Тороидальный трансформатор: намотка, расчет, изготовление своими руками

Где и для чего используется тороидальный трансформатор

Силовой тороидальный трансформатор имеет широкий спектр применения как в промышленных, так и в бытовых условиях. Так не думают многие обыватели, но кольцеобразные трансформеры буквально окружают нас, даря комфорт и уют в домах и квартирах. Во-первых, низкочастотные трансформаторы участвуют в формировании системы питания и всех важных коммуникаций, не исключая и обычных розеток. Во-вторых, в схемах источника бесперебойного питания для компьютера и смартфона также можно встретить трансформатор, считающийся обязательным элементом схемы.

Да и в радиотехнике, электронике, машиностроении без тороидальных трансформаторов не обойтись. Очевидно, что такие важные силовые элементы используются для создания безопасного и эффективного источника питания осветительного оборудования, работы современного медицинского и диагностического оборудования.

В промышленных условиях тороидальный трансформатор рассчитывают и внедряют в сборку схем сварочного оборудования.

Конструкция и принцип работы

Особенность конструкции такого трансформатора в виде магнитопровода, представляющего собой замкнутое кольцо, называемое тором.

В остальном состав элементов идентичен другим типам электрических машин:

• Обмотка — выполнена медным проводником, разделенным на первичную и вторичную. Обе обмотки могут различаться по сечению проводника.
• Тороидальный сердечник — имеет форму кольца, изготавливается из пакетной, полосовой стали или цельного чугуна в зависимости от размеров и назначения. В качестве материала используются ферромагнитные сплавы, обладающие хорошей магнитной проводимостью.
• Изоляционные материалы — часть диэлектрика предварительно нанесена на монтажный провод, остальная часть диэлектрика отделяет виток тора от железа, витки между собой, между витками и кожухом. В качестве изоляции применяют ленточные или окрашенные тканевые материалы, электроизоляционный картон, клей и т.п
• Защитный кожух — предназначен как для защиты силового трансформатора от механических повреждений, так и для предотвращения контакта человека с поверхностью обмоток.
• Выводы вторичной и сетевой обмотки, крепежные и вспомогательные детали.

Рис. 1. Конструкция тороидального трансформатора
Принцип работы тороидального преобразователя заключается в подаче напряжения на выводы первичной обмотки. После этого в нем начинает протекать электрический ток, который создает внутри витков магнитный поток. Магнитный поток движется внутри каркасов катушек и наводит ЭДС во вторичной обмотке. Если к его выходам подключить нагрузку, то будет потребляться заданный ток.

Это устройство нашло применение в тороидальных автотрансформаторах (ЛАТР), радиоэлектронике, сварочных трансформаторах и других преобразователях. Дома они перематывают этот тип трансформатора с помощью относительно простого процесса.

Обзор цен

Купить кольцевой трансформатор НБЛ-200 можно в любом городе России и странах СНГ. Используется для различного звукового оборудования. Считайте, сколько стоит инвертор.

Два составных корня «магнит» и «провод», соединенные буквой «о», определяют назначение этого электрического устройства, предназначенного для надежной передачи магнитного потока по специальному проводнику с минимальными, а в некоторых случаях и с определенными потерями.

Электротехническая промышленность широко использует взаимозависимость электрической и магнитной энергий, переход их из одного состояния в другое. По этому принципу работают многочисленные трансформаторы, дроссели, контакторы, реле, пускатели, электродвигатели, генераторы и другие подобные устройства.

В их конструкцию входит магнитопровод, передающий магнитный поток, возбуждаемый прохождением электрического тока, для дальнейшего преобразования электрической энергии. Он является одним из компонентов магнитной системы электрических устройств.

Магнитопровод электротехнического изделия (узла) (катушка магнитопровода) — магнитная система электротехнического изделия (узла) или совокупность нескольких ее частей в виде отдельного конструктивного узла (ГОСТ 18311-80).

Из чего состоит магнитопровод

Вещества, входящие в конструкцию, могут иметь разные магнитные свойства. Обычно их делят на 2 типа:

Для их различения используется термин «магнитная проницаемость µ», определяющий зависимость создаваемой магнитной индукции B (силы) от величины приложенной силы H.

На графике выше видно, что ферромагнетики обладают ярко выраженными магнитными свойствами, а парамагнетики и диамагнетики — слабыми.

Однако индукция ферромагнетиков при дальнейшем увеличении интенсивности начинает уменьшаться и имеет одну ярко выраженную точку максимального значения, характеризующую момент насыщения вещества. Используется при расчетах и ​​эксплуатации магнитных цепей.

После прекращения действия напряжения часть магнитных свойств остается у вещества, а если приложить встречное поле, то часть энергии затрачивается на преодоление этой доли.

Поэтому в цепях с переменным электромагнитным полем индукция зависит от приложенной напряженности. Подобная зависимость от намагниченности вещества ферромагнетиков характеризуется графиком, называемым гистерезисом.

На ней точки Hk показывают ширину петли, характеризующую остаточный магнетизм (коэрцитивную силу). По своим размерам ферромагнетики делятся на две категории:

1 мягкий, с узкопетлевой характеристикой;

2 твердые, с большой коэрцитивной силой.

К первой категории относятся мягкие сплавы железа и пермоля. Их используют для изготовления сердечников трансформаторов, электродвигателей и динамо-машин, поскольку они создают минимальные затраты энергии на перемагничивание.

Жесткие ферромагнетики из углеродистой стали и специальных сплавов применяются в различных конструкциях постоянных магнитов.

При выборе материала магнитопровода учитывают потери:

вихревые токи, возникающие от действия ЭДС, наводимой магнитным потоком;

последействие из-за магнитной вязкости.

Для конструирования магнитопроводов, работающих на переменном токе, выпускаются специальные марки толстолистового или сортового проката из тонкостенной стали с различной степенью легирующих добавок, которые производятся методом холодной или горячей прокатки. Также холоднокатаная сталь дороже, но имеет меньшие индукционные потери.

Листы или полосы изготавливают из стальных листов и рулонов методами механической обработки. Они покрыты слоем лака для защиты и изоляции. Двустороннее покрытие надежнее.

Для реле, пускателей и контакторов, работающих в цепях постоянного тока, магнитопроводы отливают за одно целое.

Цепи переменного тока

Среди них распространены два типа магнитопроводов:

Первый тип выполнен с двумя стержнями, на каждом из которых отдельно закреплены две катушки с обмотками высокого или низкого напряжения. Если обмотка ВН и НН размещена на стержне, возникают большие токи рассеяния энергии и увеличивается реактивная составляющая сопротивления.

Магнитный поток, проходящий через стержни, замыкается верхним и нижним ярмами.

Броневой тип имеет стержень с обмотками и ярмом, от которого магнитный поток делится на две половины. Следовательно, площадь в два раза больше поперечного сечения ярма. Такие конструкции чаще встречаются в трансформаторах малой мощности, где на конструкцию не создаются большие тепловые нагрузки.

Силовые трансформаторы нуждаются в большой поверхности охлаждения обмоток, вызванной преобразованием повышенных нагрузок. Расположение стержней им больше подходит.

Для них можно использовать три однофазных магнитопровода, распределенных по трети окружности или собрать в их ячейках обмотки на обычном утюге.

Если рассмотреть общую магнитную цепь с тремя одинаковыми структурами, разнесенными на 120 градусов, как показано в левой верхней части изображения, то общий магнитный поток внутри центрального стержня будет уравновешен и равен нулю.

На практике, однако, чаще применяется упрощенная конструкция, расположенная в одной плоскости, когда на отдельном стержне располагаются три разные обмотки. При этом способе магнитный поток от крайних катушек проходит через большое и малое кольца, а от среднего — через два соседних. Из-за образования неравномерного распределения расстояний создается определенный дисбаланс магнитных сопротивлений.

Это накладывает отдельные ограничения на конструктивные расчеты и определенные режимы работы, особенно холостой ход. Но в целом такая схема магнитной цепи широко используется на практике.

Магнитопроводы, показанные на верхних рисунках, изготовлены из пластин, а катушки размещены на собранных стержнях. Эта технология используется в автоматизированных предприятиях с большим парком машин.

На малых производствах может применяться технология ручной сборки с использованием ленточных заготовок, когда сначала изготавливают катушку с намотанным проводом, а затем вокруг нее в последовательные витки монтируют магнитопровод из ленты трансформаторного железа.

Подобные витые магнитопроводы также создаются по стержневому и броневому типу.

Для ленточной технологии допустимая толщина материала 0,2 или 0,35 мм, а для сборки с плитами может быть выбрана 0,35 или 0,5 и даже больше. Это связано с необходимостью плотного наматывания ленты между слоями, что сложно сделать вручную при работе с толстыми материалами.

Если длины недостаточно при намотке ленты на шпулю, допускается присоединение ее продолжения и надежное прижатие новым слоем. Аналогично собираются пластины со стержнями и ярмами в пластинчатых магнитопроводах. Во всех этих случаях соединения должны быть выполнены с минимальными размерами, поскольку они влияют на общее магнитное сопротивление и потери энергии в целом.

Для аккуратной работы предпринимались попытки избежать создания таких соединений, а когда исключить их невозможно, для достижения плотного прилегания металла применяют шлифовку кромок.

При сборке конструкции вручную достаточно сложно сориентировать плиты точно друг к другу. Поэтому в них были проделаны отверстия и вставлены шипы для обеспечения хорошей центровки. Но этот способ несколько уменьшает площадь магнитопровода, искажает прохождение силовых линий и магнитное сопротивление в целом.

Крупные автоматизированные предприятия, занимающиеся специализированным производством магнитопроводов для прецизионных трансформаторов, реле, пускателей, оставляют отверстия на внутренней стороне пластин и используют другие технологии сборки.

Ламинированные и стыковые конструкции

Магнитопроводы, созданные на основе пластин, можно собрать, отдельно подготовив стержни с ярмами и затем установив катушки с обмотками, как показано на фото.

Справа упрощенная схема сборки приклада. У него может быть серьезный недостаток — «пожар в стали», для которого характерно возникновение вихревых токов в сердечнике до критического значения, что показано на изображении ниже слева волнистой красной линией. Это создает аварийную ситуацию.

Устраняют этот дефект изолирующим слоем, что существенно влияет на увеличение потока намагниченности. А это дополнительная трата энергии.

В некоторых случаях необходимо увеличить такой зазор для увеличения реактивного сопротивления. Этот метод используется в катушках индуктивности и дросселях.

По перечисленным причинам схема крепления встык применяется в неответственных конструкциях. Для точной работы магнитопровода используется ламинированная сборка пластин.

Принцип основан на четком распределении слоев и создании в нем равных отверстий в стержне и хомуте, чтобы все созданные полости заполнялись с минимальными стыками при сборке. При этом пластины стержня и ярма переплетаются между собой, образуя прочную и жесткую конструкцию.

На предыдущем верхнем изображении показан ламинированный способ соединения прямоугольных досок. Однако наклонные конструкции, обычно создаваемые под углом 45 градусов, имеют меньшие потери магнитной энергии. Они используются в мощных магнитопроводах силовых трансформаторов.

На фото показан монтаж нескольких наклонных плит с частичной разгрузкой общей конструкции.

Еще при этом способе необходимо следить за качеством прилегания соединяемых поверхностей и отсутствием в них недопустимых зазоров.

Способ использования наклонных пластин обеспечивает минимальные потери магнитного потока в углах магнитопровода, но значительно усложняет процесс изготовления и технологию сборки. Из-за повышенной сложности работы применяется очень редко.

Ламинированный способ крепления более надежен. Конструкция прочная, требует меньше деталей, а сборка осуществляется по заранее подготовленной методике.

При таком методе из плит создается общая конструкция. После полной сборки магнитопровода возникает необходимость смонтировать на него обмотку.

Для этого нужно демонтировать уже собранное верхнее коромысло, поочередно снимая все пластины. Чтобы исключить такую ​​ненужную операцию, разработана технология монтажа магнитопровода непосредственно внутри подготовленных катушек с обмотками.

Упрощенные модели слоистых конструкций

На маломощных трансформаторах часто не требуются точные магнитные параметры. Для них изготавливаются заготовки штамповкой по подготовленным шаблонам с последующим покрытием изолирующим лаком, причем чаще всего с одной стороны.

Левая сборка магнитопровода создается путем вставки заготовок в катушки сверху и снизу, а правая позволяет согнуть и вставить центральный стержень во внутреннее отверстие обмотки. При этих способах между соединяемыми пластинами образуется небольшой воздушный зазор.

После установки комплекта доски плотно обжимаются крепежными элементами. Для уменьшения вихревых токов с магнитными потерями на них наносят изолирующий слой.

Особенности магнитопроводов реле, пускателей

Принципы создания пути прохождения магнитного потока остались прежними. Только магнитопровод делится на две части:

2 фиксированных.

При возникновении магнитного потока подвижный якорь вместе с закрепленными на нем контактами притягивается по принципу электромагнита, а при исчезновении возвращается в исходное состояние под действием механических пружин.

Переменный ток постоянно меняется по величине и амплитуде. Эти изменения передаются на магнитный поток и подвижную часть якоря, которая может гудеть и вибрировать. Для устранения этого явления магнитопровод разбивается путем вставки короткозамкнутой катушки.

В нем формируется бифуркация магнитного потока и фазовый сдвиг одной из частей. Так, при прохождении через нулевую точку одной ветви на другую ветвь действует сила, препятствующая колебаниям, и наоборот.

Магнитопроводы для устройств постоянного тока

В этих цепях не приходится бороться с вредным воздействием вихревых токов, возникающих при гармонических синусоидальных колебаниях. Для магнитопроводов наборы тонких пластин не применяют, а изготавливают с прямоугольными или закругленными частями методом сплошных отливок.

При этом сердечник, на котором крепится катушка, делают круглым, а корпус и ярмо — прямоугольными.

Для уменьшения начального тянущего усилия воздушный зазор между разъединяемыми частями магнитопровода имеет малую величину.

Магнитопроводы в электрических машинах

Наличие подвижного ротора, вращающегося в поле статора, накладывает особенности на конструкцию электродвигателей и генераторов. Внутри них необходимо расположить обмотки, по которым протекает электрический ток, таким образом, чтобы были обеспечены минимальные размеры.

Для этого делают полости для укладки проводов непосредственно в сердечниках магнитов. Для этого сразу после штамповки пластин в них создаются пазы, которые после сборки представляют собой готовые линии для обмоток.

Таким образом, магнитопровод является составной частью многих электрических устройств и служит для передачи магнитного потока.

Большинству электронных устройств для работы требуется определенный тип питания, отличный от питания промышленной сети. Одним из видов таких устройств является тороидальный трансформатор. Устройство нашло широкое применение в различных областях энергетики, электроники и радиотехники. Чаще всего трансформаторы используются в электрических сетях и в источниках питания всевозможной электронной техники.

Какими техническими преимуществами обладают тороидальные трансформаторы

• Экономические показатели силового элемента с кольцевым магнитопроводом. Внутри силовая передача меньшего размера и веса.
• Компактность и небольшой объем изделия. То есть обмотка тороидального трансформатора безотказно выполняет свою задачу, но сам трансформатор в два раза меньше по сравнению с другими моделями.
• Простая установка и эксплуатация. Несомненно, тороидальные трансформаторы очень легко установить в заданное схемой положение, подключить, испытать до первого начала работы. И неважно, где планируется проводить монтаж – внутри или снаружи.
• Сохранить электрический импульс. Около трети вырабатываемой энергии запасается как при полной нагрузке, так и на холостом ходу.
• Высокая тепловая нагрузка. Способствует форме магнитопровода — тороид.

Обладая таким количеством технических преимуществ, тороидальный трансформатор выигрывает во многих отношениях. Например, по сравнению с броневыми и стержневыми трансформаторами имеет малую дисперсию, поэтому безопасен и просто незаменим для чувствительной электронной аппаратуры.

Что нужно для намотки устройства

Тороидальный трансформатор работает в принципе так же, как и трансформаторы с другими типами сердечников: понижает или повышает напряжение, повышает или понижает ток — преобразует электроэнергию.

А вот тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими габаритами и меньшей массой, то есть лучшими экономическими показателями. Самое главное, что должен знать и главное понимать человек, мотающий трансформатор:

• длина провода (количество витков) – напряжение;
• сечение проводника – это ток, который можно зарядить по нему;
• если количество витков в первичной цепи мало, это дополнительный нагрев провода;
• если суммарный эффект недостаточен (израсходовано больше, чем возможно), это снова тепло;
• перегрев трансформатора приводит к снижению надежности.

Для намотки понадобится трансформаторное железо в виде тора, лаковый швеллер (для обмотки трансформатора нужен обмоточный провод). Также пригодится малярный скотч (бумажный), клей ПВА, тканевая изолента или копперка и кусочки проволоки в изоляции.

Схема расчета конструкции трансформатора.

Перед намоткой необходимо подготовить утюг к намотке. Если посмотреть на углы трансформатора, то отнимите, что они под углом 90 градусов, в этих точках будет изгибаться провод и лак будет слезать, поэтому углы напильником обрабатывать не надо, затем максимально округлить их. Наименьший радиус окружности составляет 3 мм.

Маленькая хитрость, при обработке углов напильником нужно избегать слизывания стали, чтобы слои не остались закрытыми друг к другу! Для этого переместите файл в сторону ленты-трансформера. После обработки рекомендую посмотреть уголки, чтобы закрыть слои и поменять их напильником.

Для изоляции сердечника от обмотки необходимо изолировать его ТКАНЕВОЙ изолентой (или киперкой, пропитанной парафином). Лучше использовать изоленту шириной примерно 25мм, тогда будет максимальное покрытие металла в один слой, что экономит место на окне. Конец обмотки не приклеиваем.

Читайте также: Мощный тиристорный преобразователь 12В в 220В (500Вт)

Лакопровод

Лаковый проводник — это электрический проводник, изоляция которого выполнена из лака (обмоточный или обмоточный провод). Существуют разные марки ПЭВ, ПЭВ-2, ПЭТ-155 и другие. Рекомендую использовать ПЭВ-2 насыщенного оранжевого цвета. Также очень хорошо получился очень темный провод (ПЭЛ), цвета гнилой вишни, у него толстый слой изоляции, что позволяет использовать его для высоковольтных трансформаторов (более 500В).

Зажимы обмоток необходимо «усилить» дополнительной изоляцией. Для этих вещей очень подходит ПВХ изоляция (советская белая), но еще лучше изоляция из провода нужного сечения.

Интересный материал для ознакомления: что нужно знать об устройстве силового трансформатора.

Прозрачная обмотка с лаковой линией.

Можно использовать термоусадку, но лучше использовать ПВХ или изоляцию, так как первая имеет свойство гнуться в одном месте, что нам очень не нужно, стараемся от этого защититься, чтобы провод не порвался.

Для снятия изоляции рекомендую взять провод, имеющий дополнительную изоляцию в виде проволоки, намотанной на жилу. В этом случае проволока не обеспечивает прочной связи между ПВХ и медью и позволяет натягивать изоляцию. Чтобы легче было натягивать проволоку, ее нужно немного согнуть (под 45 градусов).

Чтобы было легче считать витки, их лучше сгруппировать в 5 или 10 витков. Натягивать провод нужно не четко перпендикулярно касательной, а чуть наискось к обмотке, как будто внутренняя часть обмотки опережает внешнюю. Таким образом, при натяжении обмоточного провода он сам будет прижиматься к другим уже уложенным виткам.

Будет очень хорошо, если при заворачивании вы будете использовать бумагу для выпечки (пергамент), нарезанную на такие же полоски, а затем завернув. В итоге транс надо пропитать, а реально прокипятить на паровой бане со смесью 50:50 керосин/воск соответственно.

Главной особенностью тороидального трансформатора является небольшой общий объем устройства, который достигает половины по сравнению с другими типами магнитопроводов. Многослойный сердечник вдвое больше по объему, чем тороидальный ленточный сердечник при той же суммарной мощности. Поэтому кольцеобразные трансформаторы более удобны в установке и подключении, и уже не столь важно, идет ли речь о внутренней или наружной установке.

Какими достоинствами обладает сердечник тороидального трансформатора

Помните, что сердечник или магнитопровод тороидального трансформатора 220 выполнен в форме кольца. И это почти идеальная форма в физическом плане. Для производства в производстве чаще всего используется ленточный пермаллой, а расход материала низкий, сокращается брак и торцовка на конвейере. На втором этапе последовательного изготовления трансформатора обмотку накладывают на сердечник и распределяют равномерно без погрешности по заданной поверхности.

Длина обмоточных проводов короткая, поэтому сопротивление в сегменте также уменьшено. И это обеспечивает тороидальному трансформатору высокий КПД. Важную роль в этом играет сердечник самого тороидального трансформатора.

Намоточный станок своими руками

Возможная альтернатива состоит в том, чтобы сделать машину, оснащенную регулируемым укладчиком и счетчиком бобин, используя принцип велосипедного колеса.

Колесо размещается на шпильке в стене, а обод снабжен резиновым кольцом. Чтобы надеть сердцевину на обод, ее нужно сначала вырезать, затем снова прикрепить и получить цельный круг. Намотав на него провод необходимой длины, один его конец соединяется со свободно расположенным на ободе сердечником. Катушка движется по краю полными кругами, в результате чего провод укладывается на каркас. В этом случае для подсчета оборотов используется счетчик циклов.

создание более совершенного устройства потребует использования шаговых двигателей с определением их положения. Для этого используются микроконтроллеры и электронный счетчик. Такая конструкция требует определенных навыков в радиоэлектронике.

Что обязательно учитывается при расчете тороидального трансформатора

Для использования стандартной физической формулы сначала необходимо знать параметры напряжения, которое будет приложено к первичной обмотке изделия (обозначение формулы — U), наружный и внутренний диаметры сердечника или магнитопровода (обозначения для расчетов — D и d), и главное не забыть толщину магнитопровода — H.

Важным показателем является площадь основного окна (удобно закрепляется в стойках — S). От него во многом зависит интенсивность отвода избыточного тепла. Эти участки раскола ядра находятся в промежутке от 80 до 100 см, а поперечное сечение вдвое меньше.

На всякий случай вспомним расчетные формулы в статье: S0=*d2/4., Sc=H*(D — d)/2.

Как проверить устройство

Материалы, необходимые для проверки тороидального трансформатора: принципиальная схема, показывающая, как подключен трансформатор и (цифровой электронный тестер мультиметра или аналоговый мультиметр-тестер).

Первый шаг заключается в том, что трансформатор необходимо визуально осмотреть и проверить на наличие запахов. Перегрев может привести к выходу из строя трансформатора, если имеются следы пригара или внешняя часть обмотки видна снаружи, трансформатор подлежит замене и в дальнейших испытаниях нет необходимости.

Проверка тороидального трансформатора.

Точно так же запах гари свидетельствует о перегреве трансформатора. Если никаких других повреждений, кроме запаха, не видно, можно провести дополнительные испытания, чтобы определить, находится ли трансформатор в рабочем состоянии.

Информация о входном и выходном напряжении обычно четко указана на трансформаторе, но самый безопасный вариант — получить принципиальную схему у производителя продукта.

Инструкция пошаговой проверки

Напряжение, подаваемое на первичную обмотку, должно быть четко указано на схеме цепи и корпусе трансформатора. Точно так же выходное напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, должно быть четко указано на принципиальной схеме и на корпусе трансформатора. Вам необходимо знать входное и выходное напряжение, чтобы проверить, правильно ли работает трансформатор.

Трансформатор не способен преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение. Диоды и конденсаторы используются для преобразования переменного напряжения.

Для тех, кому понравилось, материал на тему: что такое трансформаторы тока.

Принципиальная схема покажет, как выходное напряжение трансформатора преобразуется из переменного в постоянное напряжение. Эта информация необходима вам, чтобы определить, следует ли выполнять измерения, выполненные с помощью мультиметра тестера, в режиме переменного или постоянного тока. Начните тест, подключив питание и переключившись на продукт. Затем следуйте инструкциям:

1. Переключите цифровой мультиметр (с дисплеем) или аналоговый мультиметр в режим переменного напряжения.
2. Чтобы подтвердить правильное входное напряжение для трансформатора, проверьте напряжение, прикоснувшись красным щупом к положительной клемме, а черным щупом к отрицательной клемме основного входного трансформатора.
3. Если значения напряжения слишком низкие, это может быть связано с проблемами с трансформатором или цепями.
4. Необходимо снять трансформатор с входной цепи и проверить входную мощность, представленную на схеме. Если показания совпадают, трансформатор неисправен, а если показания не изменились, неисправна цепь.
5. Чтобы проверить выходное напряжение, вы должны сначала определить, является ли выходное напряжение переменным или постоянным.
6. Установите цифровой или аналоговый тестер мультиметра в нужный режим для проверки.

Если для преобразования выходного напряжения сети переменного тока в напряжение постоянного тока используются конденсаторы и диоды, слишком низкие показания могут быть вызваны неисправным трансформатором или неисправными конденсаторами и диодами. В видео об устройстве будет рассказано подробнее.

Снимите тороидальный трансформатор с выходной цепью и проверьте выходное напряжение трансформатора. Не забудьте изменить режим мультиметра тестера на переменное напряжение. Если выходное напряжение в линии, трансформатор исправен, то проблема будет в конденсаторах и диодах.

Тороидальные трансформаторы, которые издают постоянный гудящий звук, вскоре выйдут из строя и их необходимо будет заменить. Всегда помните о том, что нужно быть осторожным, чтобы не прикасаться к цепи при выполнении тестов. Случайный контакт с цепями под напряжением может привести к травмам.

Можно ли самостоятельно изготовить тороидальный сердечник

Геометрически правильный тороидальный сердечник не так просто воспроизвести самостоятельно, особенно новичкам. Во-первых, нужно иметь в наличии специальную пермаллоевую ленту, иногда называемую трансформаторной сталью. Во-вторых, ознакомьтесь с правилами формирования прямоугольного тора. Действия знакомы – нужно свернуть материал в рулон. Действия последовательны и точны, при необходимости сделайте шаг назад.

В деле может помочь специальный деревянный челнок с техническими полукруглыми вырезами, особенно если нужно рассчитать, сколько материала потребуется для намотки. Провод для обмотки всегда берется с припуском. Рекомендуемая маржа 20-30 %.

Таким образом становится понятно, что кольцевой трансформатор может дать фору другим существующим силовым элементам.

А все потому, что он прост, надежен и функционален. Существующий сердечник выполнен в выгодной форме, с которой легко работать не только на этапе производства изделия, но и при монтаже, эксплуатации и ремонте. Сделать такой трансформатор самостоятельно можно, но для этого потребуется усидчивость, знания, желание сделать изделие, желание произвести расчеты и поискать альтернативы.

Как устроен

Тороидальный трансформатор имеет идеальную конструкцию, в отличие от трансформаторов других конструкций. Фактически, первый трансформатор, разработанный Фарадеем, был трансформатором с тороидальным сердечником.

Тороидальные сердечники изготовлены из магнитокатаной трансформаторной стали с очень низким уровнем потерь и высокой индуктивностью насыщения. Это достигается нагревом корпуса тороида до высокой температуры, а затем его охлаждением по специальной программе.

Это позволяет достичь высоких уровней насыщения до 16 000 Гаусс. В тороидальном трансформаторе магнитный поток распределяется в сердечнике равномерно и за счет отсутствия промежуточных металлических деталей и технологических отверстий.

Точно так же, поскольку все витки обмотки равномерно распределены по поверхности сердечника, шум, вызванный магнитострикцией, практически исчезает. Кроме того, тороидальный трансформатор обладает лучшими тепловыми показателями, что способствует хорошему охлаждению трансформатора. Нет необходимости использовать кулеры и вентиляторы.

Пошаговая инструкция по подключению понижающего трансформатора

Как упоминалось выше, ключом является выбор правильной обмотки.

1. Если абсолютно точно известно, что трансформатор только понижающий, разумно выбрать обмотку с наибольшим числом витков и сопротивлением.

2. Анодные накальные устройства имеют обмотки обоих типов

Чтобы выделить первичную обмотку, обратите внимание на выводы — они обычно расположены на расстоянии от остальных. Иногда обмотка наматывается совсем в другой части каркаса, в таком случае подобрать ее достаточно просто

Трансформер

3. Однако, если вы все же не уверены, сфотографируйте устройство и разместите на форуме темы, указав марку устройства. Более знающие люди обязательно подскажут, где какой вывод ставится в данном случае.

4. Обязательно проверьте напряжение и частоту устройства – они должны соответствовать 220 В и 50 Гц.

5. Иногда обмотка имеет три вывода, один из которых подходит для подключения к сети 110 или 127 В. Ваша цель состоит в том, чтобы выбрать комбинацию терминалов, где сопротивление будет максимальным. Именно на них можно пустить напряжение 220 В.

6. Если на входе не три, а четыре, то предполагается, что обмоток две. Они должны быть соединены последовательно и синфазно, чтобы обеспечить правильное напряжение от сети.

7. Для выполнения этой операции необходимо сначала установить последовательное соединение. Затем подсоедините обмотки к вольтметру с максимальным напряжением 500 В. Теперь на одну из вторичок следует подать небольшое напряжение в несколько вольт. При этом нельзя трогать выводы первичных.

8. Запишите показания вольтметра. Выключите его, переключите выводы на одну из первичных обмоток и повторите процедуру. Вы должны выбрать тот вариант, который показал наибольшее значение.

9. Если выбрана обмотка, ее необходимо подключить через предохранитель к сети. Номинальный ток определяют в зависимости от мощности трансформатора — не более 0,05 А на 10 Вт. При наличии двух обмоток их следует включать в сеть последовательно и синфазно.

Схема подключения

10. После этого очень осторожно, чтобы не задеть клеммы, измерить вольтметром переменное напряжение, вырабатываемое трансформаторным блоком.

11. Для преобразования в постоянное переменное напряжение необходимо подключить выпрямитель с фильтром

Важно не перепутать полярность при подключении электролитического конденсатора. Помните: на выходе фильтра напряжение увеличится почти в полтора раза по сравнению с напряжением на вторичной обмотке

Перед проведением необходимой пайки трансформатор необходимо обесточить. Если выпрямители находятся под высоким напряжением, конденсаторы фильтра также следует разрядить, прежде чем прикасаться к ним. Нельзя превышать не только максимальный ток каждой отдельной обмотки, но и допустимую мощность трансформатора в целом.

Дьявол обитает в мелочах

Именно в расчете на случай несимметричных трансформаторов невозможно закоротить «нулевой» виток. А так как ни в природе, ни в электронике нет двух совершенно одинаковых существ, это правило нужно соблюдать всегда. Кажется — откуда он вообще взялся, этот поворот, да еще общий для двух трансформаторов? Это может быть, например, ось, на которую «нанизаны» оба тора, образующие вместе с телом короткозамкнутую катушку. Очень практичное конструкторское решение, и его вполне можно использовать, нужно только разорвать цепь, изолировать один из концов оси, например, как на фото:

Под гайки подкладывают изолирующие шайбы из стеклопластика, а на саму ось, в месте ее прохождения через алюминиевый уголок, надевают трубу ПВХ.

Ремонт и обслуживание

Трансформатор – сложное устройство. Периодически его нужно чинить и чинить. Эту работу рекомендуется доверить профессионалам. Выполнять такую ​​работу имеет право только лицо, имеющее соответствующую подготовку.

При повышенной скорости нагрева, наличии шума необходимо провести обмотку цепей трансформатора. Данную процедуру может провести неквалифицированный специалист с минимальным уровнем знаний в области электротехники.

Устройство имеет магнитный привод. Катушки обычные. Первый контур отвечает за понижение, а второй – за повышение электроэнергии в сети. Осмотр трансформатора проводится по определенной технологии.