Электрификация

Справочник домашнего мастера

Как рассчитать трансформатор

Содержание

Как правильно рассчитать количество витков трансформатора для разных типов устройств

При необходимости самостоятельно изготовить устройство питания электронной аппаратуры вопрос, как самостоятельно рассчитать количество витков трансформатора и как определить данные для проводов первичной и вторичных обмоток, стоит наиболее часто.

Правильный расчет возможен при наличии исходных данных по характеристикам мощности потребителей, напряжений входа и выхода. показатели массы и габаритов устройства, также могут накладывать ограничения.

На что влияет количество витков в трансформаторе

Если говорить о вторичных обмотках трансформатора, то значение числа витков в них в основном влияет на выходное напряжение. Сложнее все обстоит с первичной обмоткой, поскольку напряжение на ней задано питающей сетью. Параметры первичная обмотка оказывают влияние на ток холостого хода, а, следовательно, на коэффициент полезного действия. При изменении параметров первичной обмотки потребуется перерасчет всех вторичных обмоток.

И стоит заметить, что лучше не размыкать вторичную обмотку ТТ.

Методика расчета

Полный расчет трансформатора довольно сложен и учитывает такие параметры:

  • напряжение и частоту питающей сети;
  • число вторичных обмоток;
  • ток потребления каждой вторичной обмотки;
  • тип материала сердечника;
  • массогабаритные показатели.

На бытовом уровне для изготовления устройств с питанием от стандартной сети 220В 50Гц, проектирование можно значительно упростить.

Методика не требует особенных знаний сложности, и при наличии опыта занимает немного времени.

Для расчета требуются следующие данные:

  1. Количество выходов.
  2. Напряжение и потребляемый ток каждой обмотки.

В основе конструирования любого трансформатора лежит суммарная мощность всех вторичных нагрузок:

Pс=I1∙U1+ I2∙U2+… In∙Un

Для учета потерь введено понятие габаритной мощности, для вычисления которой применяется несложная формула:

P=1.25∙ Pс

Зная мощность, можно определить сечение сердечника:

S=√P

Полученное значение сечения будет выражено в квадратных сантиметрах!

Дальнейшие расчеты зависят от типа и материала выбранного сердечника. Магнитопроводы бывают следующих типов:

  • броневые;
  • стержневые;
  • О-образные.

Также различаются и способы изготовления магнитопроводов:

  • наборные – из отдельных пластин;
  • витые, разрезные или сплошные.

Разрезными обычно бывают броневые или стержневые магнитопроводы, а О-образные конструктивно выполняются исключительно цельные. В этом отношении они ничем не отличаются от не разрезных стержневых сердечников.

Для определения числа витков используют следующее соотношение, показывающее, сколько необходимо витков на 1 вольт напряжения:

W=K/S,

где К – коэффициент, который зависит от материала и типа сердечника.

Для упрощения вычислений приняты следующие значения коэффициента:

  1. Для наборных магнитопроводов из Ш-или П-образных пластин К=60.
  2. Для разрезных магнитопроводов К=50.
  3. Для О-образных сердечников К=40.

Как видно, наименьшая длина обмоточного провода, а следовательно, и наилучшие массогабаритные показатели будут у О-образных сердечников. Кроме этого, конструкции с такими сердечниками имеют малое поле паразитного магнитного рассеивания и максимальный КПД. Их редко применяют только потому, что намотать обмотку на замкнутый сердечник трудно технически.

Зная параметр W, легко определить количество витков для каждой из обмоток:

n=U∙W

Для учета падения напряжения на первичной обмотке, намотанной большим количеством тонкого провода, следует увеличить количество витков в ней на 5%. Особенно это касается малогабаритных конструкций малой мощности.

Можно снизить ток холостого хода, увеличив значение W для каждой из обмоток, но следует знать, что чрезмерное увеличение может привести к насыщению магнитопровода, что приведет к резкому увеличению тока холостого хода и снижению напряжения на выходе.

На заключительном этапе определяют диаметр проводников каждой обмотки. Формула расчета имеет следующий вид:

d=0.7√I

Определение диаметра обмоточного провода выполняют для всех без исключения обмоток.

Полученные значения округляют до ближайшего большего значения из стандартных диаметров проводов.

Альтернативный метод по габаритам

Ориентировочные параметры трансформатора, исходя из имеющегося в наличии сердечника, допускается определить иным путем., а затем сделать выводы о возможности дальнейшего использования.

Зная площадь сечения магнитопровода в квадратных сантиметрах, можно оценить максимальную мощность, которую способен обеспечить данный преобразователь:

PГ=S2

Следует иметь в виду, что данная мощность является габаритной, а реальная будет иметь меньшее значение:

P=0.8 PГ

Обычно, при условии соответствия расчетной мощности и требуемой, первичную обмотку, подключаемую в сеть 220 В, можно оставить нетронутой, заново рассчитав только параметры на выходах.

Использование мультиметра

Используя мультиметр, можно найти данные для пересчета обмоток имеющегося трансформатора. Для этого необходимо выполнить дополнительную катушку из любого имеющегося в наличии провода. После подключения устройства в сеть необходимо измерить напряжение на дополнительной катушке. Теперь можно легко подсчитать необходимое число витков на вольт и выполнить перерасчет трансформатора под нужные требования.

Таблица количества вольт на виток

Для того, чтобы постоянно не выполнять расчеты, можно воспользоваться таблицей, в которой приведены усредненные данные обмоток в зависимости от мощности:

Примеры реальных расчетов

В качестве примера рассчитаем трансформатор питания для зарядного устройства. Исходные данные:

  • напряжение сети – 220В;
  • выходное напряжение – 14В;
  • ток вторичной обмотки – 10А;

Используя выходные параметры, определяем мощность вторичной обмотки: P=14∙10=140 Вт

Габаритная мощность: P=1.25∙ 140=175 Вт.

Площадь сечения магнитопровода сердечника составит: S=√175=13.3 см2

Наилучшими параметрами обладают конструкции, у которых сечение сердечника приближается к квадратному. Таким образом выбираем ленточный бронепровод с размерами сердечника 3.5х4 см. Его площадь равняется 14 см2.

Для данного сердечника К=50. Таким образом: W=50/14=3.6 вит/вольт

Для обмоток общее количество витков равняется:

  • первичная обмотка n1=220∙3.6= 792 витка;
  • вторичная обмотка n2=14∙3.6=50 витков.

Поскольку трансформатор мощный, то падение напряжения на первичной обмотке можно не учитывать.

Определяем диаметр обмоточных проводов: d2=0.7√10=2.2 мм.

Ближайшее стандартное значение – 2.4 мм.

Для нахождения диаметра провода первичной обмотки найдем ток через нее: I=P/U=175/220=0.8А.

Данному току соответствует диаметр: d1=0.7√0.8=0.63 мм.

Ближайшее стандартное значение имеет как раз такое значение.

Более углубленный расчет предполагает оценку коэффициента заполнения свободного окна магнитопровода. Большое значение числа вторичных обмоток может не поместиться в свободном окне, тогда необходимо будет выбрать более мощный сердечник. При слишком свободном размещении обмоток ухудшается КПД устройства, увеличивается магнитное поле рассеивания. Однако, как показывает практика, при правильном выборе сечения сердечника подобные расчеты становятся излишними.

Количество витков первичной обмотки трансформатора

Да сих пор мы исходили из посыла, что первичная обмотка цела. А что делать, если она оказалась оборванной или сгоревшей дотла?

Оборванную обмотку можно размотать, восстановить обрыв и намотать заново. А вот сгоревшую обмотку придётся перемотать новым проводом. Конечно, самый простой способ, это при удалении первичной обмотки посчитать количество витков.

Если нет счётчика, а Вы, как и я, используете приспособление на основе ручной дрели, то можно вычислить величину редукции дрели и посчитать количество полных оборотов ручки дрели. До тех пот, пока мне не подвернулся на базаре счётчик оборотов, я так и делал.

Но, если обмотка сильно повреждена или её вообще нет, то рассчитать количество витков первичной обмотки трансформатора можно по приведённой формуле. Эта формула подходит для частоты сети равной 50 Герц.

ω = 44 / T * S

  • ω – число витков на один вольт,
  • 44 – постоянный коэффициент,
  • T – величина индукции в Тесла,
  • S – сечение магнитопровода в квадратных сантиметрах.

Пример.

Сечение моего магнитопровода – 6,25см².

Магнитопровод витой, броневой, поэтому я выбираю индукцию 1,5 Т.

44 / 1,5 * 6,25 = 4,693 вит./вольт

Определяем количество витков первичной обмотки с учётом максимального напряжения сети:

4,693 * 220 * 1,05 = 1084 вит.

Допустимые отклонение напряжения сети принятые в большинстве стран: -10… +5%. Отсюда и коэффициент 1,05.

Величину индукции можно определить по таблице

Не стоит использовать максимальное значение индукции, так как оно может сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Простейший расчет силового трансформатора

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10 — 15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ — 25÷50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 — 300 В, для питания накальных цепей ламп переменное напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым.

Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).

Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.

Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость: сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт.

Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и «перерабатывать» мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, если для питания электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².

Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.

Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см². Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения, а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя.

В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.

Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. Если на какой-либо каскад или узел схемы нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.

Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 50—70 на сечение сердечника в см:

Так, если взять сердечник с сечением 6 см², то для него получится «число витков на вольт» примерно 10.

Число витков первичной обмотки трансформатора определяется по формуле:

Это значит, что первичная обмотка на напряжение 220 В будет иметь 2200 витков.

Число витков вторичной обмотки определяется формулой:

Если понадобится вторичная обмотка на 20 В, то в ней будет 240 витков.

Теперь выбираем намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Диаметр провода рассчитывается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла по формуле:

Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и выделять значительную тепловую мощность.

Так, если принять ток первичной обмотки 0,15 А, то провод нужно взять 0,29 мм.

Однофазные трансформаторы серии ОСМ.
 

Однофазные трансформаторы серии ОСМ мощностью 0,063 — 4,0 кВА исполнения У3 включаемые в сеть переменного тока частоты 50 Гц с номинальным напряжением до 660 В, предназначены для питания цепей управления местного освещения, сигнализации и выпрямителей собранных по двухполупериодной схеме выпрямления.
Трансформаторы выполнены на витом разрезном магнитопроводе из холоднокатаной электротехнической стали. Катушки трансформаторов каркасной конструкции из медного провода с теплостойкой изоляцией. Трансформаторы в сборе пропитаны влагостойким электроизоляционным лаком в установке вакуумной пропитки. Трансформаторы одного типа различных климатических исполнений одинаковы по всем электрическим параметрам, габаритным размерам и отличаются только защитными покрытиями. Контактные зажимы трансформаторов расположены на изоляционных колодках из пластмассы.
Трансформаторы ОСМ предназначены для работы в закрытом помещении при следующих условиях:

  • окружающая среда не взрывоопасная;

  • высота над уровнем моря — не более 1000м;

  • температура окружающей среды от минус 45оС до плюс 40оС.

Необходимая защита от прикосновения, влагозащита и защита от перегрузки осуществляется установкой, в которую встраивается трансформатор.
Условное обозначение трансформаторов расшифровывается следующим образом:
О — однофазный,
С — сухой,
М — многоцелевого назначения.
Цифры после букв означают номинальную мощность в кВ-А. Климатическое исполнение — У, Т, ХЛ и категория размещения — 3. Схемы соединения обмоток и технические данные трансформаторов серии ОСМ приведены на рис. 1 и в таблицах 1 — 4.

Рисунок 1. Схемы соединения обмоток трансформаторов серии ОСМ:

а — для питания цепей управления, сигнализации и освещения (исполнение 1);
б — для питания выпрямителей, цепей управления (исполнение 2);
в — для питания цепей освещения или цепей управления (исполнение 3);
г — для работы в цепях динамического торможения (исполнение 4) Основные данные трансформаторов ОСМ1

Ниже в таблице приведены данные первичных обмоток на 220в. трансформаторов ОСМ1 Минского электротехнического завода ( данные за 1980 год.).
Не исключено, что возможны некоторые отличия в данных в сторону увеличения количества витков, так как в целях экономии меди, трансформаторы изначально рассчитывались на высокую индукцию, порядка 1,5 Тл. Например имеются ещё и такие данные по количеству витков для трансформаторов ОСМ1-0,063 — 1100 витков в первичной обмотке на 220 вольт, и для ОСМ1-0,1 — 1030 витков в первичной обмотке на 220 вольт. Диаметры проводов те-же, что и в таблице ниже.
Определить точное количество витков первичной обмотки можно с помощью намотки дополнительной обмотки с известным количеством витков.

Габаритные и установочнные размеры трансформаторов:

Так же могут встречаться трансформаторы, у которых магнитопровод шихтованный, собранный из Ш — образных и замыкающих пластин электротехнической стали.

Обобщающая таблица по трансформаторам серии ОСМ, собранных из Ш — образных и замыкающих пластин электротехнической стали.

Предыдущая версия статьи писалась ( вернее, КОМПИЛИРОВАЛАСЬ ) в жуткой спешке.
Впоследствии многими участниками форума были замечены разного рода несуразицы, как-то: несоответствие Ктр приведённому Ra, числа витков первички и вторички были неточны и пр.

Подняв все свои архивы (не расчётные, а намоточные – есть у меня такие), я всё уточнил, причесал, привёл в божеский вид.

Выкладываю ВТОРУЮ ВЕРСИЮ статьи, исправленную.
Теперь, как вы видите, она и называется по-другому

Речь в этой статье пойдёт о том, как приготовить простые (несложные), но «приятные» трансформаторы из распространённого подручного (иногда и подножного) железа и проводов доступных марок и диаметров.

Мне постоянно задают вопросы о намотке трансформаторов.
Чтобы как-то упростить ситуацию с ответами, которых от меня ждут иногда подолгу, я решил собрать из своих старых рабочих тетрадок все (ну или почти все) трансформаторные рецепты в одну кучу и выложить это в виде небольшой статейки.

Сначала, однако, разберёмся, какое железо является распространённым.

Я в своё время начинал с ТС180 (ТС200, ТС250-2М), ТСШ170, ОСМ-0,16 (ОСМ-0,25; ОСМ-0,4).
Как показывает практика, ситуация с годами не изменилась (да и как она могла измениться, когда мы вынуждены «пережёвывать» остатки былой роскоши нашей советской промышленности), поэтому начинающие лампостроители используют вышеперечисленное железо в 99% случаев.

Ещё конечно надо дать рецепт перемотки трансформаторов от Прибоя, которые при неплохом железе имели довольно бездарно намотанные катушки, могущие втиснуть в себя в полтора раза больше меди, чем на них намотано в оригинале.

Какие трансы реально намотать на всём этом железе?

А вот какие.

Выходные трансформаторы на ТСШ-170.

Это Ш-железо. Набор 30 х 60. То есть в чистоте чуть более 16-ти квадратов.
Окно 19 х 53 мм. Не очень большое , но нам хватит.
Габариты намотки – 17 х 50 мм.
Чаще попадаются ТСШ170 с толщиной пластин 0,5 мм, реже – 0,35 мм.
Для наших целей лучше второй вариант, но и первый никто не запрещает.

Итак, мотаем.

1. Выходной транс для SE на 2 ком / 4; 8 ом.

Первичка – 2340 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,355 мм в трёх секциях (5+10+5 слоёв по 117 витков в слое). R акт первички – 102 ома.
Вторичка – 160 витков (отвод от 113-го витка) проводом 0,55 мм в двух секциях. Два слоя по 80 витков, в каждой секции по две вторички в параллель. Всего – четыре запараллеленных обмотки. R акт вторички – 0,77 ома. Приведённое – 165 ом.

КПД = 86,5%.

Для чего применять такой транс – решайте сами.
У меня он работал с 6П42С в триоде.
Зазор — 0,2 мм.

2. Выходник на SE 6С33С.

Если кто-то думает, что на ТСШ170 нельзя намотать выходной трансформатор на 6С33С или 6С18С, то это не так.

Первичка – 1050 витков провода ПЭВ-2 0,6 мм в трёх секциях (4+6+4 слоёв по 75 витков в слое.) R акт первички – 17 ом.
Вторичка – 100 витков (отвод от 71-го) проводом 0,93 мм в два слоя по 50 витков. Две параллельных секции. R акт вторички – 0,335 ома. R приведённое – 37 ом.
Приведённое к аноду сопротивление – 936 ом при восьми и четырёхомной нагрузке соответственно.

КПД = 94,2%.

Зазор при 200-250 ма – около 0,25 мм.

Индуктивность такого трансформатора около 4 гн, что является минимально допустимым, на мой взгляд, значением для 6С33С. Тем не менее, работать будет вполне неплохо. Попробуйте!

3. Выходной трансформатор для 6П45С или 6С41С.

Приведённое сопротивление – 1,31 ком.

Первичка – 1680 витков ПЭВ-2 0,425 мм, три секции (4+8+4 слоёв по 105 витков в слое).
R акт первички – 54 ома.
Вторичка – 138 витков проводом 0,93 мм. Две секции по три слоя, в каждом слое 46 витков. Отвод для четырёх ом от 92-го витка, т.е. от конца второго слоя.
R акт вторички – 0,46 ома. Приведённое – 68 ом.

КПД = 90,7%.

Здесь надо сделать некоторое уточнение.
Если вторичка состоит из трёх слоёв, то отвод для четырёх ом удобно делать от конца второго слоя (0,667 обмотки близко к требуемым значениям 0,707).
Если же она состоит из четырёх слоёв, то отвод можно сделать от третьего слоя (0,75 обмотки также близко к 0,707).
Небольшая неточность приведённого к аноду сопротивления в данном случае не страшна, усилители-то у нас триодные, они легко переносят подобные «отклонения».

Зазор при 150 ма – около 0,2 мм, учитывая наличие технологического зазора.

4. Транс для двухтактника на 6П36С.

Хорошая лампа 6П36С. Недорогая и хорошо звучащая.
Вот для двухтактника на 36-х трансформатор с Ra-а = 6,85 ком на нагрузке 16, 8 и 4 ома.

Каркас делим средней щекой. Мотаем половины в разные стороны.

На каждой половине:
Первичка — две секции по 560 витков (10 слоёв по 56 витков) провода ПЭВ-2 0,355 мм.
R акт первички – 98 ом.
Вторичка – между ними – 112 витков того же провода в два слоя, отводы от 56-го и 79-го витка для 4-х и 8-ми ом соответственно. 112 витков – для 16-ти ом.
Таких вторичек три в параллель на каждой половине.
R акт вторички – 0,88 ома. Приведённое – 352 ома.
Соединяем первичные обмотки перекрёстно-последовательно, вторичные – параллельно. Подробнее смотрите в монографии Г. Цыкина.

Итого на каркасе 2240 витков в первичной обмотке и 112 во вторичной.
Железо, естественно, собирается вперекрышку без зазора.

КПД – 93%.

Остаётся добавить, что такой выходник подойдёт для РР на ГУ50, 6С4С, 6П3С, Г807 и пр. лампах с внутренним сопротивлением 0,8 – 1,5 ком.

5. Простой выходной трансформатор на 3,6 ком для однотактников на тех же лампах (6С4С, ГУ50 и пр.)

Первичка – 2400 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Три секции по 5+10+5 слоёв, в каждом слое 120 витков. R акт – 108 ом.
Вторичка тем же проводом 120 витков, отвод для 4-х ом от 85-го витка. Две секции по четыре параллельных слоя. Всего восемь параллельных слоёв.
R акт вторички – 0,7 ома. Приведённое – 280 ом.
КПД – 89%.

6. И ещё один выходной трансформатор для однотактника.

Кто-то скажет 2400 витков – мало. Согласен. Но ведь и сопротивление первички надо бы удерживать хотя бы в пределах 100 ом.
Вот ещё один вариант — компромиссный.

Первичка – 3120 витков провода ПЭТВ-2 0,315 мм. Три секции (6+12+6 слоёв по 130 витков в слое). R акт – 182,5 ома.
Вторичка – 113 витков ПЭТВ-2 0,41 мм, отвод от 80-го витка для 4-хомной нагрузки.
Две секции по шесть параллельных слоёв. Всего – двенадцать параллельных вторичек.
R акт вторички – 0,33 ома. Приведённое – 250 ом.

Приведённое к аноду сопротивление первички – 6,53 ком.

КПД = 93,4%.

Такой транс работал у меня с УО186 (Ri = 1,1 ком).

Трансформаторы на ОСМах.

Сначала разберёмся, какие ОСМы нам подойдут.

Для выходников вполне применимы ОСМ-0,16, ОСМ-0,25, ОСМ-0,4.
Для межкаскадников – ОСМ-0,1.

Вот на них и остановимся.

Первое, чего, наверное, многие ждут.

7. Межкаскадник на ОСМ-0,1 для ламп Ri < 2 ком.

Это многократно опробованный вариант, так что смело мотайте!

Железо ШЛ 25 х 40. Чистая площадь сечения – 9 квадратов, межкаскаднику хватает.
Первичка: 2394 витка ПЭВ-2 0,23 мм. Четыре секции , 3+6+6+3 слоёв по 133 витка в слое.
Вторичка: 2394 витка того же провода. Три секции, 6+6+6 слоёв по 133 витка в слое.
Активное сопротивление обмоток – по 164 ома.

Зазор при токе 20-40 ма – около 0,02-0,03 мм.
Если ток 10-12 ма можно вообще обойтись без зазора. Технологический зазор спасёт железо от насыщения в этом случае.

Ставьте на раскачку ГМ70 и слушайте себе на здоровье.

Теперь выходные трансформаторы на ОСМ.

ОСМ-0,16.

Это ШЛ 32 х 40.
Чистое сечение – 12,2 квадрата. Немного, конечно.
И окошко у него небольшое. Габариты намотки – 15 х 50 мм.
Но кое-что намотать на нём всё-таки можно.

8. Выходник для SE 6С4С, Ra = 4,64 ком.

Первичка: 2520 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 126 витков в слое.
Rакт первички – 96 ом.
Вторичка: 108 витков (отвод от 76-го) проводом ПЭВ-2 0,43 мм. Две секции по четыре параллельных слоя. Всего восемь параллельных обмоток.
Rаки вторички – 0,35 ома. Приведённое – 188 ом.

КПД транса – 94%.

Зазор – не более 0,1 мм.

Как-то для безобразно «кривой» рефлекторовской трёхсотки мне пришлось намотать транс 8,5 ком / 5,4 ома, чтобы она могла хоть как-то справляться с акустикой «AN-zero2».
Первичная обмотка на таком же железе была тоже 2520 витков, а вторичка – 65 витков ПЭВ-2 0,71 мм, шесть слоёв в параллель. Если кому нужен такой «экстремальный» вариант – пожалуйста.

9. Трансформатор для SE 6П42С, Ra = 1,6 ком / 4 и 8 ом.

Люблю я лампу 6П42С в триоде. Ничего для неё не жаль, даже провода ПЭЛШО.

Вот смотрите.

Первичка: 2160 витков ПЭЛШО 0,355 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 108 витков в слое.
Rакт первички – 78 ом.
Вторичка: 162 витка ПЭВ-2 0,87 мм. Две секции по три слоя, в слое 54 витка. Отвод на четыре ома от 108-го витка, т.е. от конца второго слоя.
Обе секции вторички параллелятся.
Rакт вторички – 0,5 ома. Приведённое – 88,9 ома.

Зазор – 0,15 мм при токе 150 ма.

КПД = 89%.

Провод ПЭЛШО имеет отличные звуковые свойства, стоит попробовать, потом на обычный ПЭВ не «пересядете».

ОСМ-0,25.
ШЛ 32 х 50 – 70.
Габариты намотки 66 х 17 мм.

Как-то судьба немного меня с этим железом сводила.
Вот только пару приличных выходных трансов на нём я обнаружил в своих записях.

10. Выходной транс на 300В. Ra = 4,32 ком / 4 и 8 ом.

Первичная обмотка: 3240 витков ПЭВ-2 0,355 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 162 витка в слое. Rакт первички – 135 ом.
Вторичная: 144 витка ПЭВ-2 0,85 мм в два слоя, 72 витка в слое, отвод от 102-го витка.
Четыре таких вторички в параллель. Rакт вторички – 0,25 ома. Приведённое вторички – 127 ом.

КПД транса = 93,7%.

Индуктивность такого трансформатора около 45 гн, что позволяет услышать довольно низкий бас с ламп, подобных 300В, ГУ50, 6С4С, EL34 и пр.

Зазор – около 0,1 мм для 100 ма тока.

11. Выходник для SE 2 х 300В. Ra = 1,85 ком / 4 и 8 ом.

Был случай, когда просили меня выкачать 20 вт с двух 300В в однотакте. Пришлось городить вот такой транс.

Первичка: 2600 витков. Три секции, 5+10+5 слоёв по 130 витков проводом ПЭВ-2 0,45 мм.
Активное сопротивление первички – 62 ома.
Вторичка: 180 витков (с отводом от 127-го витка) в двух слоях по 90 витков проводом ПЭВ-2 0,69 мм. Две секции по две (всего четыре) параллельных вторички.
R акт. вторички – 0,48 ома. Приведённое – 100 ом.

КПД транса – 91%.

Зазор для тока 200 ма – ориентировочно 0,2 мм.

Теперь подобрались к железу ОСМ-0,4.
ШЛ 40 х 50 – 72. Габариты намотки – 23 х 68 мм.

Этого-то я тонны перемотал!
Ничего так железо, довольно удобное во многих отношениях.

12. Выходной трансформатор для SE 300B. Ra = 5,25 ком / 16, 8 и 4 ома.

Когда надо получить большую линейность, высокий демпингфактор и низкий бас, мотайте такой транс.

Первичка: 3312 витков ПЭВ-2 0,41 мм. Четыре секции, 4+8+8+4 слоёв по 138 витков в слое. Rакт. первички – 108 ом.
Вторичка: 188 витков ПЭВ-2 0,6 мм в два слоя по 94 витка в слое. Отвод на 8 ом от 133-го витка, на 4 ома – от 94-го витка, т.е. от конца первого слоя. Три секции по две таких вторички в параллель, всего шесть параллельных вторичек.
Rакт. вторички – 0,48 ома. Приведённое – 150 ом.

КПД – 95%.

Зазор – 0,1 мм.

Индуктивность такого трансформатора – около 60 гн позволяет его использовать даже с ГМ70, надо лишь позаботиться о киловольтной изоляции.

13. Выходник на ГМ70. Ra = 5,91 ком / 16 и 6 ом.

Первичка та же, что и в предыдущем варианте: 3312 витков ПЭВ-2 0,41 мм. Но в пяти секциях, 3+6+6+6+3 слоёв по 138 витков в слое. Rакт — те же 108 ом.
Вторичка: 176 витков (отвод от 108-го) в два слоя проводом ПЭВ-2 0,65 мм по 88 витков в слое. Никто не запрещает сделать отводы на 4 ома от 88-го витка и на 8 ом от 125-го.
Я просто ограничен был техническим заданием своего друга, для которого мотался этот выходник. А у него одна акустика – довольно «кривая» B&W604, зато другая – роскошный 300-литровый ПАС на 4А32. Вот потому и 6 и 16 ом.
Вторичных обмоток четыре секции по 1+1+2+2 обмотки, соединены параллельно.
Всегошесть параллельных секций.
Rакт. вторички – 0,38 ома. Приведённое – 137 ом.

КПД транса – 95,8%.

Зазор для ГМ70 при токе 130 ма – 0,12 мм.
Вообще при выставлении зазора смотрите на осциллограф.
Когда синус на большой амплитуде менее всего искорёжен – это правильный зазор!

14. Трансформатор для SE 6С33С. Ra = 1 ком / 8 и 4 ома.

Трансформатор для такой низкоомной лампы тоже должен быть весьма низкоомным.
Вот вариант на ОСМ-0,4.

Первичная обмотка: 1104 витка ПЭВ-2 0,89 мм. Три секции, 4+8+4 слоя по 69 витков в слое. Rакт первички – 7,6 ома.
Вторичная обмотка: 100 витков ПЭВ-2 1,25 мм в два слоя по 50 витков в слое. Отвод от 71-го витка. Две таких вторички укладываются между тремя первичками и параллелятся.
Rакт вторички – 0,175 ома. Приведённое – 21,3 ома.

КПД транса – 97%. Однако, это не предел. Его можно ещё повысить, если правильно распределить доли приведённых сопротивлений первички и вторички в КПД транса.

Зазор – 0,25 мм.

Такой выходник подойдёт и для двух параллельных 6С41С или ЕС360.

15. И ещё SE ГМ70. Ra = 6,72 ком / 8 и 4 ома.

Всё-таки индуктивность для ГМ70 должна быть большой. Вот вариант на 85 гн в первичке, но почти на грани фола по её активному сопротивлению (170 ом).

Первичка: 3888 витков ПЭВ-2 0,355 мм. Секций пять, 3+6+6+6+3 слоёв по 162 витка в слое. Rакт первички – 170 ом.
Вторичная обмотка: 138 витков провода ПЭВ-2 0,89 мм в двух слоях по 69 витков в каждом. Отвод от 98-го витка. Четыре таких вторички располагаются между пятью первичками и соединяются параллельно.
Rакт вторички – 0,24 ома. Приведённое – 190 ом.

КПД – 94,6%.

Зазор – 0,15 мм.

Хватит о железе ОСМ.
Перейдём к ещё более «народному» варианту – ТС180.

Это железо двухкатушечное, ПЛР 21 х 45.
Чистых 8,8 квадратов сечения.
Плюс весьма вместительные катушки.

Посмотрим, что можно на них намотать.

Первым делом напрашивается выходной трансформатор для РР.

16. Выходник для РР Г807. Ra-а = 8,34 ком / 8 ом.

На каждой катушке:
Четверть первичной обмотки – 1140 витков. Пять слоёв по 228 витков в слое.
Половина вторичной – 72 витка. Четыре слоя в параллель.
Ещё четверть первичной – 1140 витков. Пять слоёв по 228 витков.

Обмотки первички соединяются перекрёстно-последовательно,
вторички – последовательно.

КПД транса – 96%.

Этот трансформатор играл отличный бас. Кому такой нужен – пожалуйста!
Имейте в виду, что интересным вариантом будет запараллеливание первичек.
Тогда можно экспериментировать с Rа-а в широких пределах.

17. Транс для РР 6П45С. Ra-а = 1,8 ком / 8 и 4 ома.

Первичная обмотка: 3400 витков ПЭВ-2 0,415 мм. Четыре секции по 5 слоёв, 170 витков в каждом слое. Rакт первички – 82 ома.
Вторичная: 240 витков ПЭВ-2 0,95 мм в трёх слоях по 80 витков. Отвод на 4 ома от 160-го витка, т.е. от конца второго слоя. Rакт вторички – 0,54 ома. Приведённое – 108 ом.

Коммутация обмоток такая же, как и в предыдущем варианте.

КПД транса – 89,4%.

Из двух ПЛ-сердечников можно собрать один ШЛ.
Если проделать это с ТС180, то получим
ШЛ42 х 45 — 85 со здоровенным окном – 27 х 85 мм.
Габариты намотки – 25 х 80 мм.

Вот два SE транса на таком железе.

18. Выходник для SE ГМ5Б. Ra = 4,46 ком / 8 и 4 ома.

Первичка: 2700 витков ПЭВ-2 0,55 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 135 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 55 ом.
Вторичка: 116 витков на 6 ом, отвод для четырёх ом от 83-го витка. Провод – ПЭВ-2 диаметром 0,65 мм. Две секции вторички, в каждой по шесть (всего двенадцать) параллельных слоёв. Активное сопротивление вторички – 0,13 ома.
Приведённое – 72 ома.

КПД – 97,1%.

Зазор – около 0,12 мм для тока 130 ма.

19. Транс для SE 300В. Ra = 4 ком / 16, 8 и 2 ома.

У этого трансформатора не совсем привычная вторичка, но такие «ответвления» были продиктованы имеющейся акустикой и конструктивно оказались вполне удобны.

Первичная обмотка: 3600 витков ПЭЛШО 0,4 мм. Три секции, 6+12+6 слоёв по 150 витков в каждом слое. Rакт первички – 125 ом.
Вторичная обмотка: 228 витков (отводы от 152-го витка на 8 ом,) проводом ПЭВ-2 0,96 мм. Мотается в три слоя по 76 витков в слое. Четыре таких параллельных вторички в двух секциях. Активное сопротивление вторички – 0,37 ома, приведённое – 93 ома.

КПД – 94,5%.

Зазор – 0,15 мм для тока 100 ма.

Был сделан ещё один клон этого трансформатора для лампы ГМ70.
Вот такой:
Ra = 4,67 ком / 8 ом.

Первичка – 3600 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм.
Четыре секции — 4+8+8+4 слоёв по 150 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 92,5 ома.

Вторичка – 152 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,96 мм в два слоя по 76 витков в слое.
Три секции по две параллельных вторички в каждой секции.
Всего шесть запараллеленных вторичек.
Активное сопротивление вторички – 0,165 ома, приведённое – 92,5 ома.

КПД этого транса – 96%.

Ну и напоследок, как я и обещал, вариант перемотки прибоевского трансформатора, при котором он из «прибОйца» превращается в «прибойцА».

20. РР-транс для 6П42С в чистейшем классе «А». Ra-а = 3,81 ком / 16, 8 и 4 ома.

Первичка: 3724 витка ПЭВ-2 0,45 мм. Rакт – 82 ома.
Вторичка: 248 витков ПЭВ-2 1,00 мм в четырёх слоях по 62 витка в слое. Отводы от 186-го и от 124-го витков. Rакт – 0,55 ома. R приведённое вторички – 124 ома.
Секции на каждой катушке такие:
931 виток первички,
вся вторичка,
931 виток первички.

Коммутация первичной обмотки перекрёстно-последовательная, вторичной – параллельная.

КПД транса – 94,6%.

Вот, пожалуй, и все основные варианты трансформаторов на распространённом железе.

Многие трансы остались за бортом данной статьи по причине либо излишней компромиссности (например, межкаскадники на ТС-60 от ВМ-12, которые я ставил своим друзьям вместо проходных конденсаторов, потому что эти трансы имеют минимальный габарит – ШЛ 20 х 32 — и способны не только вместить в себя более-менее удобоваримый межкаскадный трансформатор, но и втиснуться на место убранного конденсатора) , либо по причине меньшей распространённости железа (парафазные трансформаторы на ТС70, ТС80, ТС100, выходник на ТБС-0,25 – ШЛ 32 х 64), либо просто сложные для повторения (например, многовитковые межкаскадники с хитрым секционированием многочисленных обмоток).

Но и двадцати перечисленных вариантов вполне достаточно, чтобы смело приступать к различным ламповым проектам.

Одним словом, мотайте трансформаторы, друзья!
И пусть Квортрупы, Саутеры и Сакумы завидуют нам!

Удачи!

Алексей Шалин. 4 декабря 2005 года

Комментарии к статье:

Добавил: Валерий

Пожалуйста помогите с расчётом выходного трансформатора для ламп Гу 29 усилитель планирую собирать РР в одно плечо одна лампа . имеется железо от ТС-180 2 шт и два трансформатора ТС-170


Дата: 2019-12-05

Добавил: Евгений

Здравствуйте, Алексей !
Нужен расчёт 2х-тактного модуляционного трансформатора по тех.заданию.
С уважением, Евгений. Radiotcentr@inbox.ru


Дата: 2019-10-20

Добавил: Вжопасися

Вжопасися, вжопасися, вжопасися


Дата: 2019-06-25

Добавил: Шалин

Все, кто написал камменты — пидорасы, только я один дэАртыньян


Дата: 2019-06-25

Добавил: Михаил

Здравствуйте, Алексей.
Прошу уточнить толщину межобмоточных прокладок для трансформатора №15 :2хТС-180, ШЛ42х45, (ГМ-70, Ra 6,72 ком, 3+6+6+6+3, ОСМ1-0,4.
Очень хотелось бы проконсультироваться у Вас и по другим вопросам.
Спасибо, С уважением, Михаил.
mihailchekryshov@mail.ru


Дата: 2019-04-30

Добавил: Шалин

Пизжу я все


Дата: 2019-04-12

Добавил: Дмитрий

Помогите по расчету тр_р для двухтакта 6п36с в триодном на железе тс180 нагрузка 4 ома. За рание спс.


Дата: 2017-05-10

Добавил: ДМИТРИЙ

Есть два твт-28 красивый транс в эбонитовом цилиндрическом корпусе первичка 6,2 ом вторичка 30 ом подскажите куда такой пойдет ???


Дата: 2017-03-25

Добавил: а где же транс для 6п3с

а где же транс для 6п3с


Дата: 2017-03-18

Добавил: Тото Кутуньо

Транс для двухтактника на 6П36С — такое количество слоёв не поместится на железе от тсш 170


Дата: 2016-10-23

Добавил: капитан

и еще. габаритная мощность выходного транса должна быть больше заявленной мощности усилка. для SE- в 10-12раз, для PP в 6-8 раз


Дата: 2016-10-02

Добавил: капитан

а ведь все просто…. чем больше витков в первичке- тем лучше. а вторичка -в зависимости от нужного Rа.расчет коэфициента трансформации прост. делим Rа на Rнагрузки. из полученного извлекаем квадратный корень. например для 5000 ом и нагрузки 8ом коэф. равен 25. первичка 3000втк, вторичка 120втк. минимум 5 секций 1-2-1-2-1.первички последовательно, вторички параллельно. чем толще провод -тем лучше. особенно во вторичке


Дата: 2016-10-02

Добавил: Ответ Руслану за 2010-06-21

В ламповых усилителях без трансов к сожалению не обойтись. Чтобы отказаться от трансов придется отказаться от ламповых усилителей, так как не могут они друг без друга. Не хотите использовать выходные трансы — собирайте на транзисторах.


Дата: 2015-11-17

Добавил: Александр

есть самодельный УНЧ РР на 6п14п, трансформаторы от радиолы Романтика 105, есть ли смысл намотать выходные трансы на ОСМ 0,1 ? И какие будут намоточные данные ?


Дата: 2015-02-13

Добавил: Ник lll

Видно что челове работает, а то «Я хочу вот я хочу» сопли по форуму размазывает точка


Дата: 2014-12-18

Добавил: vladislav

ТС-180 для двухтактного на 6п6с и 6п3с.спасибо.ТС-180-2.


Дата: 2014-12-08

Добавил: vladislav

ТС-180 для двухтактного на 6п6с и 6п3с.спасибо.


Дата: 2014-12-08

Добавил: Андрей

Транс для двухтактника на 6П45С в триодном включении можно выполнить на железе тсш 170


Дата: 2014-08-19

Добавил: ЮЛИЙ

Алексей доброе время суток!!!
А нет ли у Вас информации по данным на ОСМ 0.4 для двухтактника на гу50?


Дата: 2014-02-14

Добавил: Паша.Ру

Возник вопрос по данному транформатору: Транс для РР 6П45С. Ra-а = 1,8 ком / 8 и 4 ома. Как его мотать ? 3 слоя по 80 витков это уже 240. Получается 2 катушки по 240. Как их соединять??? Если как в предыдущем то вторичка получается 480 витков.


Дата: 2014-01-23

Добавил: Андрей.

Здравствуйте Алексей! Подскажите пожалуста, как вы определили Raa- 8.34кОма для ТС-180-2? для двухтактного усилителя на Г-807. Ведь и для расчёта коэффициента трансформации (смотря для какой нагрузки) фигурирует эта цыфра.В сязи с тем что у меня при намотке этого трансформатола проводом 0,315( 0,31 не было) в один слой влезло 217 а не витков а не228, 5 слоёв получилось 1085 витков , дальше зашёл в тупик,если общее число витков первички получится 4340 витков,на 220 витков меньше, то при намотке вторички, число витков тоже будет другое, так как Raa получиться уже другое, я не могу понять как определить Raa при полученном количестве витков, чтобы дальше расчитать коэффициент трансформации, и количество витков вторички для 4х и 8 омной нагрузки.


Дата: 2013-11-11

Добавил: brewmaster

Какой данные использовать для ТС180 на ГУ29 двухтакт


Дата: 2013-05-01

Добавил: Антон

Вы не могли бы рассчитать выходной трансформатор для PP усилителя на 6п6с на железе от ОСМ0.1 и ОСМ0.063 (не знаю, какие смогу найти на базаре).


Дата: 2012-03-09

Добавил: Чак

Хотелось бы Вашей помощи для расчета выходника под схему Сергеева ГУ 50 в парралель на стали ШЛ42 х 45 — 85 из двух ТС-180.


Дата: 2012-02-13

Добавил: Александр

Алексей,а в чем смысл дробления секций вторички напр.вар.№8?


Дата: 2011-07-19

Добавил: Stanum

Автору за статью поклон до ПОЛА!!!
огромное спасибо Вам!


Дата: 2011-03-21

Добавил: Евгений

Инженера прошу прощения за свою тупость Расчитайте выходник под гм70 двухтник осм0.4 и межкаскадник спасибо


Дата: 2011-03-20

Добавил: Skeiv

ну как бы от 20гц до 20кгц получить линейный транс достаточно несложно:)


Дата: 2011-01-26

Добавил: Руслан

Ребят.. трансы — это хорошо: куда без них! Но неужели всё так запущено, неужели нельзя без них обойтись.. скажем на мосфетах сделать гибридник? Ну покажите мне такой транс, который от 20 до 20000 гц будет линейным, разве что у Берингера, нгамотанный серебрянным проводом или у еще одного нашего «очумельца», в котором используется состаренная в потоках нейтронов проволока (!вот народ извращается!). Вобщем можно ли обойтись вообще без трансформаторов, не ухудшив звучание?


Дата: 2010-06-21

Добавил: AleKs CH.

круто блин!!!могут же люди:)я вот тоже хочу-посмотрел и вдохновился так сказать. не подскажете- транс, что у вас для гу50, для ее включения в двухтактной схеме использовать тоже можно?Спасибо.


Дата: 2010-03-19

Реклама: Сервисное обслуживание газового котла. Техническое обслуживание газовых котлов. — Асфальтирование в Московской области — где купить в Московской области мо-песок.рф.

Несмотря на многообразие электрооборудования на рынке, далеко не во всех ситуациях можно найти подходящий преобразовательный агрегат для решения конкретной задачи. Поэтому многие обыватели пытаются изготовить трансформатор своими руками для получения определенных параметров работы. Стоит отметить, что намотать трансформатор может каждый, даже без специализированного оборудования и особых навыков, но этот процесс довольно трудоемкий и кропотливый. Поэтому изначально вам придется определиться с типом и характеристиками прибора.

Что понадобится для сборки?

Все преобразователи подразделяются на две основные категории – повышающие и понижающие трансформаторы.

В зависимости от предназначения, конструктивных особенностей и места установки их можно разделить на такие категории:

  • Силовые трансформаторы;
  • Измерительные трансформаторы;
  • Импульсные трансформаторы;
  • Сварочные трансформаторы;

Практически каждое из вышеперечисленных устройств вы можете воссоздать в домашних условиях. Наиболее простым вариантом является перемотка трансформатора из заводского изделия, так как он уже содержит необходимые элементы. Главное, чтобы первичная обмотка подходила по номиналу питающего напряжения и мощности. Куда хуже, если перематывать нужно обе обмотки, к примеру, если и первичная, и вторичная обмотка пробиты или получили механическое повреждение.

Для изготовления трансформатора своими руками вам понадобятся:

  • Магнитопровод – служит в качестве проводника магнитного потока, лучше взять из старого трансформатора, так как он изготовлен из электротехнической стали и обеспечивает необходимые параметры работы, характеризуется малыми потерями в железе.
  • Провода нужного вам сечения в лаковой, полимерной или стеклотканевой изоляции. Чем тоньше этот слой, тем плотнее прилягут витки к каркасу и друг к другу.
  • Каркас – служит в качестве основания для обмоток трансформатора, устанавливает габариты по ширине. Можно взять из старого трансформатора, а можно изготовить своими руками. Материалом для каркаса может послужить электротехнический картон, гетинакс или текстолит, важно чтобы он не занимал много места в зазоре между сердечником и проводом.
  • Изоляция – предназначена для электрического отделения токоведущих элементов друг от друга и от конструктивных элементов трансформатора. В промышленном производстве используется лакотканевая лента, фторопласт, парафиновая пропитка, но при самостоятельном изготовлении подойдет любой имеющийся у вас материал, главное, чтобы его диэлектрической прочности хватало для напряжения сети.
  • Намоточный станок – позволяет упростить процесс и обеспечить постоянное натяжение. Можно изготовить своими руками из ручной дрели или по принципу вертела на двух шарнирах. Важно, чтобы изготовленный станок имел как можно меньший люфт.

Помимо этого вам могут пригодиться: молоток с деревянной пресс-планкой, паяльник для соединения проводов, ножницы, пассатижи. Но перед изготовлением, обязательно рассчитайте параметры трансформатора.

Расчеты

Рис. 1: принципиальная схема трансформатора

Наиболее сложный вариант, если вы будете изготавливать трансформатор своими руками с нуля. В таком случае расчет электрической машины производится в зависимости от выходной мощности. Исходя из этого параметра, рассчитывается мощность первичной обмотки. Если вы используете заводской сердечник, то можно считать эти величины одинаковыми, если вы соберете его самостоятельно, то P2 = 0,9 * P1

Это приблизительный расчет с учетом потерь в сердечнике. В зависимости от качества шихтовки своими руками, разница мощностей может находиться в пределах от 5 до 20%.

В зависимости от мощности первички определяется сечение магнитопровода, которое вычисляется по формуле: S = √P1

Следует отметить, что мощность для вычислений берется в Ваттах, а размеры сердечника получаем в квадратных сантиметрах.

Далее определяется коэффициент передачи электромагнитной энергии: k = f/S,

Где k – коэффициент передачи, f – частота сетевого напряжения переменного тока, S – площадь сечения магнитопровода.

Исходя из полученного коэффициента, определяется число витков в обмотках по величине входных и выходных напряжений: N1 = k*U1, N2 = k*U2

Это приблизительные вычисления, предназначенные для бытового применения радиолюбителями. Заводские трансформаторы имеют более сложную процедуру расчета, которая производится по справочникам и зависит от их типа и назначения (силовые, измерительные, трехобмоточные, тороидальные устройства и т.д.)

Далее рассчитывается сила тока в первичной обмотке трансформатора: I1 = P1 / U1

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по формуле: : I2 = P2 / U2

Исходя из величины тока в каждой обмотке, выбирается сечение жилы. Но заметьте, что проводник в обмотке значительно хуже охлаждается, поэтому запас сечения делается на 20 – 30%. Проще выполнять данную работу медными проводами, но это требование не критично.

Таблица: выбор сечения, в зависимости от протекающего тока

Медный проводник Алюминиевый проводник
Сечение жил, мм2 Ток, А Сечение жил. мм2 Ток, А
0,5 11
0,75 15
1 17
1.5 19 2,5 22
2.5 27 4 28
4 38 6 36
6 46 10 50
10 70 16 60
16 80 25 85
25 115 35 100
35 135 50 135
50 175 70 165
70 215 95 200
95 265 120 230
120 300

Сборка повышающего трансформатора

Особенностью повышающего трансформатора является большее сечение жил первичной обмотки трансформатора по отношению к вторичной. Ярким примером может служить любой агрегат, повышающий напряжение питания 220 Вольт до 400, 500, 1000 В и т.д., соответственно класс изоляции трансформатора выбирается по номиналу вторичной обмотки, как в сетевых трансформаторах.

Заметьте, что проводник большого сечения не получится намотать самодельным станком, поскольку вы не сможете выдать достаточное усилие. Определить это довольно просто – если первые витки свободно двигаются по каркасу катушки или хуже того, вы видите явный зазор между жилой и каркасом, переходите к ручной намотке.

Для сборки вам потребуется выполнить такую последовательность действий:

  • Соберите основание из диэлектрического материала, для этого можно вырезать его по лекалу из картона. Сборка каркаса производится внахлест при помощи клея. Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора

Если у вас имеется готовый образец, можете переходить к следующему этапу.

  • Сделайте отверстия в щеке катушки под выводы в электрическую сеть и к потребителю. Проденьте в них выводы. Рис. 3: проденьте вывод первичной обмотки
  • Уложите первый слой изоляции под первичку. Рис. 4: нанесите слой изоляции на катушку
  • Намотайте первичную обмотку трансформатора – если позволяет толщина, используйте станок, в противном случае, сделайте это руками. При намотке каждые 4 -5 витков проверяйте жесткость фиксации и плотность прилегания. Рис. 5: намотайте первичку

В случае наличия видимых зазоров рекомендуется придавливать витки деревянной пресс-плашкой или прибивать их через плашку молотком.

  • Посчитайте количество витков, оно должно соответствовать расчетному, выводы проденьте в отверстия. Уложите слой изоляции на первичку.
  • После слоя изоляции намотайте вторичку, так как здесь будет использоваться более тонкий провод, эту процедуру проще выполнять на станке. Рис. 6: намотайте вторичную обмотку

Периодически проверяйте плотность витков и их фиксацию на стержне. Хорошая фиксация не должна прогибаться и деформироваться при нажатии пальцами.

  • Если все витки не помещаются в один слой, их выкладывают в несколько, тогда важно соблюдать одно и то же количество витков в каждом из них. Слои перекладываются диэлектрическим материалом, заметьте, что толщина изоляции не должна существенно влиять на общие габариты катушек. Рис. 7: заизолируйте первый слой
  • Выведете концы вторичной обмотки на щечку каркаса.
  • Поместите магнитопровод в окно каркаса, сборка сердечника выполняется поочередно с каждой стороны, иначе потери окажутся слишком большими. Затем сердечник распирается для плотности фиксации. Рис. 8: поместите катушки на сердечник

Мощные трансформаторы на большой номинал напряжения дополнительно пропитывается парафиновой изоляцией. Такая процедура приводит к повышению емкостных потерь, но создает дополнительную защиту от электрического тока.

Сборка понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор будет отличаться большим количеством витков на первичке. В быту их можно часто встретить в блоках питания, сварочных аппаратах и прочем оборудовании. Правда, в импульсных блоках используется другая технология, поэтому ремонт таких устройств производится без трансформаторов.

Так как изготовление сварочного трансформатора своими руками довольно актуально для домашних самоделок, рассмотрим на примере этот вариант. Требования к процессу сборки соответствует предыдущему. Отличительной особенностью такого агрегата является большое сечение провода во вторичной обмотке, так как сварочный ток может достигать сотен ампер.

Процесс изготовления заключается в следующем:

  1. Возьмите старое или изготовьте основание для катушки.
  2. Зафиксируйте на трансформаторном каркасе слой изоляции.
  3. Намотайте первичную обмотку с попеременной изоляцией слоев.
  4. Заизолируйте первичку и намотайте вторичную обмотку, так как большой диаметр проводов не позволит сделать это вручную, используйте слесарный инструмент.
  5. Зафиксируйте выводы обеих катушек.
  6. Установите пластины сердечника.

Испытание

Для проверки работоспособности П-образных или тороидальных трансформаторов в домашних условиях можно воспользоваться обычным мультиметром. Для этого переведите измерительный прибор в режим прозвона и проверьте целостность каждой из обмоток. Затем проверьте изоляцию между каждой из обмоток и магнитопроводом и сопротивление между обеими обмотками. Это наиболее простой комплекс испытаний, который даст общее представление об исправности самодельного агрегата.

Для проверки отсутствия короткозамкнутых витков используется лампа, включающаяся последовательно к первичной обмотке.

Помимо этого электрические машины испытываются в режиме холостого хода и короткого замыкания. Такие проверки показывают, насколько качественно собран преобразователь, но выполнять их в домашних условиях не обязательно.

Расчет трансформатора

В раздел: Советы → Расcчитать силовой трансформатор

Как рассчитать силовой трансформатор и намотать самому.
Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН, ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?
Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-180 и ему подобные.
Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.
Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт? Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток — амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся, диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным проводом в изоляции.

Формула для расчета витков трансформатора

50/S — это эмпирическая формула, где S — площадь сердечника трансформатора в см2 (ширину х толщину), считается, что она справедлива до мощности порядка 1кВт.
Измерив площадь сердечника, прикидываем сколько надо витков намотать на 10 вольт, если это не очень трудно, не разбирая трансформатора наматываем контрольную обмотку через свободное пространство (щель). Подключаем лабораторный автотрансформатор к первичной обмотке и подаёте на неё напряжение, последовательно включаем контрольный амперметр, постепенно повышаем напряжение ЛАТР-ом, до начала появления тока холостого хода.
Если вы планируете намотать трансформатор с достаточно «жёсткой» характеристикой, к примеру, это может быть усилитель мощности передатчика в режиме SSB, телеграфном, где происходят довольно резкие броски тока нагрузки при высоком напряжении ( 2500 -3000 в), например, тогда ток холостого хода трансформатора устанавливаем порядка 10% от максимального тока, при максимальной нагрузке трансформатора. Замерив полученное напряжение, намотанной вторичной контрольной обмотки, делаем расчет количества витков на вольт.
Пример: входное напряжение 220вольт, измеренное напряжение вторичной обмотки 7,8 вольта, количество витков 14.

Рассчитываем количества витков на вольт
14/7,8=1,8 витка на вольт.

Если нет под рукой амперметра, то вместо него можно использовать вольтметр, замеряя падение напряжение на резисторе, включенного в разрыв подачи напряжения к первичной обмотке, потом рассчитать ток из полученных измерений.

Вариант 2 расчета трансформатора.
Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности:

1. Определяют значение тока, протекающего через вторичную обмотку трансформатора:
I2 = 1,5 Iн,
где: I2 — ток через обмотку II трансформатора, А;
Iн — максимальный ток нагрузки, А.
2. Определяем мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:
P2 = U2 * I2,
где: P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;
U2 — напряжение на вторичной обмотке, В;
I2 — максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.
3. Подсчитываем мощность трансформатора:
Pтр = 1,25 P2,
где: Pтр — мощность трансформатора, Вт;
P2 — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.
Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.
4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке:
I1 = Pтр / U1,
где: I1 — ток через обмотку I, А;
Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт;
U1 — напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).
5. Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:
S = 1,3 Pтр,
где: S — сечение сердечника магнитопровода, см2;
Ртр — мощность трансформатора, Вт.
6. Определяем число витков первичной (сетевой) обмотки:
w1 = 50 U1 / S,
где: w1 — число витков обмотки;
U1 — напряжение на первичной обмотке, В;
S — сечение сердечника магнитопровода, см2.
7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки:
w2 = 55 U2 / S,
где: w2 — число витков вторичной обмотки;
U2 — напряжение на вторичной обмотке, В;
S-сечение сердечника магнитопровода, см2.
8. Высчитываем диаметр проводов обмоток трансформатора:
d = 0,02 I,
где: d-диаметр провода, мм;
I-ток через обмотку, мА.

Ориентировочный диаметр провода для намотки обмоток трансформатора в таблице 1.

Таблица 1
Iобм, ma <25 25 — 60 60 — 100 100 — 160 160 — 250 250 — 400 400 — 700 700 — 1000
d, мм 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6

После выполнения расчетов, приступаем к выбору самого трансформаторного железа, провода для намотки и изготовление каркаса на которой намотаем обмотки. Для прокладки изоляции между слоями обмоток приготовим лакоткань, суровые нитки, лак, фторопластовую ленту. Учитываем тот факт, что Ш — образный сердечник имеют разную площадь окна, поэтому будет не лишним провести расчет проверки: войдут ли они на выбранный сердечник. Перед намоткой производим расчет — поместится ли обмотки на выбранный сердечник.
Для расчета определения возможности размещения нужного количества обмоток:
1. Ширину окна намотки делим на диаметр наматываемого провода, получаем количество витков наматываемый
на один слой — N¹.
2. Рассчитываем сколько необходимо слоев для намотки первичной обмотки, для этого разделим W1 (количество витков первичной обмотки) на N¹.
3. Рассчитаем толщину намотки слоев первичной обмотки. Зная количество слоев для намотки первичной обмотки умножаем на диаметр наматываемого провода, учитываем толщину изоляции между слоями.
4. Подобным образом считаем и для всех вторичных обмоток.
5. После сложения толщин обмоток делаем вывод: сможем ли мы разместить нужное количество витков всех обмоток на каркасе трансформатора.

Если вы располагаете достаточно распространенным железом — трансформатор ОСМ-0,63 У3 и им подобным, можно его перемотать?
Расшифровка обозначений ОСМ: О — однофазный, С — сухой, М — многоцелевого назначения.
По техническим характеристикам он не подходит в для включения однофазную сеть 220 вольт т.к. рассчитан на напряжение первичной обмотки 380 вольт.
Что же в этом случае делать?
Имеется два пути решения.
1. Смотать все обмотки и намотать заново.
2. Смотать только вторичные обмотки и оставить первичную обмотку, но так как она рассчитана на 380В, то с нее необходимо смотать только часть обмотки оставив на напряжение 220в.
При сматывании первичной обмотки получается примерно 440 витков (380В) когда сердечник Ш-образной формы, а когда сердечник трансформатора ОСМ намотан на ШЛ данные другие — количество витков меньше.
Данные первичных обмоток на 220в трансформаторов ОСМ Минского электротехнического завода 1980 год.

ОСМ 1,0 (мощность 1 кВт), вес 14,4кг. Сердечник 50х80мм. Iхх-300ма

Подключение обмоток трансформаторов ТПП

Рассмотрим на примере ТПП-312-127/220-50 броневой конструкции, параллельное включение вторичных обмоток.
В зависимости от напряжения в сети подавать напряжение на первичную обмотку можно на выводы 2-7, соединив между собой выводы 3-9, если повышенное — то на 1-7 (3-9 соединить) и т.д. На схеме подключение показано случае пониженного напряжение в сети.
Часто возникает необходимость применять унифицированные трансформаторы типа ТАН, ТН, ТА, ТПП на нужное напряжение и для получения необходимой нагрузочной способности, а простым языком нам надо подобрать, к примеру, трансформатор со вторичной обмоткой 36 вольт и чтобы он отдавал 4 ампера под нагрузкой, первичная конечно 220 вольт.
Как подобрать трансформатор?
С начало определяем необходимую мощность трансформатора, нам необходим трансформатор мощностью 150 Вт.
Входное напряжение однофазное 220 вольт, выходное напряжение 36 вольт.
После подбора по техническим данным определяем, что в данном случае нам больше всего подходит трансформатор марки ТПП-312-127/220-50 с габаритной мощностью 160 Вт (ближайшее значение в большую сторону ), трансформаторы марки ТН и ТАН в данном случае не подходят.
Вторичные обмотки ТПП-312 имеют по три раздельные обмотки напряжением 10,1в 20,2в и 5,05в, если соединить их последовательно 10,1+20,2+5,05=35,35 вольт, то получаем напряжение на выходе почти 36 вольт. Ток вторичных обмоток по паспорту составляет 2,29А, если соединить две одинаковые обмотки параллельно, то получим нагрузочную способность 4,58А (2,29+2,29).
После выбора нам только остается правильно соединить выходные обмотки параллельно и последовательно.
Последовательно соединяем обмотки для включения в сеть 220 вольт. Последовательно включаем вторичные обмотки, набирая нужное напряжение по 36В на обеих половинках трансформатора и соединяем их параллельно для получения удвоенного значения нагрузочной способности.
Самое важное, правильно соединить обмотки при параллельном и последовательном включении, как первичной так и вторичной обмоток.

Если неправильно включить обмотки трансформатора, то он будет гудеть и перегреваться, что потом приведет его к преждевременному выходу из строя.

По такому же принципу можно подобрать готовый трансформатор на практически любое напряжение и ток, на мощность до 200 Вт, конечно, если напряжение и ток имеют более или менее стандартные величины.
Разные вопросы и советы.
1. Проверяем готовый трансформатор, а у него ток первичной обмотки оказывается завышенным, что делать? Чтобы не перематывать и не тратить лишнее время домотайте поверх еще одну обмотку, включив ее последовательно с первичной.
2. При намотке первичной обмотки когда мы делаем большой запас, чтобы уменьшить ток холостого хода, то учитывайте, что соответственно уменьшается и КПД транса.
3. Для качественной намотки, если применен провод диаметром от 0,6 и выше , то его обязательно надо выпрямить, чтоб он не имел малейшего изгиба и плотно ложился при намотке, зажмите один конец провода в тиски и протяните его с усилием через сухую тряпку, далее наматывайте с нужным усилием, постепенно наматывая слой за слоем. Если приходится делать перерыв, то предусмотрите фиксацию катушки и провода, иначе придется делать все заново. Порой подготовительные работы занимают много времени, но это того стоит для получения качественного результата.
4. Для практического определения количества витков на вольт, для попавшегося железа в сарае, можно намотать на сердечник проводом обмотку. Для удобства лучше наматывать кратное 10, т.е. 10 витков, 20 витков или 30 витков, больше наматывать не имеет большого смысла. Далее от ЛАТРа постепенно подаем напряжение его увеличивая от 0 и пока не начнет гудеть испытываемый сердечник, вот это и является пределом. Далее делим полученное напряжение подаваемое от ЛАТРа на количество намотанных витков и получаем число витков на вольт, но это значение немного увеличиваем. На практике лучше домотать дополнительную обмотку с отводами для подбора напряжения и тока холостого хода.
5. При разборке — сборке броневых сердечников обязательно помечайте половинки, как они прилегают друг к другу и собирайте их в обратном порядке, иначе гудение и дребезжание вам обеспечено. Иногда гудения избежать не удается даже при правильной сборке, поэтому рекомендуется собрать сердечник и скрепить чем либо (или собрать на столе, а сверху через кусок доски приложить тяжелый груз), подать напряжение и попробовать найти удачное положение половинок и только потом окончательно закрепить. Помогает и такой совет, поместить готовый собранный трансформатор в лак и потом хорошо просушить при температуре до полного высыхания (иногда используют эпоксидную смолу, склеивая торцы и просушка до полной полимеризации под тяжестью).

Соединение обмоток отдельных трансформаторов

Иногда необходимо получить напряжение нужной величины или ток большей величины, а в наличии имеются готовые отдельные унифицированные трансформаторы, но на меньшее напряжение чем нужно, встает вопрос: а можно ли отдельные трансформаторы включать вместе, чтобы получить нужный ток или величину напряжения?
Для того чтобы получить от двух трансформаторов постоянное напряжение, к примеру 600 вольт постоянного тока, то необходимо иметь два трансформатора которые бы после выпрямителя выдавали бы 300 вольт и после соединив их последовательно два источника постоянного напряжения получим на выходе 600 вольт.

Радиолюбитель — это просто

Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

Простой расчет понижающего трансформатора.
Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.
Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.
Магнитопроводы бывают:
1, 4 – броневые,
2, 5 – стержневые,
6, 7 – кольцевые.
Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.

Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.
Как определить габаритную мощность трансформатора.
Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.
Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.
Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.
Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.
P = B * S² / 1,69
Где:
P – мощность в Ваттах,
B – индукция в Тесла,
S – сечение в см²,
1,69 – постоянный коэффициент.

Пример:
Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.
S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²
Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.
P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт
Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:
S = ²√ (P * 1,69 / B)
Пример:
Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.
S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²
О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Максимальные ориентировочные значения индукции.

КАК РАССЧИТАТЬ ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР.
В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электрическим током.
В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием, рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт.
Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт.
В качестве примера давайте рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт.
Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под стандартный патрон продаются в магазинах электро-товаров.
Если вы найдете лампочку другой мощности, например на 40 ватт, нет ничего страшного — подойдет и она. Просто наш трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.
СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ.
Мощность во вторичной цепи: Р2 = U2 • I2 = 60 ватт
Где:
Р2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт;
U2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт;
I2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.
КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8.
КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:
Р1 = Р2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт.
Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р1, мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.
Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будет располагаться каркас с первичной и вторичной обмотками.
Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:
S = 1,2 • √P1
Где:
S — площадь в квадратных сантиметрах,
P1 — мощность первичной сети в ваттах.
S = 1,2 • √75 = 1,2 • 8,66 = 10,4 см².
По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:
w = 50 / S
В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.
w = 50 / 10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.
Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.
Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:
W1 = U1 • w = 220 • 4.8 = 1056 витка.
Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:
W2 = U2 • w = 36 • 4,8 = 172.8 витков, округляем до 173 витка.
В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.
Величина тока в первичной обмотке трансформатора:
I1 = P1 / U1 = 75 / 220 = 0,34 ампера.
Ток во вторичной обмотке трансформатора:
I2 = P2 / U2 = 60 / 36 = 1,67 ампера.
Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .
При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле:
d = 0,8 √I
Для первичной обмотки диаметр провода будет:
d1 = 0,8 √I 1 = 0,8 √0,34 = 0,8 * 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм.
Диаметр провода для вторичной обмотки:
d2 = 0,8 √I 2 = 0,8 √1,67 = 0,8 * 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.
ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.
Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:
s = 0,8 • d²
где: d — диаметр провода.
Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм.
Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм равна:
s = 0,8 • d² = 0,8 • 1,1² = 0,8 • 1,21 = 0,97 мм²
Округлим до 1,0 мм².
Из таблицы выбираем диаметры двух проводов сумма площадей поперечного сечения которых равна 1.0 мм².
Например, это два провода диаметром по 0,8 мм. и площадью по 0,5 мм².
Или два провода:
— первый диаметром 1,0 мм. и площадью сечения 0,79 мм²,
— второй диаметром 0,5 мм. и площадью сечения 0,196 мм².
что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².
Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.
Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.
И конечно можно воспользоватся программой для расчета

Расчет трансформатора: онлайн калькулятор или дедовский метод для дома — выбери сам

Ремонт современных электрических приборов и изготовление самодельных конструкций часто связаны с блоками питания, пускозарядными и другими устройствами, использующими трансформаторное преобразование энергии. Их состояние надо уметь анализировать и оценивать.

Считаю, что вам поможет выполнить расчет трансформатора онлайн калькулятор, работающий по подготовленному алгоритму, или старый проверенный дедовский метод с формулами, требующий вдумчивого отношения. Испытайте оба способа, используйте лучший.

Сразу заостряю ваше внимание на том вопросе, что приводимые методики не способны точно учесть магнитные свойства сердечника, который может быть выполнен из разных сортов электротехнических стали.

Поэтому реальные электрические характеристики собранного трансформатора могут отличаться на сколько-то вольт или число ампер от полученного расчетного значения. На практике это обычно не критично, но, всегда может быть откорректировано изменением числа количества в одной из обмоток.

Поперечное сечение магнитопровода передает первичную энергию магнитным потоком во вторичную обмотку. Обладая определенным магнитным сопротивлением, оно ограничивает процесс трансформации.

От формы, материала и сечения сердечника зависит мощность, которую можно преобразовывать и нормально передавать во вторичную цепь.

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Шаг №1. Указание формы сердечника и его поперечного сечения

Лучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, набранные из Ш-образных пластин. Кольцевая форма из П-образных составляющих деталей обладает большим сопротивлением.

Для проведения расчета надо указать форму сердечника по виду пластины (кликом по точке) и его измеренные линейные размеры:

  1. Ширину пластины под катушкой с обмоткой.
  2. Толщину набранного пакета.

Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.

Шаг №2. Выбор напряжений

Трансформатор создается как повышающей, понижающей (что в принципе обратимо) или разделительной конструкцией. В любом случае вам необходимо указать, какие напряжения вам нужны на его первичной и вторичной обмотке в вольтах.

Заполните указанные ячейки.

Шаг №3. Частота сигнала переменного тока

По умолчанию выставлена стандартная величина бытовой сети 50 герц. При необходимости ее нужно изменить на требуемую по другому расчету. Но, для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных блоках питания, эта методика не предназначена.

Их создают из других материалов сердечника и рассчитывают иными способами.

Шаг №4. Коэффициент полезного действия

У обычных моделей сухих трансформаторов КПД зависит от приложенной электрической мощности и вычисляется усредненным значением.

Но, вы можете откорректировать его значение вручную.

Шаг №5. Магнитная индуктивность

Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому протекает ток.

По умолчанию для расчета трансформаторов принят усредненный параметр в 1,3 тесла. Его можно корректировать.

Шаг №6. Плотность тока

Термин используется для выбора провода обмотки по условиям эксплуатации. Среднее значение для меди принято 3,5 ампера на квадратный миллиметр поперечного сечения.

Для работы трансформатора в условиях повышенного нагрева его следует уменьшить. При принудительном охлаждении или пониженных нагрузках допустимо увеличить. Однако 3,5 А/мм кв вполне подходит для бытовых устройств.

Выполнение онлайн расчета трансформатора

После заполнения ячеек с исходными данными нажимаете на кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и показывает результаты расчета таблицей.

Онлайн калькулятор (ссылка откроется в новой вкладке)

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Привожу упрощенную методику, которой пользуюсь уже несколько десятков лет для создания и проверки самодельных трансформаторных устройств из железа неизвестной марки по мощности нагрузки.

По ней мне практически всегда получалось намотать схему с первой попытки. Очень редко приходилось добавлять или уменьшать некоторое количество витков.

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

В основу расчета положено среднее соотношение коэффициента полезного действия ŋ, как отношение электрической мощности S2, преобразованной во вторичной обмотке к приложенной полной S1 в первичной.

ŋ = S1 / S2

Потери мощности во вторичной обмотке оценивают по статистической таблице.

Мощность трансформатора, ватты Коэффициент полезного действия ŋ
15÷50 0,50÷0,80
50÷150 0,80÷0,90
150÷300 0,90÷0,93
300÷1000 0,93÷0,95
>1000 0.95÷0,98

Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего по первичной обмотке в амперах, на напряжение бытовой проводки в вольтах.

Она преобразуется в магнитную энергию, протекающую по сердечнику, полноценно распределяясь в нем в зависимости от формы распределения потоков:

  1. для кольцевой фигуры из П-образных пластин площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc=√S1;
  2. у сердечника из Ш-образных пластин Qc=0,7√S1.

Таким образом, первый этап расчета позволяет: зная необходимую величину первичной или вторичной мощности подобрать магнитопровод по форме и поперечному сечению сердечника;или по габаритам имеющегося магнитопровода оценить электрические мощности, которые сможет пропускать проектируемый трансформатор.

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Силовой трансформатор создается для преобразования электрической энергии одной величины напряжения в другое, например, U1=220 вольт на входе и U2=24 V — на выходе.

Коэффициент трансформации в приведенном примере записывается как выражение 220/24 или дробь с первичной величиной напряжения в числителе, а вторичной — знаменателе. Он же позволяет определить соотношение числа витков между обмотками.

n = W1 / W2

На первом этапе мы уже определили электрические мощности каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I=S/U внутри любой катушки.

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

При определении поперечного сечения проводника катушки используется эмпирическое выражение, учитывающее, что плотность тока лежит в пределах 1,8÷3 ампера на квадратный миллиметр.

Величину тока в амперах для каждой обмотки мы определили на предыдущем шаге.

Теперь просто извлекаем из нее квадратный корень и умножаем на коэффициент 0,8. Полученное число записываем в миллиметрах. Это расчетный диаметр провода для катушки.

Он подобран с учетом выделения допустимого тепла из-за протекающего по нему тока. Если место в окне сердечника позволяет, то диаметр можно немного увеличить. Тогда эти обмотки будут лучше приспособлены к тепловым нагрузкам.

Когда даже при плотной намотке все витки провода не вмещаются в окне магнитопровода, то его поперечное сечение допустимо чуть уменьшить. Но, такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.

При выборе диаметра провода добиваются оптимального соотношения между его нагревом при эксплуатации и габаритами свободного пространства внутри сердечника, позволяющими разместить все обмотки.

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Вычисление основано на использовании магнитных свойств железа сердечника. Промышленные трансформаторы собираются из разных сортов электротехнической стали, подбираемые под конкретные условия работы. Они рассчитываются по сложным, индивидуальным алгоритмам.

Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить электротехнические характеристики которой ему практически не реально. Поэтому формулы учитывают усредненные параметры, которые не сложно откорректировать при наладке.

Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω’. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое наводится в одном витке катушки и связан с поперечным сечением магнитопровода Qc (см кв).

ω’=45/Qc (виток/вольт)

В первичной обмотке число витков вычислим, как W1= ω’∙U1, а во вторичной — W2= ω’∙U2.

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

На этом шаге требуется прикинуть: войдут ли все обмотки в свободное пространство окна сердечника с учетом габаритов катушки.

Для этого допускаем, что провод имеет сечение не круглое, а квадрата со стороной одного диаметра. Тогда при совершенно идеальной плотной укладке он займет площадь, равную произведению единичного сечения на количество витков.

Увеличиваем эту площадь процентов на 30, ибо так идеально намотать витки не получится. Это будет место внутри полостей катушки, а она еще займет определенное пространство.

Далее сравниваем полученные площади для катушек каждой обмотки с окном магнитопровода и делаем выводы.

Второй способ оценки — мотать витки «на удачу». Им можно пользоваться, если новая конструкция перематывается проводом со старых рабочих катушек на том же сердечнике.

4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт

Сборка магнитопровода

Степень сжатия пластин влияет на шумы, издаваемые железом сердечника при вибрациях от протекающего по нему магнитного потока.

Одновременно не плотное прилегание железа с воздушными зазорами увеличивает магнитное сопротивление, вызывает дополнительные потери энергии.

Если для стягивания пластин используются металлические шпильки, то их надо изолировать от железа сердечника бумажными вставками и картонными шайбами.

Иначе по этому креплению возникнет искусственно созданный короткозамкнутый виток. В нем станет наводиться дополнительная ЭДС, значительно снижающая коэффициент полезного действия.

Состояние изоляции крепежных болтов относительно железа сердечника проверяют мегаомметром с напряжением от 1000 вольт. Показание должно быть не менее 0,5 Мом.

Расчет провода по плотности тока

Оптимальные размеры трансформатора играют важную роль для устройств, работающих при экстремальных нагрузках.

Для питающей обмотки, подключенной к бытовой проводке лучше выбирать плотность тока из расчета 2 А/мм кв, а для остальных — 2,5.

Способы намотки витков

Быстрая навивка на станке «внавал» занимает повышенный объем и нормально работает при относительно небольших диаметрах провода.

Качественную укладку обеспечивает намотка плотными витками один возле другого с расположением их рядами и прокладкой ровными слоями изоляции из конденсаторной бумаги, лакоткани, других материалов.

Хорошо подходят для создания диэлектрического слоя целлофановые (не из полиэтилена) ленты. Можно резать их от упаковок сигарет. Отлично справляется с задачами слоя изоляции кулинарная пленка для запекания мясных продуктов и выпечек.

Она же придает красивый вид внешнему покрытию катушки, одновременно обеспечивая ее защиту от механических повреждений.

Обмотки сварочных и пускозарядных устройств, работающие в экстремальных условиях с высокими нагрузками, желательно дополнительно пропитывать между рядами слоями силикатного клея (жидкое стекло).

Ему требуется дать время, чтобы засох. После этого наматывают очередной слой, что значительно удлиняет сроки сборки. Зато созданный по такой технологии трансформатор хорошо выдерживает высокие температурные нагрузки без создания межвитковых замыканий.

Как вариант такой защиты работает пропитка рядов провода разогретым воском, но, жидкое стекло обладает лучшей изоляцией.

Когда длины провода не хватает для всей обмотки, то его соединяют. Подключение следует делать не внутри катушки, а снаружи. Это позволит регулировать выходное напряжение и силу тока.

Замер тока на холостом ходу трансформатора

Мощные сварочные аппараты требуют точного подбора объема пластин и количества витков под рабочее напряжение, что взаимосвязано.

Выполнить качественную наладку позволяет замер тока холостого хода при оптимальной величине напряжения на входной обмотке питания.

Его значение должно укладываться в предел 100÷150 миллиампер из расчета на каждые 100 ватт приложенной мощности для трансформаторных изделий длительного включения. Когда используется режим кратковременной работы с частыми остановками, то его можно увеличить до 400÷500 мА.

Выполняя расчет трансформатора онлайн калькулятором или проверку его вычислений дедовскими формулами, вам придется собирать всю конструкцию в железе и проводах. При первых сборках своими руками можно наделать много досадных ошибок.

Чтобы их избежать рекомендую посмотреть видеоролик Виктора Егель. Он очень подробно и понятно объясняет технологию сборки и расчета. Под видео расположено много полезных комментариев, с которыми тоже следует ознакомиться.

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх