Тороїдальні трансформатори: намотування, конструкція, розрахунок

Якщо ви зацікавлені у виготовленні зварювального апарату або стабілізатора напруги, то вам обов'язково потрібно знати, що таке тороїдальні трансформатори. Але найголовніше – як вони працюють і які тонкощі при виготовленні мають. Крім того, такі трансформатори, завдяки своїй конструкції, здатні віддати більшу потужність в порівнянні з тими, які намотані на Ш-подібному сердечнику. Отже, такі пристрої ідеально підходять для живлення дуже потужної апаратури – наприклад, підсилювачів низької частоти.

Основні дані

Отже, перш ніж приступати до виготовлення трансформатора, вам потрібно вивчити матчастину. По-перше, вам необхідно визначитися з типом використовуваного дроту. По-друге, потрібно розрахувати кількість витків (звідси випливає, що ви будете знати, скільки всього метрів проводу вам необхідно). По-третє, обов'язково треба вибрати перетин дроту. Від цього параметра залежить вихідний струм, отже, потужність тороїдального трансформатора. Також обов'язково потрібно враховувати, що при малому числі витків у первинній обмотці буде відбуватися нагрівання. Аналогічна ситуація виникає і в тому випадку, якщо потужність споживачів, підключених до вторинної обмотки, перевищує те значення, яке може віддати трансформатор. Наслідок перегріву – це зниження надійності. Причому перегрів може привести навіть до загорання трансформатора.

Що потрібно для виготовлення

Отже, ви приступаєте до виготовлення трансформатора. Вам потрібно обзавестися інструментами і матеріалами. Звичайно, може знадобитися навіть швейна голка або сірники, але напевно такі засоби є у кожного. Найголовніше – це залізо, з якого робляться тороїдальні трансформатори. Вам буде потрібно багато трансформаторної сталі, вона повинна бути у формі тора. Далі, звичайно ж, провід у лаковій ізоляції. Обов'язково наявність малярного скотча і клею типу ПВА. Також для поділу обмоток необхідна ізолента на основі тканини. І кілька шматків дроту для з'єднання кінців обмоток. Причому провід необхідно використовувати в силіконовій або гумовій ізоляції.

Трансформаторна сталь

Дістати такий аксесуар, як може здатися, дуже складно. Але в будь-якому будинку, сараї, навіть на пунктах прийому металу сьогодні можна знайти негідні стабілізатори напруги. У радянські роки вони були дуже популярні, використовувалися спільно в чорно-білих телевізорах, щоб не посадити кінескопи. Вам не важливо, чи працює цей стабілізатор або ж він згорів. Найголовніше – це тороїдальні трансформатори, які в ньому використовуються. Саме вони і будуть основою вашої конструкції. Але перед цим потрібно позбутися від старої обмотки, яка виготовлена з алюмінієвого дроту. А далі – підготовка сердечника. Зверніть увагу на те, що у нього прямі кути. Вам це не потрібно, тому що можна пошкодити лакову ізоляцію при намотуванні. Постарайтеся максимально скруглить кути, обробивши їх напилком. Потім поверх трансформаторної сталі укладаєте ізоляційну стрічку на основі тканини. Всього необхідний тільки один шар.

Обмотки

А тепер трохи про те, як проводиться розрахунок тороїдального трансформатора. Можна, звичайно, використовувати прості програми, яких безліч. Можна з лінійкою і калькулятором провести розрахунок. Звичайно, він буде мати похибку, так як не враховується безліч факторів, які є взагалі в природі. Вам слід дотримуватися одного правила при розрахунку – потужність у вторинній котушці не повинна бути більше цього значення в первинній обмотці. Що стосується такого процесу, як тороїдального намотування трансформатора, то він дуже трудомісткий. Добре, якщо є можливість розібрати магнітопровід і після намотування зібрати його воєдино. Але якщо такої можливості немає, то можна застосувати своєрідне веретено. На нього намотуєте певну кількість дроти. Потім, пропускаючи це веретено крізь тор, укладаєте витки обмоток. Часу на це піде чимало, тому якщо не впевнені у своїх силах, краще придбайте готовий блок живлення.

Приклад розрахунку

Краще всього описати процес на конкретному прикладі. Первинна обмотка, як правило, живиться від мережі змінної напруги 220 в Допустимо, вам потрібні дві вторинні обмотки, щоб кожна видавала по 12 Ст. А ще ви використовуєте в первинній обмотці провід перетином 06 мм. Отже, площа перерізу складе приблизно 023 кв. мм. Але це ще не всі обчислення, тороїдальні трансформатори потребують ретельної підгонки всіх параметрів. А тепер знову трохи математики – потрібно розділити 220 (В) на суму напруг вторинних ланцюгів. В результаті отримуєте якийсь коефіцієнт 39. Він означає, що перетин проводу, що використовується у вторинній обмотці, повинно бути рівно в 39 разів більше, ніж у первинній. Щоб обчислити кількість витків для первинної обмотки, вам потрібно скористатися простою формулою: коефіцієнт «40» помножити на напругу (в первинної ланцюга воно дорівнює 220 В), після чого це твір розділити на площу поперечного перерізу магнітопроводу. Варто зазначити, що від того, наскільки точно проведено розрахунок тороїдального трансформатора, залежить його ККД і термін служби. Тому краще зайвий раз повторіть кожен етап розрахунку.