Как перемотать трансформатор?

Приложение к статье: «Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт.»


   Если у вас есть силовой трансформатор с подходящим (в данном случае S = 10,4 см²) по мощности сечением сердечника, но его вторичная обмотка рассчитана на другое напряжение, можно перемотать трансформатор.

   В этом случае можно не проводить такую трудоемкую работу, как намотка многовитковой первичной обмотки, а использовать уже готовую, старую первичную обмотку.

   Определяем расположение первичной и вторичной обмоток на каркасе. Первичная обмотка обычно располагается на каркасе ближе к сердечнику и намотана тонким проводом с большим количеством витков.
    Далее нужно определить количество витков на вольт w для этого стального сердечника. Использовать ранее рассчитанное, для предыдущей статьи, значение количества витков на вольт, нельзя.
    Включим трансформатор в сеть 220 вольт. Измерим напряжение на всех вторичных обмотках. Выберем обмотку с наименьшим напряжением. Например, оно будет равно U = 30 вольт. Отметим ее расположение на каркасе.
    Далее нужно разобрать трансформатор, вынув пластины сердечника, освободить каркас. Нужно перемотать трансформатор, смотать старую вторичную (или вторичные, если их несколько) обмотку и посчитать количество витков в выбранной обмотке.
    Оставляем только первичную обмотку и межобмоточную изоляцию.
Допустим, количество витков в выбранной обмотке будет n = 140.

Тогда количество витков на один вольт w для этого трансформатора будет:

w = n : U = 140 : 30 = 4,67 витка.

   Если вторичной обмотки совсем нет, или нет возможности ее посчитать, поступим другим способом.
    Намотаем поверх первичной обмотки 100 витков изолированного провода любого диаметра – это «измерительная» обмотка.
Снова соберем трансформатор, включим в сеть 220 вольт и измерим вольтметром напряжение на «измерительной» обмотке. Допустим, оно будет 21,5 вольта.

   Посчитаем количество витков на 1 вольт для этого трансформатора:
w = n : U = 100 : 21,5 = 4,65 витка.
Тогда количество витков в новой вторичной обмотке на 36 вольт будет:

U_2 = 36 • 4,65 = 167,8 витка. Округлим до 170 витков.
«Измерительную» обмотку следует снять и намотать свою, соответствующего диаметра, проводом.

 Как намотать трансформатор на Ш-образном сердечнике?

Настоящая статья является продолжением статей:

— «Как рассчитать силовой трансформатор»;
— «Как изготовить каркас для Ш – образного сердечника.»

Намотку обмоток каркаса трансформатора на Ш-образном сердечнике,  нужно производить на намоточном станке, оборудованном счетчиком оборотов и специальным приспособлением для крепления каркаса и бабины с проводом. Но, как правило, под рукой такого станка нет.

   Используем для намотки обычную ручную дрель. Перед намоткой нужно снять и одеть каркас на оправку несколько раз, чтобы каркас свободнее сидел на оправке. Далее вновь одеваем каркас на оправку, подкрепляем его двумя фанерными дощечками(дощечки нужны для того, чтобы щечки каркаса при намотке провода не распирало в стороны), стягиваем болтом или шпилькой и закрепляем в патроне ручной дрели.  Дрель нужно закрепить в настольные тиски.

   Нужно рассчитать  передаточное число оборотов патрона и ручки дрели. Для этого посчитаем количество оборотов патрона дрели на один оборот ручки. Или, если есть возможность, посчитать количество зубьев на обоих шестернях. Соотношение их количества и даст коэффициент пересчета n.

    Например: количество зубьев на шестерне ручки 35 шт., количество зубьев на патроне – 7 шт., тогда коэффициент n = 35 / 7 = 5.  При одном обороте ручки дрели на каркас наматывается 5 витков провода. 

    При намотке каркаса трансформатора на Ш-образном сердечнике,  нужно считать не количество оборотов патрона, а количество оборотов ручки дрели, что значительно проще и удобнее. Определим количество оборотов ручки для сетевой первичной обмотки. 
 K = 1050/5 = 210 оборотов.
Чтоб намотать первичную обмотку нужно сделать 210 оборотов ручки дрели. 

   Один практический совет: чтоб не сбиться со счета числа оборотов  при намотке катушки, после каждых 10 оборотов ручки дрели, где нибудь на бумаге нужно  делать отметку — галочку.
Отсчитал количество галочек равное 21 — вот и готова первичная обмотка.

  В щечке каркаса необходимо сделать отверстие для выхода провода. Отверстие делается шилом в щечке, которая выходит наружу трансформатора.
Эмалированный провод обмотки с помощью пайки соединяется с многожильным проводом. Место соединения прикрывается кусочком плотной бумаги как на рисунке…

    Намотку катушек трансформатора на Ш-образном сердечнике, лучше всего (очень рекомендую) проводить виток к витку, прокладывая между слоями конденсаторную бумагу, для изоляции между слоями.

Ширина конденсаторной бумаги на 4-5 мм должна быть шире, чем расстояние между щечками каркаса и иметь надрезы по всей длине, как на рисунке….
Причина увеличения ширины бумаги такова: при намотке витки провода прижимают бумагу, она деформируется и сужается в размере. Оголяются витки нижнего слоя, возможен межвитковый пробой между слоями.  

   Намотав первичную обмотку и выведя конец многожильным проводом, прокладывают 2-3 слоя бумаги или лакоткани (межобмоточная изоляция), чтобы  предохранить от случайного соприкосновения провода сетевой обмотки с проводами выходной обмотки.

   Мотать вторичную обмотку с применением дрели   не удобно, т.к. провод вторичной обмотки толстый – диаметром 1 мм... Лучше всего вторичную обмотку мотать вручную, вынув заготовку с каркасом из патрона дрели.

   Вторичная обмотка также мотается виток к витку с прокладкой бумажной полосы (такой же как и у первичной обмотки) между слоями. Количество витков вторичной обмотки на 36 вольт будет 180 витков.

   Концы вторичной обмотки выводятся из каркаса самим проводом, без спайки с многожильным проводом.  Можно только, для прочности,  надеть на провод тонкую хлорвиниловую трубку.

    После намотки вторичной обмотки снова прокладываются 2-3 слоя плотной бумаги для защиты провода от внешних повреждений. Затем готовый каркас с обмотками осторожно снимают с оправки, стараясь не повредить. 

    Затем собираем трансформатор полностью, вставляем пластины магнитопровода вперекрышку, с разных сторон каркаса. Сначала собираем без пластин — перемычек, так удобнее. После того как все Ш-образные пластины вставлены, вставляем пластины — перемычки. 

   Легкими постукиваниями молотка по торцам, подравниваем пластины на ровной площадке. Затем весь магнитопровод необходимо стянуть болтами-шпильками или обжать уголками с крепежными отверстиями. 

Вот наконец и добрались мы до интересного момента – пуска своего творения — трансформатора на Ш-образном сердечнике  в электрическую сеть. 

   Для испытания трансформатора подключим сетевой провод с вилкой (через предохранитель на 1 ампер) к первичной обмотке трансформатора.

    Вольтметром переменного тока нужно проверить наличие напряжения на вторичной обмотке трансформатора.  Оно должно быть 35 — 37 вольт.

    Если все работы выполнены  правильно, то по истечении 5-10 минут работы, трансформатор не должен нагреться.  После подсоединения лампочки на 36 вольт напряжение может просесть до 33-35 вольт, это нормально.