Ремонт трансформатора своими руками – Как разобрать лакированный китайский трансформатор от UPS? Технология «железной банки»

Содержание

Трансформатор своими руками: пошаговая инструкция

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:

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

Принципиальная схема трансформатораРис. 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 = P/ U1

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по  формуле: : I2 = P/ 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. Изготовьте каркас для трансформатора
    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. Проденьте вывод первичной обмоткиРис. 3: проденьте вывод первичной обмотки
  • Уложите первый слой изоляции под первичку. Нанесите слой изоляции на катушку
    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. Намотайте первичкуРис. 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. Намотайте вторичную обмоткуРис. 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. Заизолируйте первый слой
    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. Поместите катушки на сердечникРис. 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.

Видео инструкции


⚡️Ремонт трансформатора или перемотка |

Как бы ни были популярны импульсные источники питания и сколько бы у них ни было преимуществ по сравнению с обычными источниками питания (непрерывность функционирования), последние чрезвычайно живучи. И это понятно.

Простота изготовления всегда привлекает радиолюбителя. А материальная сторона вопроса вынуждает ремонтировать то, что имеется в наличии. На сайте radiochipi.ru в данной статье речь пойдёт о расчете и изготовления сетевых трансформаторов (СТ). Многих радиолюбителей отпугивает изобилие формул, графиков и таблиц. Попробуем подойти к этому вопросу чисто практически, то есть рассмотрим простые методики.

Первое и самое важное. Чтобы заниматься восстановлением (перемотка трансформатора) СТ, совсем не обязательно быть специалистом в области радиотехники. В ателье, где я работал, был человек, который перекатывал любые трансформаторы, не имея вообще никаких знаний по радиотехнике. Это означает, что если ваш блок питания (адаптер) вышел из строя, то не спешите отдавать его в ремонт силовых трансформаторов, а лучше попробуйте отремонтировать его своими руками.

К тому же, капитальный ремонт трансформаторов может вполне сравниться с ценой новенького СТ или даже всего блока питания (БП). Если же мы решили самостоятельно изготовить стабилизированный БП, зарядное устройство или преобразователь (50 Гц) напряжения (12…220 В), то с трансформаторами придется подружить.

Начнем с маломощных трансформаторов. Чаще всего радиолюбитель спотыкается, перематывая СТ один к одному, в случае если СТ подгорел. Дело в том, что обычно СТ всегда недомотаны (особенно новые, последних лет выпуска, и, конечно же, азиатского происхождения). Инженерный расчет подразумевает оптимизацию параметров СТ.

Практика показывает, что такая оптимизация (главным образом в бытовых РЭС) способствует перегреву СТ из-за экономии меди. Опытный радиолюбитель возьмет железо большего сечения (запас по габаритной мощности трансформатора) и намотает с определенным запасом первичную (I) и вторичные (II) обмотки трансформатора, обеспечив меньшую величину тока холостого хода (I хх). Нагрев обмоток будет меньше, а надежность моточного изделия выше.

А если СТ установить в стабилизированном БП, то увеличение просадок напряжения вторичных обмоток не играет вообще никакой роли. Рассмотрим практический случай. В двухкассетном (Интернационале) пошёл дым из трансформатора (здесь это случается часто, особенно при наличии переключателей на 110В, в такое положение его обычно ставят пользователи). В принципе такими свойствами обладает половина бытовых РЭС, а также китайчиков, имеющих подобные СТ.

Малогабаритные СТ устанавливают в зарядных устройствах (горе-устройствах), в БП приемников и т.д. После фейерверков первичная обмотка СТ перегорает и становится невозможным узнать, сколько витков она содержала и приходиться заново ремонтировать сетевой трансформатор. Я наматывал на подобном железе (Ш13×18) первичную обмотку 4500 витков 0,08мм (даже 0,09мм может не поместиться).

Очень хорошо, если сохранился (не сгорел, не расплавился) каркас СТ, в противном случае возни будет больше. Для изготовления каркаса хорошо подходит стеклотекстолит толщиной 1мм и лобзик. Обмотка II содержала 260 витков провода 0,23мм. Понятно, что намотать 4500 витков волоском – занятие не из приятных. Поэтому я использовал электродрель с регулятором напряжения (такой регулятор имеется у всех новых электродрелей).

Важно отцентровать каркас относительно оси вращения патрона электродрели. Эмаль- провод 0.07…0.08мм (про более тонкий я уже не говорю) очень легко обрывается, особенно при повышенных оборотах дрели. А припаивать дело не только противное (лужение требует терпения и аккуратности), но и способствующее увеличению диаметра катушки, хотя бы по причине ввода дополнительной изоляции.

Тот, кто любит суетиться, такой работы долю не выдержит. Часто пластины магнитопровода СТ соединены сваркой. Ножовкой по металлу несложно выполнить разрез и удалить сгоревшую обмотку СТ. Самая простая формула, проверенная практикой при ремонте трансформаторов: N-50/S, где N – число витков на один вольт как в I, ток и во II обмотках СТ; S – площадь сечения магнитопровода (см2).

Для Ш-образного железа китайчиков 13×18 имеем S=2,34 см2, а N=21,37 витков на вольт. Число витков I обмотки n=21,37×220=4700. Поскольку сталь здесь высококачественная (при таком числе витков Iхх<3 мА), для того чтобы поместить II обмотку, число витков первичной уменьшили до 4000, получив Iхх=5 мА.

Результат отличный, если сравнить с фабричным вариантом намотки (около 3000 витков) и величиной Iхх=20…40 мА. Сейчас много говорят и пишут о трансформаторах, а людям нужна практическая информация (поменьше расчетов, побольше конкретики). Так вот, если в мощном СТ увеличенный ток Iхх может быть даже во благо, например привести к увеличению КПД (конечно, если без сильного перегрева), то в маломощном СТ выход из строя обеспечен. Почему?

Если увеличение тока Iхх со 100 до 120 мА для такого монстра, как ТС-180 вызывает некоторый дополнительный прогрев, то для Ш 13×18 увеличение Iхх с 5 мА до 10 мА – смерти подобно! Резко возрастает мощность, рассеиваемая СТ в режиме Iхх. В таком азиатском режиме мощность может превысить мощность, потребляемую нагрузкой. Приобретает человек на базаре китайский БП, а через полчаса из БП идет дым (при Iхх=40 мА мощность в СТ достигает 8 Вт, а мы говорим о 5…10-ваттных СТ).

Если вы хотите, чтобы ваш малогабаритный СТ долго и безотказно работал он не должен вообще нагреваться в режиме Iхх. Если он нагревается в этом режиме так, что не удержать рукой, значит, его изготовили неверно. Автоматический выключатель в Екатеринбурге можно приобрести по низкой цене, с помощью которого будет осуществляться включение первичной обмотки трансформатора в электрическую сеть через настольную лампу.

В этом случае межвитковое замыкание не страшно – почти все напряжение сядет на лампочке. По опыту работы с большими трансформаторами скажу, что, например, в ТС-270 большой разброс по Iхх. В ряде случаев в СТ нужно перебрать магнитопровод. Перед разборкой необходимо измерить и запомнить величину Iхх. Меньшим по величине после сборки-разборки он вряд ли станет.

Как ни стягивай СТ соответствующими креплениями, а свести Iхх до родного значения – задача не из простых. Нужно тщательно почистить обе половинки магнитопровода. У меня встречались случаи, когда половинки магнитопровода были разных сечений, поэтому эти экземпляры сильно грелись. Уменьшить величину Iхх несложно, домотав первичную обмотку. Сматываем все вторичные обмотки, аккуратно снимаем экран.

Далее в ТС-180 доматываем один слой обмотки проводом 1мм (примерно 60 витков). Дальнейшее доматывание принесет больше вреда, чем пользы. Измерения в цепях с СТ следует производить с помощью лабораторного автотрансформатора ЛАТР, вводя напряжение с нуля. И обязательно наличие амперметра, с помощью которого можно и замерить Iхх, и определить короткозамкнутые витки.

Ремонт трансформаторов с завареным сердечником!

Данная методика позволяет ремонтировать такие трансформаторы со 100% вероятностью успеха.
Необходимо терпение и конечно же слесарные нывыки, также опыт перемотки обычных трансформаторов.
Начну с того, что мне принесли на ремонт перегоревший трансформатор от 5.1 ресивера JVC .

Это на вид этот трансформатор красивый и пушистый!
Но внутри он скрывал свои перегоревшие обмотки, и поплывшие от нагрева каркасы, о чём я расскажу далее. Разборку начинаем с разреза сварочных швов при помощи ножовки по металлу, для этого зажимаем трансформатор в тиски и аккуратно распиливаем сварочный шов.
Полотно желательно применить с мелкими зубьями.
Распиливаем осторожно чтобы не повредить лакированую изоляцию торцов близкорасположеных пластин.
Перед началом работ необходимо промаркировать маркером стороны сердечника чтобы правильно потом собрирать.


После разреза вынимаем трансик из тисков и отвёрткой с широким жалом рассоединяем сердечник.



Далее снимаем каркас

На этом разборка закончена и следущий этап сматывание перегоревших обмоток с записью кол- ва витков, диаметра провода и порядок размещения нумерацию выводов.
Полученую информацию сразуже записываем и зарисовываем схему обмоток, чтобы в дальнейшем без ошибок повторить намотку.

Как я раньше говорил каркасы сильно оплавились


и мне пришлось изготовить единый новый каркас из стеклотекстолита,подробности изготовления каркасов достаточно часто рассматривались в различных источниках и поэтому этот процесс я пропускаю.

Клемы изготовлены из штыревых стоек от телевизионных плат, предварительно размечаем штангенциркулем расстояние между выводами, затем замеряем диаметр стоек и сверлим отверстия немного тоньшим диаметром -0,1_0,2мм и в полученые отверстия плотно забиваем штыри.
Лишние концы, торчащие вовнурь, откусываем мощными кусачками и подравниваем надфилем.

В результате получается довольно прочная конструкция.
На этом каркас готов, тепрерь нарезаем офсетную бумагу для межслойной изоляции и бумагу потолще для междуобмоточной изоляции.
Получаются вот такие полосы немного шире каркаса на 3-5 мм, по краям нарезаем бахрому, чтобы обмотки ложились ровно и не допускали продавливание проводов на нижние слои.



Изготавливаем деревянную вставку и теперь можно мотать

Для намотки использовалось самодельное намоточное устройство



Вот и обмотки намотаны теперь укорачиваем выводы, залуживаем и припаиваем к стойкам.


Теперь можем собрать трансик и сделать предварительную проверку для измерения параметров.
Для этого надеваем каркас на сердечник и прикладываем нижнюю часть сердечника на место.
Всё это хозяиство стягиваем в тисках и подключаем сетевой шнур через сопротивление 1 ом ( токовый шунт). Включаем и измеряем ток холостого хода а также напряжения на вторичных обмотках.

После испытаний можем соединять сварочный шов обратно.
Но не имея такой сварки использовал мощный паяльник 100 Ватт и пролудил швы при помоши паяльного жира и припоя ПОС-61.
К сожалению фотоаппарата под рукой небыло и этот процесс не удалось сфотографировать, хотя думаю, что всё понятно со слов!
Вот фото готового трансика

После спайки как и положено поставил трансик под нагрузку на несколько часов

В итоге трансик нагрелся до 50 градусов что соответствует норме!
***
PS. В заключении хочу добавить что не стоит бояться трудностей такого плана, как говорил один знакомый: » Глаза бояться, а руки делают!»

Камрад, смотри полезняхи!

Владимир (Mastersound)

Украина, Харьков

Занимаюсь ремонтом радиоаппаратуры, конструирую усилители и зарядные устройства, и тд.
Пришёл к вам по причине желания общения с единомышленниками!
Напаяли много чего за многие годы радиолюбительства, так что если будет возможность и взаимный интерес то поделимся опытом!

 

Как перемотать трансформатор самому: мой опыт

Как перемотать трансформатор своими руками

Современные бытовые приборы используют трансформаторное преобразование электроэнергии в блоках питания. Домашнему мастеру приходится их периодически ремонтировать или переделывать.

На основе личного опыта электрика объясняю, как перемотать трансформатор своими руками в домашних условиях, имея минимум необходимого инструмента для работы.

Рассчитываю, что статья будет полезна в первую очередь начинающим электрикам, как полезная инструкция для работы с трансформаторными устройствами с частотой сигнала до 400 герц.


Содержание статьи

Перемотка трансформатора требует точного соблюдения технологии и правильного расчета его конструкции. При этом могут возникнуть различные ситуации.

Трансформаторы от старых телевизоров и радиоприемников

Самый простой случай произошел весной прошлого года, когда ко мне обратился сосед, работающий в авторазборке. У них отказал сварочный трансформатор.

Я определил межвитковое замыкание и порекомендовал им самостоятельно размотать обмотку, улучшить ее изоляцию и снова намотать на катушку. Сам процесс разборки поэтапно фотографировать. По этим фото проще собрать сварочник без ошибок.

К концу дня они с этой задачей справились. В качестве изоляции использовали офисную бумагу: нарезали ее на полоски и оборачивали каждый виток. Таким простым способом работоспособность была восстановлена. А сварочником они сейчас работают только под навесом.

Однако это частный случай. В большинстве ситуаций вам потребуются специальные методики, обеспечивающие оптимальный выбор соотношения параметров конструкции и выходных характеристик.


3 способа рассчитать характеристики трансформатора под конкретные нужды

Ниже привожу три методики расчета, любая из которых подойдет для ваших целей. Это:

  1. Расчет конструкции трансформатора по электротехническим формулам;
  2. Использование онлайн-расчета;
  3. Скачивание и применение компьютерной программы

Ручной расчет по формулам за 4 шага

Шаг №1: выбор мощности или магнитопровода

Трансформатор преобразует электрическую мощность первичной цепи во вторичную с какими-то потерями. При этом входная энергия передается магнитным потоком через сердечник, обладающий определенными магнитными свойствами.

Схема трансформатора

Его пропускные характеристики ограничены, их следует оптимально подбирать под конкретные условия работы с учетом конструкции сердечника.

Магнитопровод может быть изготовлен из штампованных пластин или броневых лент. Его замкнутую форму делают в виде кольца или прямоугольника (может быть с закругленными углами) либо сдвоенной фигурой из них с двумя окнами просвета.

Виды магнитопроводов трансформаторов

Два важных размера сердечника

Поперечное сечение сердечника по всему периметру делается одинаковым для создания равномерных условий прохождения магнитного потока. Исключением является сдвоенный магнитопровод, собираемый из Ш-образных пластин или созданный приложением двух прямоугольных сердечников из лент.

У него на удвоенную по площади среднюю часть монтируются обмотки, а магнитные потоки равномерно распределяются по боковым ответвлениям.

Выходная электрическая мощность и пропускные характеристики магнитного потока являются связанными величинами, влияют друг на друга. Поэтому выбор и расчет трансформатора при перемотке проводят по одному из двух вариантов:

  1. имея готовый магнитопровод, рассчитывают по нему вначале электрическую мощность, а затем остальную конструкцию;
  2. задавшись требуемой электрической мощностью и напряжением, подбирают под нее форму и поперечное сечение сердечника.

Для расчета связи между поперечным сечением магнитопровода Q (см кв) и входной мощностью трансформатора S (вт) применяются две эмпирические формулы, учитывающие его конфигурацию:

  1. Q=√S для кольцевых сердечников;
  2. Q=0,7√S для сдвоенных конструкций.

При этих вычислениях используются усредненные параметры электротехнической стали, позволяющие сделать трансформатор для бытовых целей.

Разницу между этими двумя формулами позволяет хорошо понять простой пример. Допустим, у нас есть железо от двух одинаковых сердечников прямоугольного сечения 0,8х2,5 см.

Поперечное сечение прямоугольного сердечника

Если наложить их друг на друга и намотать обмотки, то поперечное сечение будет 2,5х1,6=4,0 см кв.

Наложение двух сердечников

При стыковке по Ш-образному принципу оно не изменится: 5,0х0,8=4,0.

Соединение сердечников по Ш-образному принципу

Но, в первом случае получим мощность S=QхQ=4,0х4,0= 16 ватт, а во втором — она возрастет S= QхQ/0.49=16/0,49=32.6 ватта.

Таким образом: только за счет изменения формы магнитопровода можно увеличить входную мощность трансформатора на 49%.

Шаг №2: расчет выходной мощности по входной величине

Опытным путем давно установлена закономерность потерь электрической энергии в конструкциях различных сухих трансформаторов. Она представлена следующей таблицей.

КПД и мощность трансформатора

Хорошо просматривается закономерность: с увеличением электрической мощности снижаются общие потери, а КПД возрастает.

Эта таблица позволяет очень просто вычислять выходную мощность по входной величине за счет ее умножения на выбранный КПД.

Шаг №3: выбор напряжений и расчет токов в обмотках

При перемотке трансформатора его создают на конкретные величины напряжений первичной и вторичной цепей. Например: 220/12, 220/24, 220/36 вольт и другие подобные.

Значения мощности на входе и выходе мы уже определили. Теперь можно посчитать рабочие токи, которые будут протекать в каждой обмотке. Для этого достаточно мощность в ваттах поделить на напряжение в вольтах. Вычислим ток в амперах.

Под него требуется подобрать медный провод, который хорошо справится с температурной нагрузкой, вызванной протеканием рабочего тока.

Шаг №4: расчет поперечного сечения провода

Берем за основу соотношение плотности тока в медном проводе катушки, лежащей в пределах 1,8-3 ампера на 1 мм квадратный поперечного сечения. Ему соответствует эмпирическое выражение D=0,8√I.

В шаге №3 токи нами рассчитаны, остается по приведенной формуле рассчитать диаметр медной проволоки. Ее можно немного увеличить или уменьшить.

Но, при уменьшении сечения станет возрастать нагрев трансформатора при работе. Тогда потребуется применять меры к его охлаждению или делать частые перерывы.

Увеличенный же диаметр может создать ситуацию, когда площади свободного окна в сердечнике для укладки всех витков провода банально не хватит. Этот вариант стоит просчитать заранее.

Шаг №5: как рассчитать количество витков каждой обмотки

Если приложить напряжение к отрезку выпрямленной проволоки, то маленькая величина активного сопротивления создаст аварийный режим: огромный ток короткого замыкания.

Когда провод намотан вокруг сердечника, то катушка создает индуктивное сопротивление для переменного тока, которое увеличивается с повышением числа витков.

Эту зависимость принято учитывать вольтамперной характеристикой обмотки. Рабочая зона выбирается на верхнем участке, но до начала точки перегиба ВАХ, когда даже незначительное прибавление напряжения вызывает резкое повышение тока, что в большинстве случаев недопустимо.

Вольт-амперная характеристика обмотки

На этапе расчета нам достаточно воспользоваться опять же эмпирическим коэффициентом ω’, выражающим соотношение между количеством намотанных витков и приложенных к ним вольт.

Этот показатель зависит от магнитного сопротивления сердечника и его поперечного сечения.

Для неизвестной марки электротехнической стали рекомендую использовать отношение 45/Q, где поперечное сечение магнитопровода Q берется в сантиметрах квадратных.

Как рассчитать витки трансформатора

Дальше просто коэффициент ω’ умножаем на выбранное количество вольт и получаем число витков, которые нужно намотать.

Шаг №6: проверка свободного места в окне магнитопровода

Расчет необходим для исключения ошибок при намотке. Он позволяет уточнить емкость окна для монтажа катушки с проводом, наличие резерва пространства и плотность укладки.

Зная диаметр проволоки и количество витков, считают общее пространство, которое они займут при очень плотной укладке. Далее этот показатель следует увеличить на 30-40%. Созданный резерв уйдет на дополнительные слои изоляции и неровности проволоки, «кривые руки».


Онлайн расчет трансформатора: простая методика

Все перечисленные выше данные можно получить проще. Например, достаточно воспользоваться онлайн расчетом.

Один из его вариантов можно взять здесь. Описание работы приведено прямо в статье.

Онлайн калькулятор трансформатора

Компьютерная программа для пересчета трансформатора

В любом поисковике достаточно набрать PowerTrans и нажать кнопку «Найти».

PowerTrans

Мой Яндекс показывает ее на первой позиции. Дальше остается скачать программу на свой компьютер и пользоваться ей. Интерфейс простой и понятный.

Я рекомендую при расчете пользоваться всеми тремя методиками, ибо они довольно простые и, к тому же, помогут устранить случайные ошибки.

Как собрать трансформатор: проверенные технологии

Работа состоит из двух отдельных этапов:

  1. монтажа сердечника;
  2. намотки катушки.

Их последовательность меняется в зависимости от конструкции магнитопровода.

Как мотать обмотки проводом: 2 способа

Смонтировать обмотку с проводом вокруг сердечника можно двумя способами:

  1. Намоткой витков прямо на изолированный лентами не разъемный магнитопровод с равномерной укладкой их вручную.
  2. Созданием катушки с обмоткой и вставкой в нее разъемных пластин.

Первый способ более трудоемкий. Им пользуются для тороидальных магнитопроводов, выполненных из сплошных лент электротехнической стали.

Железо сердечника обматывают полосками изоляционного материала, например, лакотканью или бумагой, добиваясь сглаживания острых углов на профиле тора.

Для промышленных целей созданы специальные намоточные станки.

Намоточный станок

Для домашнего применения это затратный способ. Здесь поступают проще: длинный отрезок толстого провода сворачивают змейкой (порядка метра) и, продевая его через внутреннее окно сердечника, укладывают витки руками.

Намотка тороидального трансформатора

Тонкий провод удобнее разместить на челноке из дощечки или толстой проволоки и просовывать его внутрь отверстия.

Каждый слой обмотки покрывают слоем изоляции.

Второй способ применяют для разборных сердечников, собираемых стыковкой отдельных П- или Ш-образных пластин.

Под катушку делают каркас из изоляционного материала. Им может служить картон электротехнический, гетинакс, стеклотекстолит. Одна из форм показана ниже.

Каркас катушки для трансформатора

Во внутреннюю полость должны свободно входить пластины сердечника, а снаружи каркаса мотается провод. В верхней крышке с каждой стороны делают отверстия для вывода концов.

Мотать витки можно вручную или сделать простейший намоточный станок, значительно облегчающий эту работу.

Показываю два самодельных варианта его исполнения фотографиями ниже.

Самодельный намоточный станок

Намоточный станок своими руками

Такую конструкцию легко собрать из дощечек, придав ей форму перевернутой скамеечки. Счетчик числа оборотов, то есть количества витков, сейчас удобно делать из старого калькулятора.

Доработка калькулятора

Для этого вскрывают его корпус и к контактам кнопки «Равно» припаивают аккуратно проводки. Их вторые концы выводят на геркон, который закрепляют на стойке намоточного станка около оси вращения. Против нее на вращающейся части монтируют небольшой магнит.

Каждый оборот вала сопровождается прохождением магнита рядом с герконом и срабатыванием последнего. Замыкание контакта сопровождается показанием очередной цифры на табло.

Витки обмотки необходимо укладывать ровными рядами, как это делали в советское время, ценя качество работы, и прокладывать каждый слой изоляционной бумагой.

Заводская намотка

Часть самодельщиков практикует намотку «внавал», создавая общую массу без всякой дополнительной изоляции по принципу: и так работает.

Намотка внавал

Действительно: работает, но не длительное время. На многочисленных перегибах создаются узлы с дополнительными механическими усилиями. Динамические нагрузки от магнитных потоков, нагрев провода ослабляют изоляцию в этих точках.

Она пробивается со временем, создается межвитковое замыкание. Трансформатор утрачивает необходимые рабочие характеристики, выходит из строя.

Очень хорошо в качестве изоляции слоев подходит тонкая бумага для выпечки, выпускаемая для изготовления кулинарных изделий.

Бумага для выпечки

Из нее просто вырезают канцелярским ножом полоски по ширине проема катушки и прокладывают ими каждый слой.

Тонкий провод требует очень аккуратного обращения, он может порваться от небольшого случайного рывка. Если витков намотано мало, то его лучше заменить. Но, вполне допустимо зачистить изоляцию, скрутить и пропаять скрутку, а затем повторно ее заизолировать.

Когда место внутри катушки ограничено, то оборванный конец и его продолжение выводят за каркас и там делают соединение. Имеет смысл в этом случае посадить его на индивидуальную клемму: можно будет использовать в качестве отдельной отпайки для снятия части напряжения или проверок.

Силовые обмотки трансформаторов зарядных устройств, сварочных аппаратов могут подвергаться повышенным нагревам. Поэтому их изоляцию полезно усиливать пропиткой жидкого стекла. Это обычный силикатный клей, которым клеят бумагу.

Однако такая технология выполняется долго: каждый слой после пропитки необходимо просушить. Зато работать он будет надежно и долго. Поэтому так поступают только для самых ответственных устройств.

Обмотки, создаваемые по принципу внавал, можно усиливать пропиткой специальным лаком с электроизоляционными свойствами, например, марки МЛ-92. Пропитку наносят периодически в процессе работы на несколько слоев провода и дают ей возможность просохнуть.

Пользоваться нитролаком, клеями, эпоксидными шпаклевками не стоит. Они могут разъесть заводской слой изоляции и не подходят по линейному коэффициенту расширения при нагреве для меди: будут создаваться дополнительные механические нагрузки.

Пропитка витков после окончательной намотки катушки бесполезна: жидкий лак просто не проникнет вглубь обмотки.

Как монтировать пластины магнитопровода: на что обращать особое внимание

Вначале рекомендую взять в руки одну пластину и рассмотреть ее. Вы заметите с двух противоположных сторон разные цветовые оттенки. Это связано с изоляцией железа лаком. Бывает, что его наносят только с одной стороны.

Пластины надо вставлять так, чтобы слои лака постоянно чередовались, а не совпадали по окраске.

Особенности разборки сердечника

Электротехническая сталь мягкая, а в собранном сердечнике она плотно сжата. Часто для крепления используются клинья из стеклотекстолита, уплотняющие свободное пространство. Их при разборке следует вытащить или выбить.

Только после этого извлекают первую пластину. Если она плотно сидит и не достается, то ее вначале отделяют тонким лезвием ножа, а затем выбивают с помощью молотка и металлической плоской планки. Можно воспользоваться лезвием простой отвертки.

Особенности сборки сердечника

Основные пластины поочередно вставляют снизу и сверху катушки до полного заполнения ее внутреннего пространства. Затем к ним добавляют дополнительные вставки и сбивают на плоском твердом предмете легкими ударами молотка.

Необходимо добиться плотного прилегания всех стыков, чтобы исключить потери магнитного потока при его протекании по сердечнику.

В большинстве разборных магнитопроводов их конструкция стягивается крепежными болтами или винтами. Они должны быть надежно изолированы от пластин сердечника.

С этой целью достаточно вырезать из плотного картона плоские шайбы, а сами винты обернуть полосками бумаги.

Изоляция винтов

Изоляция магнитопровода

Даже такая простая изоляция предотвратит потери электроэнергии на создание вихревых токов.

Все винты крепления следует хорошо прожать. Корпус трансформатора при работе подвергается действию динамических сил от протекающего по нему магнитного потока.

Плохо сжатый магнитопровод будет гудеть, издавать повышенные шумы, передавать дополнительные усилия на обмотку. Допускать этого нельзя. Сердечник должен быть собран очень плотно.

Электрические замеры: важный этап проверки работоспособности собранной конструкции по науке

Перемотка трансформатора должна обязательно закончиться оценкой его электрических характеристик. Необходимо проверить:

  1. сопротивление изоляции;
  2. параметры холостого хода:
  3. работу под нагрузкой.

Сопротивление изоляции

Величину оценивают мегаомметром с напряжением 500-1000 вольт между:

  • обмотками;
  • обмотками и магнитопроводом;
  • винтами крепления и сердечником.

Замер сопротивления мультиметром в режиме омметра может выявить только явно выраженные дефекты. Определить скрытые неисправности им не получится.

Оценка холостого хода

При включении питания на первичную обмотку с разомкнутыми выходными цепями проверяют коэффициент трансформации замером напряжения на силовой цепи и ток холостого хода в первичной обмотке.

Если выходное напряжение окажется ниже расчетного, то потребуется домотать витки во вторичную обмотку. Их количество поможет определить вычисленный коэффициент трансформации.

Его величина 100-150 миллиампер при пропорционально приложенной мощности для каждых 100 ватт считается допустимой. Если же ток будет больше, то изделие не должно длительно работать. Ему надо делать перерывы и контролировать нагрев.

Проверка под нагрузкой снятием вольтамперной характеристики

Потребуется собрать такую простенькую схему.

Схема проверки ВАХ трансформатора

На ее основе:

  • к выходным цепям подключается рабочая нагрузка;
  • на вход от источника переменного напряжения, например, лабораторного автотрансформатора подается регулируемое питание, контролируемое вольтметром. Ток в цепи оценивают амперметром;
  • напряжение поэтапно поднимают от нуля до какой-то конкретной величины, не забывая размагничивать сердечник;
  • на контрольных точках оценивают ток и напряжение в обмотке;
  • по полученным данным строят вольтамперную характеристику и определяют точку перегиба ВАХ.

Такая проверка под нагрузкой позволит сделать окончательный вывод о качестве собранного трансформатора и дать заключение на его дальнейшую эксплуатацию.

Ее удобно выполнять на специализированном оборудовании, например, Ретом-11М.

Ретом-11М

Электрические проверки перемотанного трансформатора под нагрузкой должны выполняться до его включения в постоянную работу. Они позволят исключить все допущенные ошибки и выявить дефекты сборки.

Если у вас еще остались вопросы, как перемотать трансформатор своими руками, то рекомендую посмотреть видеоролик владельца Сделал Сам.

Напоминаю, что свои вопросы и замечания вы можете оставлять в разделе комментариев. Я на них всегда отвечаю.

Полезные товары

Как отремонтировать трансформатор — Меандр — занимательная электроника

 

Трансформаторы состоят из сердечника, собранного из металлических тонких изолированных лаком пластин (обычно Ш-образной формы), и каркаса с обмотками из эмалированного медного провода. С целью уменьшения потерь на гистерезис пластины изготовляются из специально так называемой трансформаторной стали или сплав пермаллоя.

Трансформаторы, особенно силовые, несут постоянную электрическую и тепловую нагрузку. Если расчет и изготов­ление трансформаторов выполнены с отклонениями, напри­мер пайка проводников осуществлена с кислотными флю­сами, то надежность изготовленных трансформаторов снижается и они чаще других намоточных изделий отказы­вают в работе.

Наиболее характерные неполадки трансформаторов сле­дующие: нарушение пайки в местах присоединения концов выводных проводников, внутренние обрывы обмоток, замы­кание обмоток между собой и на корпус.

Подготавливают обмоточные провода, гибкий монтаж­ный провод для выводов, прокладочную кабельную бума­гу или тонкую фторопластовую изоляционную пленку, кембриковое полотно, нитки, шеллачный лак, паяльник, припой, бескислотный флюс, мелкозернистую наждачную бумагу или полотно.

Для определения характера неисправности трансфор­матора отпаивают подведенные к нему провода, причем все отпаиваемые проводники отмечают бирками, чтобы в дальнейшем не перепутать подключение.

Выявление неполадок производят путем внешнего осмотра и проверки в следующем порядке:

— омметром проверяют целостность и сопротивление обмоток,

— мегомметром проверяют сопротивление изоляции между обмотками и между корпусом (сердечником) и обмот­ками,

— вольтметром переменного тока проверяют напряжение на выводах вторичных обмоток при номинальном напря­жении на первичной обмотке,

— миллиамперметром переменного тока проверяют силу тока холостого хода трансформатора.

Когда неисправность выявлена, трансформатор разби­рают, т. е. снимают крепежные детали и удаляют пластины сердечника. Делают это осторожно, так как погнутые пластины в дальнейшем затруднят сборку сердечника. Пластины из пермаллоя нельзя подвергать ударам, изгибам и другим деформациям, которые ухудшают магнитопроводящие свойства пермаллоевых пластин, что может отразиться в дальнейшей работе трансформатора.

Если сведения об обмоточных данных отсутствуют, то обмотки, которые надлежит снять, разматывают на намоточном станке со счетчиком, чтобы установить число витков. Диаметр провода определяют микрометром. Если намоточ­ные данные имеются, провод можно срезать, не повредив, однако, исправных обмоток и каркаса.

Если при работе трансформатор нагревался сверх допустимой номинальной температуры, нужно убедиться, что изоляция оставляемых без перемотки обмоток является доброкачественной: бумажные прокладки между слоями не содержат подгорелых мест (не имеют потемнения), а эмалевое покрытие на намоточном проводе держится прочно.

В трансформаторах, изготовленных приборостроитель­ными заводами, подсоединения концов обмоток к выводным проводникам при намотке изолируются тонкой фторопласто­вой пленкой; каждая обмотка после обертывания ее пленкой и проклейки пленки обвязывается ниткой, которой одно­временно закрепляются выводные проводники. Намотка по­лучается довольно жесткой, и к тому же пропитка делает катушку обмотки еще более жесткой. Поэтому, особенно при тонких проводах, размотка обмотки для счета числа витков связана с трудностями и необходимо проявлять большую осторожность, чтобы не порвать провод при смотке.

Намотку ведут виток к витку. В этом случае обмотки займут значительно меньше места, чем при беспорядочной намотке, и будет минимальная возможность пробоя между витками. Закончив ряд справа налево, ведут намотку сле­дующего ряда в обратном направлении. После каждого ряда (слоя) провода укладывают бумажную прокладку или фторопластовую пленку, которые должны плотно входить по ширине между щечками каркаса. Нельзя допускать попадания провода между прокладкой и щечкой каркаса. Толщина намотки получается несколько большей в том месте, где располагаются выводные проводники, поэтому их нужно размещать с той стороны катушки, которая после сборки сердечника будет помещаться не внутри сердечника, а снаружи его. Выводы пропускают через сделанные отверстия в щечках каркаса.

Эмалированный провод, используемый для намотки должен быть покрыт сплошным равномерным слоем эмалевой пленки, поверхность которой должна быть гладкой, блестящей, без пузырей, инородных тел, без механических повреждений верхних слоев металла. Провод берется того же диаметра и сохраняют прежнее число витков, иначе ему не разместиться в каркасе.

Намотав все обмотки, катушку трансформатора для зашиты от механических повреждений и пыли обклеивают сверху новой кембриковой лентой или лентой, снятой с трансформатора перед его размоткой.

Перед сборкой сердечника проверяют состояние пластин, выпрямляют погнутые. Если на железных пластинах имеют­ся следы ржавчины, то их очищают от ржавчины и покрывают тонким слоем бакелитового лака. При сборке внутрь каркаса катушки вставляют среднее ответвление Ш-образной пластины, крайние оставляют снаружи катушки. Сборку ведут так, чтобы пластины устанавливались по­очередно, то с одной, то с другой стороны катушки, что необходимо для создания замкнутого магнитного потока в сердечнике.

Собирая сердечник, обращают внимание на то, чтобы не смять пластины и в то же время не повредить каркас катушки. Пластины из трансформаторного железа более жесткие и при набивке сердечника редко сминаются. Пластины из пермаллоя более тонкие, поэтому нередко мнутся, изгибаются, что затрудняет сборку. Последние две-три пластины устанавливают на место легкими ударами деревянного молотка. Затем сердечник обжимают в тисках и дополнительно с помощью ударов деревянного молотка устанавливают еще две-три пластины. Если пластины набиты неплотно, то при включении трансформатор будет гудеть.

По окончании сборки сердечника, вставляют крепежные болты и стягивают сердечник.

Для повышения влагостойкости, нагревостойкости, электрической и механической прочности обмоток трансфор­матора производят пропитку обмоток изоляционным меламин глифталевым лаком МЛ-92 вязкостью 30…40 с по вискозиметру-воронке с диаметром отверстия сопла 4 мм в следующем порядке:

— очищают трансформатор от пыли, после чего прогре­вают в сушильном шкафу при температуре (120 ±10) °С в течение трех часов,

— охлаждают трансформатор до 60 °С и смазывают пастой ПВСГ выводные концы обмоток (приготовление и применение пасты см. ниже),

— погружают трансформатор в сосуд с изоляцион­ным лаком МЛ-92 и выдерживают в лаке 15…20 мин. до прекращения выделения пузырьков воздуха из об­мотки,

— удаляют трансформатор из жидкости и дают стечь лаку в течение 60 мин, после чего снимают пасту с выводных проводников,

— протирают каркасы, сердечник и выводы трансформа­тора марлей, смоченной смесью толуола и уайт спирита или одним толуолом,

— выводные концы обмоток смазывают трансформатор­ным, касторовым или приборным маслом,

— трансформатор помещают в сушильный шкаф и нагре­вают последовательно по следующему графику (допустимо отклонение температуры ±10°С):

Температура, °С 40 60 80 100 120

Время сушки, ч 2 2 2 2 16

Общее время сушки составляет 24 ч.

В пропитку поступает полностью собранный трансфор­матор.

По окончании сушки к трансформатору подключают электрическое питание и производят проверку напряжения на его обмотках, целостности обмоток, сопротивления изоляции, тока холостого хода.

Проверяют также, не сильно ли гудит трансформатор, что может быть следствием не только слабой набивки сердечника, но и недостаточной его затяжки.

Паста ПВСГ для защиты токоподводов при пропитке и лакировке.

Состав: 11% спирта поливинилового ПВС, 26% спирта ректификата этилового, 11% глицерина дистиллированного 52% воды дистиллированной.

Способ приготовления: в стеклянной посуде смешивают этиловый спирт с водой; в разведенный этиловый спирт добавляют последовательно поливиниловый спирт и дистиллированный глицерин при тщательном перемешивании стеклянной палочкой; нагревают смесь на водяной бане при температуре до 90°С в течение 1…2 ч; паста должна быть однородной, без комков и механических примесей. При необходимости фильтруют пасту через марлю. Хранить в колбе с притертой пробкой. Срок годности 10 суток.

Применение: наносят пасту кистью на те места проводов или деталей, которые не подлежат пропитке или лакировке. Затем сушат нанесенный слой пасты на воздухе в течение 30 мин. После удаления пропитываемой детали из лака и стекания лака, т. е. фактической сушки детали на воздухе, пасту снимают пинцетом или ножом (не повредить провод!).

fazaa.ru

Возможно, вам это будет интересно:

Ремонт трансформаторов с заваренными сердечниками.

Рассмотренная в данной статье методика ремонта позволяет отремонтировать подобные трансформаторы со 100% вероятностью успеха. Также необходимо запастись терпением и, конечно же, некоторыми слесарскими навыками, плюс ко всему нелишними будут знания по особенностям перемотки обычных трансформаторов.

Давайте рассмотрим ремонт трансформаторов с заваренным сердечником на примере трансформатора от 5,1 ресивера JVC. Как видно на фото, данный трансформатор практически не имеет внешних повреждений и явных признаков повреждений обмоток. Но все меняется, как только мы снимем каркас. Об этом речь пойдет далее.

Разборку трансформатора следует начать с разреза сварочного шва с помощью обычной ножовки по металлу. Для этого необходимо зажать сам трансформатор в тисках и аккуратно распилить шов.

Совет! Воспользуйтесь полотном с мелкими зубьями.

Распил необходимо проводить предельно осторожно, дабы не повредить лакированную изоляцию торцов, близко расположенных пластин.

1260636736_pa290066

Совет! Перед началом распила, промаркируйте маркером стороны сердечника, чтобы в конце правильно собрать трансформатор.

1260636970_pa290065

После полной распилки осторожно выньте трансформатор из тисков и отверткой с широким жалом отсоедините сердечник от корпуса.

1260637305_pa290067

1260637384_pa290069

1260637365_pa290070

Далее снимите каркас.

1260637578_pa290071

На данном этапе разборка закончена, и следующим этапом будет сматывание перегоревшей обмотки и запись количества витков, диаметра проволоки и порядка размещения нумерации выводов.
Вся эта информация очень важна, и ее следует записать, а схему обмотки зарисовать, иначе можно легко допустить ошибку.

1260638302_trans

Очень часто, вместе с перегоревшими обмотками часто меняют и каркас, так как высокая температура просто сплавляет его.  В нашем примере каркас оплавился и ремонту не подлежит.

1260639008_p7240010

1260639001_p7240011
Процесс изготовления единого нового каркаса из стеклотекстолита можно найти здесь, поэтому этот шаг можно пропустить.

1260638838_pb180073

Клеммы изготовлены из штыревых стоек от телевизионных плат, штангенциркулем проведите замеры расстояний между выводами. Далее измерьте диаметры стоек и просверлите отверстия размерами – 0,1 – 0,2 мм. В данные отверстия плотно необходимо зафиксировать штыри.   Лишние торчащие концы аккуратно откусываем, и подравнивает надфилем.

1260638837_pb180074

В результате должна получиться  прочная конструкция.

На данном этапе каркас у нас готов, далее необходимо приступить к созданию межслойной изоляции, для этого необходимо будет нарезать офсетную бумагу соответствующей формы каркаса и  бумагу немного толще для межобмоточной изоляции.

1260639376_pb220083

Должны получиться вот такие, примерно, полосы шире каркаса на где-то на 3-5 мм. Далее по краям нарежьте бахрому, делается это для того, чтобы обмотки ложились ровно, и не продавливали нижеуложенные слои.

1260639466_pb220088

1260639444_pb220091

Конечно нарезание бахромы дело муторное, и чтобы облегчить этот процесс был придуман специальный нарезатель.

После того как изоляция готова, далее конструируем деревянную вставку. Вот теперь можно начать мотать.

1260639558_pb180075

Для намотки проводом использовалась самодельная намоточная конструкция.

Схемы подобных конструкций можно найти  тут.

1260639819_pb290088

1260639782_pb290086

После завершения необходимо укоротить выводы, залудить и припаять к стойкам.

1260640025_pb290089

1260640060_pb290090

После всего это, можно обратно собрать трансформатор и провести предварительную проверку и осуществить измерения параметров.
Для этого необходимо надеть каркас обратно на сердечник и приложить нижнюю часть сердечника на свое место.
Всю эту конструкцию закрепите в тисках и подключите питание через сопротивление 1 Ом, то есть через токовый шунт. Аккуратно включите (Помните: безопасность превыше всего) проведите замеры тока холостого хода, а также напряжение на вторичных обмотках.

1260640567_pb300093

Если все параметры норме, то можете приступать к сварке. Вместо сварки можно воспользоваться мощным паяльников в 100 Вт, шок пролудить при помощи припоя ПОС-61 и канифоля.

1260641095_p7240009

После всех мероприятий, как положено, поставьте трансформатор под нагрузку на пару часов.

1260641392_pc060114

Спустя некоторое время проверьте (отключите все от розетки) температуру трансформатора – она не должна превышать – 50 градусов. Такая температура соответствует норме.


 

Электронный трансформатор. Ремонт своими руками.

На сегодняшний день, электромеханики достаточно редко занимаются починкой электронных трансформаторов. В большинстве случаев, я и сам не очень заморачиваюсь тем, чтобы потрудиться над реанимацией подобных устройств, просто потому  что, обычно покупка нового электронного трансформатора обходится куда дешевле, чем ремонт старого. Однако, в обратной ситуации — почему бы и не потрудиться экономии ради. К тому же не у всех есть возможность добраться до специализированного магазина, чтобы подыскать там замену, или обратиться в мастерскую. По этой причине, любому радиолюбителю нужно уметь и знать, как производится проверка и ремонт импульсных (электронных) трансформаторов  в домашних условиях, какие могут возникнуть неоднозначные моменты и как их разрешить.

Ввиду того, что не все имеют обширный объём знаний по теме, постараюсь представить всю имеющуюся информацию максимально доступно.

Немного о трансформаторах

Электронный трансформатор

Рис.1: Трансформатор.

Прежде, чем приступить к основной части, сделаю небольшое напоминание о том, что же такое электронный трансформатор и для чего он предназначен. Трансформатор используется для преобразования одной переменной напряжения в другую (например, 220 вольт в 12 вольт). Это свойство электронного трансформатора очень широко используется в радиоэлектронике. Существуют однофазные (ток течёт по двум проводам – фаза и «0») и трёхфазные (ток течёт по четырём проводам – три фазы и «0») трансформаторы. Основным значимым моментом при использовании электронного трансформатора является то, что при понижении напряжения сила тока в трансформаторе увеличивается.

У трансформатора имеется как минимум одна первичная и одна вторичная обмотка. Питающее напряжение подключается на первичную обмотку,  ко вторичной обмотке подключается нагрузка, либо снимается выходное напряжение. В понижающих трансформаторах провод первичной обмотки всегда имеет меньшее сечение, чем провод вторичной. Это позволяет увеличить количество витков первичной обмотки и как следствие её сопротивление. То есть при проверке мультиметром первичная обмотка показывает сопротивление в разы большее, чем вторичная. Если же по какой-то причине диаметр провода вторичной обмотки будет небольшим, то по закону Джоуля-Лэнса вторичная обмотка перегреется и спалит весь трансформатор. Неисправность трансформатора может заключаться в обрыве и или КЗ (коротком замыкании) обмоток. При обрыве мультиметр показывает единицу на сопротивлении.

Как проверять электронные трансформаторы?

На самом деле, чтобы разобраться с причиной поломки не нужно обладать огромным багажом знаний, достаточно иметь под рукой мультиметр (стандартный китайский, как на рисунке №2) и знать, какие цифры должен выдавать на выходе каждый из компонентов (конденсатор, диод и т.д.).

Электронный трансформатор

Рис 2: Мультиметр.

Мультиметр может измерить постоянное, переменное напряжение, сопротивление. Также он может работать в режиме прозвонки. Желательно, чтобы щуп мультиметра был обмотан скотчем, (как на рисунке №2), это убережёт его от обрывов.

Чтобы правильно производить прозвонку различных элементов трансформера рекомендую всё-таки выпаивать их (многие пытаются обойтись без этого) и исследовать отдельно, поскольку в противном случае показания могут быть неточными.

Диоды

Нельзя забывать, что диоды прозваниваются только в одну сторону. Для этого мультиметр устанавливается в режим прозвонки, красный щуп прикладывается к плюсу, чёрный к минусу. Если всё в норме, то прибор издаёт характерный звук. При наложении щупов на противоположные полюса не должно происходит вообще ничего, а если это не так, то можно диагностировать пробой диода.

Транзисторы

При проверке транзисторов, их также нужно выпаивать и прозванивать переходы база-эмиттер, база-коллектор, выявляя их проходимость в одну, и в другую сторону. Обычно, роль коллектора в транзисторе выполняет задняя железная часть.

Обмотка

Нельзя забывать проверять обмотку, как первичную, так и вторичную. Если возникают проблемы с определением того, где первичная обмотка, а где вторичная, то помните, что первичная обмотка даёт большее сопротивление.

Конденсаторы (радиаторы)

Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах (пикофарадах, микрофарадах). Для его исследования тоже используется мультиметр, на котором выставляется сопротивление в 2000 кОм. Положительный щуп прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На экране должны появляться всё возрастающие цифры вплоть до почти двух тысяч, которые сменяются единицей, что расшифровывается как бесконечное сопротивление. Это может свидетельствовать об исправности конденсатора, но лишь в отношении его способности накапливать заряд.

Ещё один момент: если в процессе прозвонки возникла путаница с тем, где расположен «вход», а где «выход» трансформатора, то нужно просто перевернуть плату и на обратной стороне на одном конце платы вы увидите небольшую маркировку «SEC» (второй), которой обозначается выход, а на другом «PRI» (первый) — вход.

А также, не забывайте, что электронные трансформаторы нельзя запускать без загрузки! Это очень важно.

Ремонт электронного трансформатора

Пример 1

Возможность попрактиковаться в починке трансформатора представилась не так давно, когда мне принесли электронный трансформатор от потолочной люстры (напряжение — 12 вольт). Люстра рассчитана на 9 лампочек, каждая по 20 ватт (в сумме – 180 ватт). На упаковке от трансформатора значилось также: 180 ватт.А вот пометка на плате гласила: 160 ватт. Страна производитель – конечно же,Китай. Аналогичный электронный трансформатор стоит не более 3$, и это на самом деле совсем немного, если сравнивать со стоимостью остальных компонентов устройства, в котором он был задействован.

В полученном мной электронном трансформаторе сгорела пара ключей на биполярных транзисторах (модель: 13009).

Электронный трансформатор

Рис.3: Биполярный транзистор MOROCCO-13009.

Рабочая схема стандартная двухтактная, на месте выходного транзистора поставлен инвертор ТОР(Thor), у которого вторичная обмотка состоит из 6-ти витков, а переменный ток сразу же перенаправляется на выход, то есть к лампам.

Такие блоки питания обладают весьма значимым недостатком: отсутствует защита против короткого замыкания на выходе. Даже при секундном замыкании выходной обмотки, можно ожидать весьма впечатляющего взрыва схемы. Поэтому рисковать подобным образом и замыкать вторичную обмотку крайне не рекомендуется. В целом, именно по этой причине радиолюбители не очень любят связываться с электронными трансформаторами подобного типа. Впрочем, некоторые наоборот пытаются их самостоятельно доработать, что, на мой взгляд, весьма неплохо.

Но вернёмся к делу: поскольку наблюдалось потемнение платы прямо под ключами, то не приходилось сомневаться, что они вышли из строя именно из-за перегрева. Тем более, что радиаторы не слишком активно охлаждают заполненную множеством деталей коробочку корпуса, да ещё и прикрываются картонкой. Хотя, если судить по исходным данным, также имела место перегрузка в 20 ватт.

Из-за того, что нагрузка превышает возможности блока питания, достижение номинальной мощности практически равнозначно выходу из строя. Те более, что в идеале, с расчётом на долговременное функционирование, мощность БП должна быть не меньше, а вдвое больше необходимого. Вот такая она китайская электроника. Снизить уровень нагрузки, сняв несколько лампочек, не представлялось возможным. Поэтому единственный подходящий, на мой взгляд, вариант исправления ситуации заключался в наращивании теплоотводов.

Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою версию, я запустил плату прямо на столе и дал нагрузку с помощью двух галогеновых парных ламп. Когда всё было подключено – капнул немного парафина на радиаторы. Расчёт был такой: если парафин будет таять и испаряться, то можно гарантировать, что электронный трансформатор (благо, если только он сам) будет сгорать меньше чем за полчаса работы по причине перегрева.После 5 минут работы воск так и не расплавился, получалось, что основная проблема связана именно с плохой вентиляцией, а не с неисправностью радиатора. Наиболее изящный вариант решения проблемы – просто подогнать другой более просторный корпус под электронный трансформатор, который обеспечит достаточную вентиляцию. Но я предпочёл подсоединить теплоотвод в виде алюминиевой полоски. Собственно, этого оказалось вполне достаточно для исправления ситуации.

Пример 2

В качестве ещё одного примера починки электронного трансформатора я хотел бы рассказать о ремонте устройства, обеспечивающего понижение напряжения с 220 на 12 Вольт. Оно использовалось для галогенных ламп на 12 Вольт (мощность – 50 Ватт).

Электронный трансформатор

Рис. 4: Импульсный трансформатор от LUXMAN.

Рассматриваемый экземпляр перестал работать без всяких спецэффектов. До того, как он оказался у меня в руках, от работы с ним отказалось несколько мастеров: некоторые не смогли найти решение проблемы, другие, как уже и говорилось выше, решили, что это экономически нецелесообразно.

Для очистки совести я проверил все элементы, дорожки на плате,  нигде не обнаружил обрывов.

Тогда я решил проверить конденсаторы. Диагностика мультиметром вроде бы прошла успешно, однако, с учётом того, что накопление заряда происходило на протяжении целых 10 секунд (это многовато для конденсаторов подобного типа), возникло подозрение, что неполадка именно в нём. Я произвёл замену конденсатора на новый.

Тут нужно небольшое отступление: на корпусе рассматриваемого электронного трансформатора имелось обозначение: 35-105 VA. Эти показания говорят о том, при какой нагрузке можно включать устройство. Включать его вообще без нагрузки (или, если по-человечески, без лампы), как уже говорилось ранее, нельзя. Поэтому я подсоединил к электронному трансформатору лампу на 50 Ватт (то есть значение, которое вписывается между нижней и верхней границей допустимой нагрузки).

Электронный трансформатор

Рис. 4: Галогеновая лампа на 50Ватт (упаковка).

После подключения никаких изменений в работоспособности трансформатора не произошло. Тогда я ещё раз полностью осмотрел конструкцию и понял, что при первой проверке не обратил внимания на термопредохранитель (в данном случае модель L33, ограничение до 130C). Если в режиме прозвонки этот элемент даёт единицу, то можно говорить о его неисправности и обрыве цепи. Изначально термопредохранитель не был проверен по той причине, что при помощи термоусадки он вплотную крепится к транзистору. То есть для полноценной проверки элемента придётся избавляться от термоусадки, а это весьма трудоёмко.

Электронный трансформатор

Рис.5: Термопредохранитель, прикреплённый термоусадкой к транзистору (элемент белого цвета, на который указывает ручка).

Впрочем, для анализа работы схемы без данного элемента, достаточно закоротить его «ножки» на обратной стороне. Что я и сделал. Электронный трансформатор тут же заработал, да и произведённая ранее замена конденсатора оказалась не лишней, поскольку ёмкость установленного до этого элемента не отвечала заявленной. Причина, вероятно, была в том, что он просто износился.

В итоге, я заменил термопредохранитель, и на этом ремонт электронного трансформатора можно было считать завершённым.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Поделиться ссылкой:

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о