Разлік абмотак трансфарматара і яго стрыжня

Трансфарматар, гісторыя прымянення якога налічвае амаль паўтара стагоддзя, увесь гэты час служыць чалавецтву верай і праўдай. Яго прызначэнне - пераўтварэнне напружання пераменнага току. Гэта адно з нешматлікіх прылад, ККД якога можа дасягаць амаль 100%.

Схема намоткі зварачнага трансфарматара

Схема намоткі зварачнага трансфарматара.

Як разлічыць і наматаць абмоткі трансфарматара, якім можа быць яго стрыжань, якія асаблівасці канструкцыі трансфарматараў рознага прызначэння, як яны працуюць - пытанні, якія могуць зацікавіць многіх. Ніжэй прапануюцца адказы на большасць гэтых пытанняў.

Што ўяўляе сабой трансфарматар?

Вярнуцца да зместа

трохі гісторыі

У 70-х гадах XIX стагоддзя рускі навуковец П.Н. Яблычак вынайшаў электрадугавой крыніца святла - «свечку Яблочкова». Першапачаткова крыніцамі харчавання дугі служылі магутныя гальванічныя батарэі, але аноды ў гэтым выпадку згаралі хутчэй. Тады навуковец вырашыў выкарыстаць у якасці крыніцы току для свайго вынаходкі генератар пераменнага току.

У гэтым выпадку паўставаў другі перашкоду: пасля таго як запальвалася адна электрычная свечка, з-за памяншэння напругі на зацісках генератара ўзгаранне іншых свяцілень было абцяжарана. Задача была вырашана, калі для харчавання кожнага крыніцы святла быў ужыты свой трансфарматар. Гэтыя першыя трансфарматары мелі незамкнутые стрыжні з пучкоў стальнога дроту і, як следства, валодалі нізкім ККД. Трансфарматары з замкнёнымі стрыжнямі, падобныя сучасным, з'явіліся толькі праз 9 гадоў.

Вярнуцца да зместа

Як уладкованы і як працуе трансфарматар?

Схема самага простага трансфарматара

Малюнак 1. Схема самага простага трансфарматара.

Самы просты трансфарматар - гэта стрыжань з рэчыва з вялікай магнітнай пранікальнасцю і дзве наматаных на яго абмоткі (мал. 1а). Пры прапусканні праз першасную абмотку пераменнага току сілай I1 у стрыжні ўзнікае які змяняецца магнітны струмень Ф, якая пранізвае як першасная, так і другасная абмотка.

У кожным з віткоў гэтых абмотак знаходзіцца аднолькавая па лікаваму значэнню ЭРС індукцыі. Такім чынам, адносіны ЭРС ў абмотках і віткоў у іх аднолькавыя. На халастым ходу (I2 = 0) напружання на абмотках практычна роўныя ЭРС індукцыі ў іх, такім чынам, для высілкаў таксама выконваецца суадносіны:

U1 / U2 ≈ N1 / N2, дзе

N1 і N2 - лік віткоў у абмотках.

стаўленне U1 / U2 называюць яшчэ каэфіцыентам трансфармацыі (k). Калі U1 > U2, трансфарматар называюць павышаючым (мал. 1б), пры U1 < U2 - паніжальным (мал 1в). У першага трансфарматара каэфіцыент трансфармацыі больш, а ў другога - менш адзінкі.

Адзін і той жа трансфарматар, у залежнасці ад таго да якой абмотцы прыкладваецца, а з якой здымаецца напружанне, можа быць як павышаючым, так і паніжальным. Другасная абмотка неабавязкова адна - іх можа быць і некалькі. З роўнасці магутнасцяў у абмотках вынікае, што токі ў іх назад прапарцыйныя ліку віткоў:

I1 / I2 ≈ N2 / N1.

Калі другасная абмотка - складовая частка першаснай (або першасная - другаснай), трансфарматар ператвараецца ў аўтатрансфарматар. На мал. 1г і 1 д паказаны схемы, адпаведна, паніжальнага і павышаючага аўтатрансфарматара.

Канструкцыя трансфарматараў для кропкавай зваркі медзі

Канструкцыя трансфарматараў для кропкавай зваркі медзі.

Пераменнае магнітнае поле выклікае з'яўленне ў стрыжні віхравых токаў, якія награваюць яго, на што бескарысна траціцца частка энергіі. Каб паменшыць гэтыя страты, стрыжні набіраюць з асобных, ізаляваных адзін ад аднаго лістоў спецыяльнай трансфарматарнай сталі з малой энергіяй перамагнічвання.

Часцей за ўсё ў сучасных трансфарматарах выкарыстоўваюцца магнитопроводы трох тыпаў:

  1. Стрыжневыя (П-вобразныя), якія складаюцца з двух стрыжняў з абмоткамі і ярма, які злучае іх. Менавіта так звычайна ўладкованыя стрыжні магутных трансфарматараў.
  2. Бранявыя (Ш-вобразныя). Магнитопровод ўяўляе сабой ярмо, усярэдзіне якога знаходзіцца стрыжань з абмоткай. Ярмо абараняе кожную абмотку трансфарматара ад знешніх уздзеянняў - адсюль такая назва. Часцей ужываецца ў маламагутных трансфарматарах для электронных схем.
  3. Тараідальны - магнитопровод, які мае форму тора, складаецца з наматанай шчыльным рулонам трансфарматарнай стужкі. Перавагі - адносна малая вага, высокі ККД, мінімум перашкод. Недахоп - складанасць намоткі.
Вярнуцца да зместа

Як ажыццявіць разлік трансфарматара?

Зварачны трансфарматар для дуговой зваркі

Зварачны трансфарматар для дуговой зваркі.

Важнейшыя параметры трансфарматара - намінальныя значэнні токаў і высілкаў і магутнасці, на якія ён разлічаны. Абсалютная дакладнасць пры разліках характарыстык трансфарматара па гэтых параметрах асаблівага значэння не мае, таму можна абмежавацца прыблізнымі значэннямі.

Чарговасць разлікаў выглядае наступным чынам:

  1. Разлік току праз другасную абмотку з улікам страт: I2 = 1,5 * I, дзе I - намінальны ток у ёй.
  2. Разлік магутнасці, якая здымаецца з другаснай абмоткі: Р2 = U2 * I2, дзе U2 - напружанне на ёй. Калі такая абмотка не адна, то вынік - сума іх магутнасцяў.
  3. Вызначэнне выніковай магутнасці: РТ = 1,25 * P2 пры ККД парадку 80%.
  4. Разлік сілы току праз першасную абмотку трансфарматара: I1 = PТ / U1, дзе U1 - напружанне на ёй.
  5. Плошчу які патрабуецца перасеку магнитопровода: S = 1,3 * √PТ, дзе S вымяраецца ў см2.
  6. Колькасць віткоў для першаснай абмоткі трансфарматара: N1 = 50 * U1 / S, дзе S вымяраецца ў см2.
  7. Колькасць віткоў для яго другаснай абмоткі: N2 = 55 * U2 / S, дзе S вымяраецца ў см2.
  8. Дыяметр правадыроў любы з абмотак трансфарматара: d = 0,632 * √I, дзе I - сіла току ў ёй. Формула дакладная для меднага провада.

Напрыклад, другасная абмотка трансфарматара, уключанага ў сетку напругай 220 У, павінна даваць ток 6,7 А пры напрузе 36 В. Разлічыць параметры трансфарматара.

Асноўныя часткі канструкцыі трансфарматара

Асноўныя часткі канструкцыі трансфарматара.

  1. I2 = 1,5 * 6,7 А = 10 А.
  2. P2 = 36 У * 10 А = 360 Вт.
  3. PТ = 1,25 * 360 Вт = 450 Вт.
  4. I1 = 450 Вт / 220 У ≈ 2 А.
  5. S = 1,3 * √450 (гл2) ≈ 25 см2.
  6. N1 = 50 * 220/25 = 440 віткоў.
  7. N2 = 55 * 36/25 = 79 віткоў.
  8. d1 = 0,632 * √2 (мм) = 0,9 мм, d1 = 0,632 * √10 (мм) = 2 мм.

Калі драты патрэбнага дыяметра адсутнічаюць, то можна замяніць адзін тоўсты провад некалькімі больш тонкімі, злучанымі паралельна. Плошчу перасеку правадыра дыяметрам d можна разлічыць па формуле: s = 0,8 * d2.

Напрыклад, патрэбен провад дыяметрам 2 мм, а маецца толькі правадыр дыяметрам 1,2 мм. Плошчу перасеку патрэбнага провада s = 0,8 * 4 (мм2) = 3,2 мм2, плошчу наяўнага, вылічаная па той жа формуле, роўная 1,1 мм2. Лёгка зразумець, што адзін правадыр дыяметрам 2 мм можна замяніць трыма з дыяметрам 1,2 мм.

Вярнуцца да зместа

выраб трансфарматара

Працэс вырабу сілавога трансфарматара складваецца з шэрагу паслядоўных аперацый.

Вярнуцца да зместа

Зборка каркасаў шпулек для стрыжневага або бранявога стрыжня

Схема зборкі каркаса для трансфарматара

Малюнак 2. Схема зборкі каркаса для трансфарматара.

Даволі зручным матэрыялам для зборкі гэтых каркасаў з'яўляюцца кардон або прессшпан. Яшчэ больш моцны каркас можна вырабіць з пластыка. Каркас ў зборы намаляваны на мал. 2а. Ён сабраны з дэталяў, намаляваных на малюнках 2б-2г. Павінна быць выраблена па два экземпляры кожнай дэталі. Дзірачкі ў шчоках (г) прызначаныя для высноў.

Парадак зборкі каркаса:

  • дзве шчочкі накладваюцца адзін на аднаго;
  • у іх вокны ўкладваюцца дэталі (б) і разводзяцца, адна ўверх, другая ўніз;
  • дэталі (в) ўсталёўваюцца так, каб іх выступы супалі з выманнямі дэталяў (б).

Атрыманы каркас досыць трывалы і ўжо не рассыпаецца. Перад намотваннем шпулек загадзя рыхтуюцца пракладкі (мал. 2Д) з палосак кабельнай паперы. Палоскі акуратна надрезают па баках на глыбіню некалькі мм. Гэтыя надрэзы, прымыкаючы да шчотак, будуць засцерагаць віткі чарговага пласта ад правальванні ў вобласць папярэдняга.

Вярнуцца да зместа

намотка шпулек

Схема завесы для шпулькі

Малюнак 3. Схема завесы для шпулькі.

Перад намотваннем варта нарыхтаваць адрэзкі гнуткага шматжыльнага драты ў тэрмаўстойлівай ізаляцыі для высноў і адрэзкі тэрмаўстойлівага кембрика. Намотка вырабляецца так, каб провад ўкладваўся віток да вітка з некаторым нацяжэннем. Наступныя віткі павінны прыціскаць папярэднія. Каб прадухіліць правальванні віткоў каля шчочкі, пажадана чарговы шэраг не доматывать да яе на некалькі мм, запаўняючы свабодныя ўчасткі шпагатам або ніткамі.

Пасля заканчэння намоткі кожнага шэрагу нацяжэнне провада павінна захоўвацца, каб пры накладанні пракладкі з кабельнай паперы наматаная частка не распускалася. Такія пракладкі павінны ўкладвацца пасля кожнага пласта.

Калі намотваецца провад тонкі, то да пачатку і канца абмоткі, а таксама да адводзячы ад яе акуратна прылітоўваецца нарыхтаваныя адрэзкі гнуткага шматжыльнага провада. Месца знітоўкі ізалюецца. Калі обмоточных правадоў досыць тоўсты, высновы і адводы (у выглядзе завес) робяцца з гэтага ж провада. І на высновы, і на адводы варта надзець адрэзкі кембрика.

Пятля (мал. 3а) прапускаецца скрозь адтуліну складзенай удвая палоскі з шчыльнай паперы або баваўнянай стужкі, якую зацягваюць пасля таго, як яна прыціснута наступнымі віткамі (мал. 2б). Прыклад адводу ад тонкага обмоточных правадоў паказаны на мал. 2в.

Прыкладна так жа мацуюць канцы абмоткі з тоўстага провада, але выкарыстоўваецца толькі баваўняная стужка. Схема замацавання пачатку абмоткі паказаная на мал. 2г, яе канца - на мал. 2Д.

І некалькі слоў пра тое, як наматаць абмотку тараідальнага трансфарматара. Звычайна для іх намоткі выкарыстоўваюцца самаробныя чоўны, на паверхню якіх намотваецца дастатковы запас провада. Човен з провадам павінен праходзіць у адтуліну тараідальнага магнитопровода.

Вобад кола ровара

Малюнак 4. Схема вобада колы ровара.

Значна прасцей ажыццявіць намотку з дапамогай прыстасаванні, асновай якога з'яўляецца вобад кола ровара (мал. 4). Вобад распілоўваецца ў адным месцы, забэрзваецца ў адтуліну магнитопровода, пасля чаго разрэзаныя часткі акуратна злучаюцца. Затым на яго знешнюю паверхню намотваецца обмоточных правадоў неабходнай даўжыні з невялікім запасам. Для зручнасці вобад можа быць падвешаны сваёй верхняй часткай на забіты цвік, загваздка або які-небудзь іншы прыдатны подвес. Наматаны провад зручна зафіксаваць прыдатным гумовым кольцам.

Абмотка намотваецца за кошт кручэння вобада. Завяршыўшы кожнае абарачэнне, варта перасунуць на адпаведнае адлегласць гумовае кольца. Віткі варта ўкладваць акуратна, з нацяжэннем. Высновы і адводы можна фармаваць гэтак жа, як у згаданых вышэй шпулек. Кожны пласт і абмотка абавязкова падзяляюцца пластом ізаляцыі. Па-над апошняга пласта трансфарматар абмотваецца киперной стужкай і прамакаецца лакам.

Вярнуцца да зместа

Канчатак зборкі трансфарматара

Схема прылады аднафазнага трансфарматара

Схема прылады аднафазнага трансфарматара.

Калі шпулькі гатовыя, вырабляецца зборка стрыжневага або бранявога стрыжня. След паспрабаваць зрабіць як мага больш вузкімі магнітныя зазоры, для чаго зборку варта вырабляць вперекрышку. Працягваецца яна, пакуль не будзе запоўнена ўсё акно. Заключныя пласціны часта даводзіцца забіваць, выкарыстоўваючы драўляны малаток ці пракладку з дрэва.

На завяршэнне кампіляцыі стрыжань ўшчыльняюць, абціскання абоймай або сцягваючы, калі ў пласцінах маюцца адпаведныя адтуліны, шпількамі, якія ізалююцца ад стрыжня кардоннымі трубкамі ці некалькімі пластамі паперы. На канцы шпілек надзяваюцца электраізаляцыйныя і звычайныя шайбы і накручваецца гайкі, якімі сцягваецца стрыжань. Дрэнна абціснутых стрыжань будзе моцна гудзець і вібраваць.

Вярнуцца да зместа

Праверка вырабленага трансфарматара

Схема станка для намоткі трансфарматараў

Схема станка для намоткі трансфарматараў.

Перш за ўсё варта, скарыстаўшыся мегомметром, вымераць супраціў паміж асобнымі абмоткамі, а таксама паміж стрыжнем і абмоткамі. Яно не павінна быць меншай за 0,5 Мом. Калі мегомметра няма, можна ацаніць гэтыя супраціву звычайным авометром. Ён павінен паказваць бясконцасць.

Пасля праверкі ізаляцыі на першасную абмотку трансфарматара падаецца напружанне, роўнае палове намінальнага. Можна выкарыстоўваць, напрыклад, ЛАТР. Калі выраб не дыміцца, не гудзіць, моцна не награваецца, на першасную абмотку падаюць намінальнае напружанне.

Без нагрузкі ток у першаснай абмотцы трансфарматара не павінен быць больш за 5-10% ад яго намінальнага значэння. Сам трансфарматар не павінен моцна награвацца і гучна гудзець. Калі гудзенне моцнае, варта ці сцягнуць яго яшчэ мацней, ці убіць у зазор паміж пласцінамі драўляныя ці пластмасавыя пласцінкі.

Для канчатковай праверкі да трансфарматара падключаецца намінальная нагрузка, правяраюцца напружання на ўсіх абмотках. Калі ўсё ў норме, трансфарматар вытрымліваецца пад нагрузкай 3-4 гадзіны. Калі гудзення, паху гару няма, а трансфарматар не награваецца больш чым на 70°C, выпрабаванне можна лічыць паспяхова завершаным.

Не заўсёды ў продажы можна знайсці трансфарматар з неабходнымі параметрамі.

Але можна з поўнай упэўненасцю сцвярджаць, што патрабаванае прылада не з'яўляецца празмерна складаным, і яго можна разлічыць і вырабіць самастойна.

Дадаць каментар