрически картон, getinaksa или фибростъкло. Технологията на работа е показана на фигурата, а размерите се избират, като се вземе предвид дизайна на магнитната верига. Намотките, изолирани от рамката, са подредени в намотка, около която са монтирани плочи с магнитна верига.

Често е възможно да използвате фабрична рамка, но ако трябва да добавите плочи, за да увеличите мощността, ще трябва да увеличите размера. Картонените части могат да бъдат пришити с обикновени нишки или залепени заедно. Корпусът от фибростъкло с прецизно монтиране на части може да се сглоби дори без лепило.

При производството на бобината трябва да се опитате да отделите възможно най-много място за настаняване на намотките, а когато навивате намотките, ги поставяйте плътно и равномерно. Когато поставяте жицата, „изоставащите“ може просто да нямат достатъчно място и цялата работа ще трябва да бъде преработена.

Изработка на вторичен поялник

В поялника, показан на снимката, вторичната намотка е направена от медна пръчка с правоъгълно напречно сечение. Размерите му са 8 на 2 мм. Можете да използвате други профили. Например, ще бъде удобно да огънете кръгла тел за поставяне вътре в магнитната верига. Трябваше да работя усилено с плоска гума, да използвам порок, чук, шаблони и пила за равномерно огъване стриктно според конфигурацията на рамката на бобината.

Фигурата в позиция 1 показва плоска гума. След като направите рамката, трябва да определите нейната дължина, като вземете предвид разстоянието, което ще отиде до завоите, и разстоянието до върха на медна тел.

В позиция 2 тя е приблизително в средата плавно огъване в менгеме с малки удари на чук в съответствие с ориентационната равнина. Когато завоят преминава през прав ъгъл, е необходимо да се използва мек стоманен шаблон с форма, строго съответстваща на размерите на рамката на бобината, в която ще бъде поставена намотката.

Шаблонът значително улеснява водопровод, за да даде намотката желаната форма. Около него отначало се увива половината от шината, която се показва в позиции 4, 5 и 6, а след това другата (виж 7 и 8).

За да се улесни разбирането на процеса, е показана последователност на завои до изображенията на гумата в позиции с черни линии с леко изкривяване.

В позиция 8 е показан участък АА условно. В близост до него ще е необходимо гумата да се огъне на 90 градуса за по-лесна работа, както е показано на снимката.

Ако се появят завои, които не ви позволяват свободно да поставите силовата намотка в рамката на бобината, те могат да бъдат отрязани с файл. Завоите от метал не трябва да са в контакт един с друг и с тялото. За да направите това, те са разделени от слой не дебела изолация.

Дупките се пробиват в краищата на вторичната намотка и се нарязва конец, за да се затегнат винтовете M4. Те служат за закрепване на меден връх, изработен от 2,5 или 1,5 квадратни жици. Тъй като напрежението върху вторичната намотка е много малко, качеството на електрическите контакти на накрайника трябва да се следи, да се поддържа чисто, чисто от оксиди и да се стиска здраво с гайки и шайби.

Извършване на първичната намотка на поялник

След като силовата намотка на поялника е готова и изолирана, става ясно колко свободно пространство остава в бобината за тънка тел. С дефицит на пространство завоите са плътно свързани помежду си.

Тел за навиване се състои от медна сърцевина и един или няколко слоя лак и е маркиран с PEV-1 (еднослоен лак), PEV-2 (два слоя), PETV-2 (по-устойчив на топлина от PEV-2), PEVTLK-2 (термоустойчив специален).

Когато измервате диаметъра на жицата с микрометър, резултатът трябва да бъде намален с дебелината на изолацията. Но тази обща препоръка не е от решаващо значение за нашия поялник.

Като се има предвид работата в условията на отопление, по-добре е да се откажете от марката PEV-1, между другото, също не се препоръчва да я навиете.

Обикновено жицата се навива на макара на импровизирани машини.

Когато моторна намотка е поставена върху рамката, ще е необходимо да направите завоите ръчно и да запишете тяхното количество на хартия на определен интервал, например сто или двеста.

Преди да започнете работа, е необходимо да спойкате до началото на навиването на жила с много изолация, за предпочитане от марката MGTF. Той ще издържи многократно извивания, топлина, механични натоварвания за дълго време. Краищата са свързани чрез запояване, изолирани. Потокът е избран само колофон, киселина не е разрешена.

Гъвкавото ядро ​​е закрепено в намотката от изваждане и извеждане през отвор в страничната стена. След навиване, вторият край на намотката също се споява към проводника MGTF, който се извежда.

Тъй като 220 волта ще бъдат подадени към проводника, той трябва да бъде добре изолиран от корпуса и вторичната намотка.

Усъвършенстване на дизайна

След навиване на бобината, желязото е плътно монтирано върху нея, фиксирайки я с клинове от изпадане.Преди окончателното сглобяване на кутията можете да проверите работата на поялника, като приложите напрежение към първичната намотка, за да загреете върха и да оцените характеристиката на токовото напрежение.

Ако сглобената структура продавачи добре, тогава това не може да се направи. Но за информация: препоръчително е да отгатнете работната точка на I - V характеристиката в точката на наклона на кривата, когато желязото достигне своето насищане. Това става чрез промяна на броя на завоите.

Методът за определяне се основава на подаването на променливо напрежение от регулируем източник към намотката на трансформатора чрез амперметър и волтметър. Правят се няколко измервания и на базата на тях се прави диаграма, показваща точката на счупване (насищане с желязо). Тогава се взема решение за промяна на броя на завоите.

Дръжка, корпус, превключвател

Всеки бутон за самонастройване, предназначен за токове до 0,5 А., е подходящ като превключвател.Снимката показва микро превключвател от стар магнетофон.

Дръжката на поялника е направена от две половини от масивно дърво, в които са изрязани кухини за поставяне на проводници, копчета и крушки. Всъщност подсветката не е необходима, за това е необходимо да направите отделен кран или резистивно-капацитивен делител.

Половинките на дръжките са затегнати с шипове и гайки. Те също монтираха метална скоба за монтаж, която трябва да бъде изолирана от ютията на магнитната верига.

Самонаправеният дизайн на отворения корпус, показан на снимката, осигурява по-добро охлаждане, но изисква внимание и правила за безопасност от страна на служителя.

Смел Алексей Семенович