Kako izračunati i sastaviti transformator na primjeru lemilice "Moment"

U kompletu domaćeg gospodara morate ga imati lemljenje željeza, ponekad čak i nekoliko različitih kapaciteta i dizajna. Industrija proizvodi mnogo različitih modela, nije ih teško kupiti. Fotografija prikazuje radni uzorak iz 80-ih.

Međutim, mnogi obrtnici su zainteresirani za domaće dizajne. Jedan od njih snage 80 W prikazan je na donjim fotografijama.

Ovo lemljenje moglo je lemiti bakrene žice veličine 2,5 četvornih kvadrata po hladnom vremenu i mijenjati tranzistore i ostale komponente elektroničkih sklopova na tiskanim pločama u laboratoriju.

Princip rada

Alat za lemljenje „Moment“ pokreće električnom mrežom od ~ 220 volti, koja predstavlja obični transformator, u kojem bakreni skakač ima sekundarni namot. Kad je uključeno nekoliko sekundi, struja kratkog spoja protječe kroz njega zagrijavajući bakreni vrh lemilice na temperature koje otapaju lemljenje.

Primarno navijanje spojeno je kablom s utikačem u utičnicu, a prekidač s mehaničkim oprugom s vlastitim resetiranjem koristi se za napajanje naponom. Kada se gumb pritisne i zadrži, struja grijanja teče kroz vrh lemilice. Čim otpustite gumb, grijanje se odmah zaustavlja.

U nekim modelima, radi praktičnosti rada pri slabom osvjetljenju, iz primarnog namotaja po principu autotransformatora, prave 4-voltnu slavinu, što dovodi do uloška s žaruljom od svjetiljke. Usmjerna svjetlost prikupljenog izvora osvjetljava mjesto lemljenja.

Dizajn transformatora

Prije nego što započnete montažu lemilice, trebate odrediti njegovu snagu. Obično je 60 vata dovoljno za jednostavan električni i radioamaterski rad. Kako bi se stalno lemljenje tranzistora i mikrocikruta poželjno smanjiti snagu i povećati za obradu masivnih dijelova.

Za proizvodnju trebat ćete koristiti energetski transformator odgovarajućeg kapaciteta, najbolje od starih uređaja proizvedenih u SSSR-u, kada je sav električni čelik magnetskih jezgara proizveden u skladu sa zahtjevima GOST-a. Nažalost, u modernom dizajnu postoje činjenice o proizvodnji transformatorskog željeza od niskokvalitetnog, pa čak i običnog čelika, posebno u jeftinim kineskim uređajima.

Vrste magnetskog kruga

Željezo se mora odabrati prema moći prenesene energije. Da biste to učinili, dopušteno je koristiti ne jedan, već nekoliko identičnih transformatora. Oblik magnetskog kruga može biti pravokutnog, okruglog ili W oblika.

Možete koristiti željezo bilo kojeg oblika, ali je povoljnije odabrati oklopnu ploču jer ima veću učinkovitost prijenosa snage i omogućava vam izradu složenih struktura jednostavnim dodavanjem ploča.

Prilikom odabira željeza treba obratiti pozornost na nedostatak zračnog jaza, koji se koristi samo u prigušnicama za stvaranje magnetskog otpora.

Pojednostavljena metodologija

Kako odabrati željezo za potrebnu snagu transformatora

Odmah ćemo rezervirati da je predložena metodologija razvijena empirijski i omogućava nam sastavljanje transformatora iz nasumično odabranih dijelova kod kuće, koji radi normalno, ali pod određenim okolnostima mogu proizvesti malo drugačije parametre od izračunatih. To nije teško popraviti preciznom prilagodbom, što u većini slučajeva nije potrebno.

Odnos između volumena željeza i snage primarnog namota transformatora izražava se kroz presjek magnetskog kruga i prikazan je na slici.

Snaga primarnog namota S1 veća je od sekundarnog S2 za količinu učinkovitosti ŋ.

Površina poprečnog presjeka pravokutnika Qc izračunava se po dobro poznatoj formuli kroz njegove stranice, koje je lako izmjeriti jednostavnim čeljusom ravnala ili vrhova. Za oklopni transformator, potrebna količina željeza je 30% manja nego za šipkasti transformator. To se jasno vidi iz danih empirijskih formula, gdje je Qc izražen u kvadratnim centimetrima, a S1 u vatima.

Za svaku vrstu transformatora, prema njegovoj formuli, snaga primarnog namota izračunava se kroz Qc, a zatim se, prema učinkovitosti, procjenjuje njegova vrijednost u sekundarnom krugu, koji će zagrijati vrh lemilice.

Na primjer, ako je odabran magnetski krug u obliku slova W za 60 W snage, tada je njegov presjek Qc = 0,7 ∙ √60 = 5,42 cm².

Kako odabrati promjer žice za namota transformatora

Kao materijal za žicu treba koristiti bakar koji je premazan slojem laka za izolaciju. Prilikom namotavanja zavojnica na zavojnice, lak eliminira pojavu grešaka između okretaja. Debljina žice odabire se prema maksimalnoj struji.

Za primarno navijanje znamo napon od 220 volti i odlučili smo se za primarnu snagu transformatora, odabirejući presjek magnetskog kruga. Podjelom vata ove snage na volteve primarnog napona, dobivamo struju namotavanja u amperima.

Na primjer, za transformator od 60 vata, ispasti će da struja u primarnom namotu bude manja od 300 miliampera: 60 [vati] / 220 [volti] = 0,272727 .. [ampera].

Na isti se način sekundarna struja izračunava iz njezinih vrijednosti napona i snage. U našem slučaju to nije potrebno: namatanje dva okreta, napon će biti mali, a struja će biti velika. Stoga je odabran poprečni presjek strujnog vodiča s ogromnom marginom od bakrene sabirnice, što će minimizirati gubitak od električnog otpora sekundarnog namota.

Odredivši struju, na primjer, 300 mA, možemo izračunati promjer žice prema empirijskoj formuli: d žice [mm] = 0,8 ∙ √I [A]; ili 0,8 ∙ √0,3 = 0,8 0,547722557505 = 0,4382 mm.

Takva točnost, naravno, nije potrebna. Izračunati promjer omogućit će transformatoru da radi vrlo dugo i pouzdano, bez pregrijavanja pri maksimalnom opterećenju. I napravimo lemljenje, koje se periodično uključuje samo nekoliko sekundi. Tada se isključuje i hladi.

Praksa je pokazala da je za ove svrhe prilično prikladan promjer od 0,14 ÷ 0,16 mm.

Kako odrediti broj okretaja namota

Napon na priključcima transformatora ovisi o broju okreta i karakteristikama magnetskog kruga. Obično ne znamo marku električnog čelika i njegova svojstva. Za naše je potrebe ovaj parametar jednostavno prosjek, a cijeli izračun broja zavoja pojednostavljen je u oblik: ώ = 45 / Qc, gdje je the broj okretaja na 1 volt napona na bilo kojem namotu transformatora.

Na primjer, za razmatrani transformator od 60 vata: ώ = 45 / Qc = 45 / 5,42 = 8,3026 okretaja po volti.

Budući da primarni namot spajamo na 220 volti, za njega će broj okreta biti ω1 = 220 ∙ 8.3026 = 1827 zavoja.

Sekundarni krug koristi 2 okreta. Ispuštat će napon od samo oko četvrtine volta.

Izrada okvira za zavojnicu

Za jednoliku raspodjelu zavoja žice unutar magnetskog kruga potrebno je napraviti okvir od električnog kartona, getinaksa ili stakloplastike. Tehnologija rada prikazana je na slici, a veličine se odabiru uzimajući u obzir dizajn magnetskog kruga. Namota izolirana okvirom nalaze se u zavojnici oko koje su sastavljene ploče magnetskog kruga.

Često je moguće koristiti tvornički okvir, ali ako trebate dodati ploče za povećanje snage, morat ćete povećati veličinu. Kartonski dijelovi mogu se šivati ​​običnim nitima ili lijepiti zajedno. Tijelo od stakloplastike s preciznim postavljanjem dijelova može se sastaviti i bez ljepila.

Pri proizvodnji zavojnice morate pokušati dodijeliti što više prostora za smještaj namota, a prilikom namotavanja zavojnica smjestite ih usko i ravnomjerno. Pri postavljanju žice, "zaostali" možda jednostavno nema dovoljno prostora i sav posao će morati biti preuređen.

Izrada sekundarnog lemilice

U lemilu koje je prikazano na fotografiji sekundarno navijanje je izrađeno od bakrene šipke s pravokutnim presjekom. Dimenzije su mu 8 do 2 mm. Možete koristiti druge profile. Na primjer, bit će prikladno saviti okruglu žicu za postavljanje unutar magnetskog kruga. Morao sam naporno raditi s ravnom gumom, koristiti vijke, čekić, šablone i dosje za jednolično savijanje strogo prema konfiguraciji okvira zavojnice.

Slika u položaju 1 pokazuje ravnu gumu. Nakon izrade okvira, morate odrediti njegovu duljinu, uzimajući u obzir udaljenost koja će ići do zavoja i udaljenost do vrha bakrene žice.

U položaju 2 nalazi se otprilike u sredini, glatko se savijajući u visećem položaju s malim udarcima čekića u skladu s orijentacijskom ravninom. Kad zavoj prođe kroz pravi kut, potrebno je upotrijebiti blagi čelični predložak oblika koji strogo odgovara dimenzijama okvira zavojnice u koji će se namatanje.

Predložak uvelike olakšava vodovod dajući namotu željeni oblik. Oko nje je najprije omotana polovica žljepca koji je prikazan na položajima 4, 5 i 6, a zatim drugi (vidi 7 i 8).

Radi lakšeg razumijevanja postupka, pored slika gume na položajima s crnim linijama s malim izobličenjem, prikazan je niz zavoja.

U položaju 8, uobičajeno je prikazan presjek AA. U blizini će biti potrebno saviti gumu za 90 stupnjeva radi lakšeg rada, kao što je prikazano na fotografiji.

Ako dođe do zavoja koji vam sprečavaju da slobodno namotate struju unutar okvira zavojnice, oni se mogu odrezati datotekom. Okreti metala ne smiju biti u dodiru jedni s drugima i tijelom. Da biste to učinili, odvojeni su slojem ne guste izolacije.

Na krajevima sekundarnog namota buše se rupe i narezuju se navoji kako bi se pričvrstili vijci M4. Služe za pričvršćivanje bakrenog vrha napravljenog od 2,5 ili 1,5 četvornih žica. Kako je napon na sekundarnom namotu vrlo mali, mora se pratiti kvaliteta električnih kontakata vrha, održavati se čistima, čistima od oksida i čvrsto stisnuti maticama i podloškama.

Izrada primarnog namotaja lemilice

Nakon što je energetsko navijanje lemilice spremno i izolirano, postaje jasno koliko slobodnog prostora ostaje u zavojnici za tanku žicu. S nedostatkom prostora, zavoji su čvrsto povezani.

Žica za namatanje sastoji se od bakrene jezgre i jednog ili više slojeva laka i označena je s PEV-1 (jednoslojni lak), PEV-2 (dva sloja), PETV-2 (otporniji na toplinu od PEV-2), PEVTLK-2 (otporan na toplinu poseban).

Pri mjerenju promjera žice mikrometrom, rezultat treba smanjiti za debljinu izolacije. Ali ova opća preporuka nije presudna za naše lemljenje.

S obzirom na rad u uvjetima grijanja, bolje je odbiti od marke PEV-1, usput, također se ne preporučuje navijanje.

Obično se žica namotava na kolut na improviziranim strojevima.

Kad se strujni namot postavi na okvir, bit će potrebno obaviti ručne ručke i zabilježiti njihovu količinu na papiru u određenom intervalu, na primjer, sto ili dvjesto.

Prije početka rada potrebno je lemljenje na početak namotavanja namotane žice u jakoj izolaciji, po mogućnosti marke MGTF. Dugo će izdržati opetovane zavoje, grijanje, mehaničke napone. Krajevi su spojeni lemljenjem, izolirani. Za fluks je odabrana samo kolofonija, kiselina nije dopuštena.

Fleksibilna jezgra je osigurana u zavojnici da se ne izvuče i izvuče kroz otvor u bočnom zidu. Nakon namotavanja, drugi kraj namatanja također je lemljen na MGTF žicu, koja se izvodi van.

Budući da će 220 volti biti isporučeno na žicu, trebala bi biti dobro izolirana od kućišta i sekundarnog namota.

Uređenje dizajna

Nakon namotavanja zavojnice, željezo je čvrsto montirano na njemu, popravljajući ga klinovima da ne ispadnu.Prije konačne montaže kućišta, možete provjeriti rad lemljenja primjenom napona na primarnom namotu za zagrijavanje vrha i procjenom karakteristike struje napona.

Ako je sastavljena struktura dobro prodala, onda se to ne može učiniti. No, za informaciju: preporučljivo je pogoditi radnu točku karakteristike I - V u točki nagiba krivulje kada željezo dosegne svoju zasićenost. To se postiže promjenom broja okreta.

Metoda određivanja temelji se na napajanju naizmjeničnog napona iz podesivog izvora u transformatorski namot kroz ampermetar i voltmetar. Uzme se nekoliko mjerenja i na temelju njih se crta graf, koji pokazuje točku loma (zasićenost željezom). Tada se donosi odluka o promjeni broja okreta.

Ručka, kućište, sklopka

Kao prekidač je pogodan bilo koji gumb za samopokretanje, dizajniran za struje do 0,5 A. Na fotografiji je prikazan mikroprekidač sa starog magnetofona.

Drška lemilice za lemljenje izrađena je od dvije polovice masivnog drveta, u koje su urezane šupljine za postavljanje žica, gumba i žarulja. U stvari, pozadinsko osvjetljenje nije potrebno, za to trebate napraviti zasebnu slavinu ili otporničko-kapacitivni razdjelnik.

Polovine ručica su zategnute klinovima i maticama. Montirali su i metalnu stezaljku koja mora biti izolirana od željeza magnetskog kruga.

Sami izrađeni dizajn otvorenog kućišta prikazan na fotografiji omogućuje bolje hlađenje, ali zahtijeva pažnju i sigurnosna pravila od strane zaposlenika.

Hrabri Aleksej Semenovič