Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Transformator, čija povijest postoji već gotovo stoljeće i pol, cijelo je vrijeme vjerno služio čovječanstvu. Njegova svrha je pretvorba izmjeničnog napona. To je jedan od rijetkih uređaja, čija učinkovitost može doseći gotovo 100%.

Shema namatanja transformatora za zavarivanje.

Kako izračunati i namotati namotaj transformatora, kakva je njegova jezgra, koje su konstrukcijske značajke transformatora za različite namjene, kako rade - pitanja koja bi mogla biti zanimljiva mnogima. U nastavku su odgovori na većinu ovih pitanja.

Što je transformator?

Malo povijesti

1870-ih godina ruski znanstvenik P.N. Yablochkov je izumio izvor svjetla električnog luka - "Yablochkov candle". U početku, izvori energije luka su bili snažne galvanske baterije, ali su anode u ovom slučaju brže gorele. Zatim je znanstvenik odlučio koristiti alternator kao trenutni izvor za svoj izum.

U ovom se slučaju pojavila još jedna poteškoća: nakon što je upaljena jedna električna svijeća, zbog smanjenja napona na priključcima generatora, paljenje drugih svjetiljki bilo je teško. Problem je riješen kada je transformator korišten za napajanje svakog izvora svjetlosti. Ti prvi transformatori imali su otvorene jezgre snopova od čelične žice i kao rezultat toga imali su nisku učinkovitost. Transformatori sa zatvorenim jezgrama, slični modernim, pojavili su se tek nakon 9 godina.

Kako radi transformator i kako radi?

Slika 1. Dijagram najjednostavnijeg transformatora.

Najjednostavniji transformator je jezgra tvari s visokom magnetskom propusnošću i dva namota koja su namotana oko nje (slika 1a). Pri prolasku kroz primarni namotaj naizmjenične struje sa silom od 1, u jezgri se pojavljuje promjenjivi magnetski tok Φ koji prodire u primarni i sekundarni namot.

U svakom od zavoja ovih namota jednaka je za numeričku vrijednost induciranog EMF-a. Dakle, odnos EMF-a u namotajima i zavojima u njima je isti. Na praznom hodu (I2 = 0) naponi na namotima su gotovo jednaki induciranom emf u njima, stoga je za napone ispunjen i sljedeći odnos:

U 1 / U 2 ≈ N 1 / N 2, gdje

N 1 i N 2 - broj zavoja u namotima.

Omjer U 1 / U 2 se također naziva koeficijent transformacije (k). Ako je U 1 > U 2, transformator se naziva step-up (slika 1b), dok je U 1 <U 2 - dolje (slika 1c). Prvi transformator ima veći omjer transformacije, a drugi ima manje od jedan.

Isti transformator, ovisno o tome na koji se namot ima i koji se napon uklanja, može biti gore ili dolje. Sekundarni namot nije nužno jedan - može biti nekoliko. Iz jednakosti snage u namotima slijedi da su struje u njima obrnuto proporcionalne broju zavoja:

I 1 / I 2 ≈ N 2 / N 1.

Ako je sekundarni namot komponenta primarnog (ili primarnog - sekundarnog), transformator postaje autotransformator. Na sl. 1d i 1d prikazani su dijagrami autotransformatora step-down i step-up autotransformatora.

Projektiranje transformatora za točkasto zavarivanje bakra.

Naizmjenično magnetsko polje uzrokuje stvaranje vrtložnih struja u jezgri koje ga zagrijavaju, na kojem se gubi dio energije. Da bi se smanjili ovi gubici, jezgre se regrutiraju iz zasebnih, izoliranih jedna od druge specijalnih transformatorskih čeličnih limova s niskom energijom obrtanja.

Najčešće se u modernim transformatorima koriste magnetski krugovi triju vrsta:

  1. Šip (u obliku slova U), koji se sastoji od dvije šipke s namotima i jaramom koji ih povezuje. Tako se obično postavljaju jezgre transformatora velike snage.
  2. Oklopna (u obliku slova W). Magnetska jezgra je jaram, unutar kojeg je štap s namotom. Jaram štiti svaki namotaj transformatora od vanjskih utjecaja - otuda i ime. Najčešće se koriste u transformatorima male snage za elektroničke sklopove.
  3. Toroidal - magnetna jezgra u obliku torusa sastoji se od trafo-trake namotane gustim valjkom. Prednosti - relativno mala težina, visoka učinkovitost, minimalne smetnje. Nedostatak je složenost namatanja.

Kako izračunati transformator?

Transformator za zavarivanje za elektrolučno zavarivanje.

Najvažniji parametri transformatora su nazivne vrijednosti struja i napona i snage za koju je projektirana. Apsolutna točnost izračunavanja karakteristika transformatora za ove parametre nije bitna, pa se možete ograničiti na približne vrijednosti.

Redoslijed izračuna je sljedeći:

  1. Izračun struje kroz sekundarni namotaj uzimajući u obzir gubitke: I 2 = 1, 5 * I 2n, gdje je I 2n nazivna struja u njoj.
  2. Izračunavanje snage uklonjene iz sekundarnog namota: P 2 = U 2 * I 2, gdje je U 2 napon preko njega. Ako takvo navijanje nije jedno, onda je rezultat suma njihovih moći.
  3. Određivanje dobivene snage: P T = 1, 25 * P2 s učinkovitosti od oko 80%.
  4. Izračun struje kroz primarni namot transformatora: I 1 = P T / U 1, gdje je U 1 napon preko njega.
  5. Područje potrebnog dijela magnetskog kruga: S = 1, 3 * √P T, gdje se S mjeri u cm 2 .
  6. Broj zavoja primarnog namota transformatora: N 1 = 50 * U 1 / S, gdje se S mjeri u cm 2 .
  7. Broj zavoja za njegov sekundarni namot: N 2 = 55 * U 2 / S, gdje se S mjeri u cm 2 .
  8. Promjer vodiča bilo kojeg namota transformatora: d = 0.632 * √I, gdje je I jačina struje u njoj. Formula je ispravna za bakrenu žicu.

Na primjer, sekundarni namot transformatora koji je uključen u 220-voltnu mrežu trebao bi proizvesti struju od 6, 7 A pri naponu od 36 V. Izračunajte parametre transformatora.

Glavni dijelovi konstrukcije transformatora.

  1. I2 = 1, 5 * 6, 7 A = 10 A.
  2. P2 = 36 V * 10 A = 360 W.
  3. P T = 1, 25 * 360 W = 450 W.
  4. I 1 = 450 W / 220 V ≈ 2 A.
  5. S = 1, 3x450 (cm2) ≈ 25 cm2 .
  6. N 1 = 50 x 220/25 = 440 okretaja.
  7. N2 = 55 x 36/25 = 79 zavoja.
  8. d 1 = 0, 632 x 2 (mm) = 0, 9 mm, d 1 = 0, 632 x 10 (mm) = 2 mm.

Ako nema žica potrebnog promjera, tada se jedna debela žica može zamijeniti s nekoliko tanji koji su povezani paralelno. Površina poprečnog presjeka vodiča promjera d može se izračunati pomoću formule: s = 0, 8 * d2.

Na primjer, potrebna vam je žica promjera 2 mm, a postoji samo vodič s promjerom od 1, 2 mm. Površina poprečnog presjeka željene žice je s = 0, 8 * 4 (mm2) = 3, 2 mm2, površina žice, izračunata prema istoj formuli, iznosi 1, 1 mm2. Lako je razumjeti da se jedan vodič promjera 2 mm može zamijeniti s tri promjera 1, 2 mm.

Proizvodnja transformatora

Proces proizvodnje energetskog transformatora sastoji se od niza uzastopnih operacija.

Sastavljanje okvira zavojnice za jezgru ili jezgru oklopa

Slika 2. Shema sklopa okvira za transformator.

Prilično prikladan materijal za sastavljanje ovih okvira je karton ili presa. Još jači okvir može biti izrađen od plastike. Sklop okvira prikazan je na Sl. 2a. Sastavljen je od dijelova prikazanih na slikama 2b-2g. Mora biti izrađena od dvije kopije svakog dijela. Rupe u obrazima (g) namijenjene su zaključcima.

Postupak montaže okvira:

  • dva obraza se preklapaju;
  • dijelovi (b) su ugrađeni u svoje prozore i razrijeđeni, jedan gore, drugi dolje;
  • dijelovi (c) su ugrađeni tako da se njihove izbočine podudaraju s urezima dijelova (b).

Nastali okvir je dovoljno jak i više se ne mrvi. Prije namotavanja svitaka, brtve se pripremaju unaprijed (Sl. 2e) od traka kabela. Trake se pažljivo režu uz rubove do dubine od nekoliko mm. Ti rezovi, koji se nalaze uz četke, štite okretaje sljedećeg sloja od pada u prethodni.

Namotaj namotaja

Slika 3. Dijagram petlje za svitak.

Prije namatanja potrebno je pripremiti dijelove fleksibilne upletene žice u izolaciju otpornu na toplinu za vodove i odsjeke od vruće otporne tkanine. Navijanje se izvodi tako da se žica uklapa u zavoj s malo napetosti. Naknadne zavojnice trebaju pritisnuti prethodne. Kako bi se spriječilo namotavanje zavojnica blizu obraza, poželjno je da se sljedeći red ne povuče nekoliko mm prije njega, da se slobodna područja ispune konopcem ili nitima.

Nakon dovršetka namotavanja svakog reda, zategnutost žice mora se održavati tako da se pri polaganju trake za kabel od papira namotani dio ne otvara. Takve brtve treba postaviti nakon svakog sloja.

Ako je namotana žica tanka, pripremljeni dijelovi fleksibilne upletene žice pažljivo se leme na početak i kraj namota, kao i na izlaze iz njega. Mjesto šiljaka je izolirano. Ako je magnetska žica dovoljno debela, žice i koljena (u obliku petlji) izrađeni su od iste žice. Zaključci i zavoji trebali bi se nositi s segmentima cambrica.

Petlja (sl. 3a) prolazi kroz rupu presavijene trake debelog papira ili pamučne trake, koja se zategne nakon što se pritisne sljedećim zavojem (sl. 2b). Primjer ogranka od tanke žice za namotavanje prikazan je na sl. 2c.

Približno na isti način, krajevi namota izrađeni su od debele žice, ali se koristi samo pamučna traka. Shema fiksiranja početka namota prikazana je na sl. 2g, njegov kraj - na sl. 2d.

I nekoliko riječi o tome kako naviti navojni toroidni transformator. Obično se za navijanje koriste domaći roletni, na površini kojih se namata dovoljna količina žice. Šaht s žicom mora proći u rupu toroidalnog magnetskog kruga.

Slika 4. Dizajn naplatka kotača.

Mnogo je lakše naviti s uređajem koji se temelji na naplatku kotača (slika 4). Obruč je na jednom mjestu rezan, prošao kroz rupu u magnetskom krugu, nakon čega su rezani dijelovi pažljivo spojeni. Tada se navojna žica željene duljine namotava na svojoj vanjskoj površini s malom marginom. Za praktičnost, naplatak se može objesiti sa svojim gornjim dijelom na čekić, čavlić ili neku drugu prikladnu suspenziju. Prikladno je pričvrstiti namotanu žicu odgovarajućim gumenim prstenom.

Namotaj je namotan zbog rotacije ruba. Nakon svakog okretanja, pomaknite gumeni prsten na odgovarajuću udaljenost. Svitke valja polagati pažljivo, napetim. Zaključci i slavine mogu se oblikovati na isti način kao u gore spomenutim zavojnicama. Svaki sloj i namot mora biti odvojen slojem izolacije. Na vrhu posljednjeg sloja, transformator je omotan trakom za čuvanje i natopljen lakom.

Kraj sklopa transformatora

Shema jednofaznog transformatora.

Kada su svitci spremni, jezgra ili jezgra oklopa se sklapaju. Trebali biste pokušati napraviti što je moguće uže magnetske praznine, za koje bi trebalo napraviti sklop u poklopcu. Nastavlja se dok se ne popuni cijeli prozor. Završne ploče moraju se češljati drvenim čekićem ili drvenom oblogom.

Na kraju sklopa, jezgra je zabrtvljena, uvijanjem jarma ili zatezanjem, ako ploče imaju odgovarajuće rupe, sa klinovima, koji su izolirani od jezgre od kartonskih cijevi ili nekoliko slojeva papira. Na krajevima klinova se navlače električna izolacijska i konvencionalna podloška, a matice s kojima se jezgra zategne pričvršćuju se zavrtnjima. Loše komprimirana jezgra jako će zujati i vibrirati.

Provjerite proizvedeni transformator

Shema stroja za namatanje transformatora.

Prije svega, mjernim mjerenjem izmjerite otpor između pojedinih namota, kao i između jezgre i namota. Ne smije biti manja od 0, 5 mama. Ako ne postoji megohm metar, ove otpore možete procijeniti običnim mjeračem. Trebalo bi pokazati beskonačnost.

Nakon provjere izolacije, primarni namot transformatora se napaja naponom jednakim polovici nominalnog. Možete koristiti, primjerice, Latte. Ako proizvod ne puši, ne zuji, ne zagrijava se, primarni se napon primjenjuje na primarni namot.

Bez opterećenja, struja u primarnom namotu transformatora ne smije biti veća od 5-10% od njezine nominalne vrijednosti. Sam transformator ne bi trebao biti jako vruć i glasno zujati. Ako je buzz jak, trebate ga ili još jače povući, ili staviti drvene ili plastične ploče u otvor između ploča.

Za završno ispitivanje priključeno je nazivno opterećenje na transformator, provjereni su naponi na svim namotima. Ako je sve normalno, transformator se drži pod teretom 3-4 sata. Ako nema brujanja, nema mirisa paljenja, a transformator ne zagrijava više od 70 ° C, test se može smatrati uspješno završenim.

Ne uvijek na prodaju možete pronaći transformator s potrebnim parametrima.

Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!

Kategorija:

Instrumenti