Как быстро сделать трансформатор 100 Вт из динамиков

Простой ВЧ динамик с акустическим трансформатором

Собрать в домашних условиях классический динамик несколько затруднительно. Намного легче сделать излучатель нетрадиционного типа. Например, вот такую простую конструкцию ленточного излучателя, отличительной особенностью которой является применение так называемого «акустического трансформатора» (Air Motion Transformer). Отсутствие в ней дорогостоящих неодимовых магнитов компенсируется применением принципа физика О.Хейла. Еще в 1972 г. он создал электро-акустический преобразователь изодинамического типа, мембрана которого была сложена в «гармошку». Тем самым, увеличив площадь излучаемой поверхности при тех же размерах плоскости излучения, ученый добился повышения КПД своего динамика.

В предлагаемой конструкции вместо высокотехнологичной тефлоновой пленки с напыленными проводниками, которую применил О.Хейл, будет использоваться полоска обыкновенной пищевой алюминиевой фольги.
Кроме того, применение распространенных магнитов круглой формы, позволит расширить диаграмму направленности, приближая ее к круговой.
Для сборки одного ВЧ излучателя понадобятся две магнитные системы от отслуживших свой век отечественных динамических головок типа 15ГД-11а (20ГДС-1), 6ГД-6, 10ГД-34 (25ГДН-1) и т.п. Для пробы были изготовлены два варианта. Первый из двух магнитных систем 6ГД-6 и шириной ленты 15 мм, и второй вариант – из двух 15ГД-11а, с шириной ленты 7 мм.

Ниже пошагово представлен весь процесс.

Подготавливаются указанные выше корзины с магнитными системами.

Отделяется магнит с верхним фланцем от корзины при помощи ножа и молотка.

Для второго варианта – зажимается одна из полученных заготовок в тисках и отрезается (по уровню магнита) излишек фланца.

Чтобы получить нужную полярность, необходимо отделить один из магнитов и перевернув его приклеить обратно

Вырезается из тонкого и ворсистого материала (в данном случае используется дубилин) два круга по форме магнитов и приклеиваются к ним ворсом вверх.

Склеиваются полученные половинки

Несколькими граммами синтепона обматывается центр будущего динамика

Вырезаются две бумажные и две медные полоски

Наклеиваются бумажные полоски вдоль магнитов

Они необходимы для изоляции наклеенных поверх них двух медных полосок фольги. Предварительно медь необходимо облудить. Таким образом подготовлено место для крепления алюминиевой ленты и согласующего трансформатора.

Для следующего этапа необходимо приобрести пищевую алюминиевую фольгу типа «Саянская». Я использовал «Универсальную», толщиной около 11 мкн. Для первого варианта отрезается полоска длиной 1 м и шириной 15 мм. Для второго – 1 м и 7 мм соответственно

Что бы получить «акустический трансформатор», необходимо более сильное гофрирование ленты, чем у ленточных излучателей (см. журнал «Радио» № 1 2012г. авторская статья «Самодельные ленточные динамические головки»). Получить такое гофрирование ленты можно, например, пропустив её через две автомобильные шестерни с прямыми зубьями. Или приобрести самый недорогой воздушный авто-фильтр, из которого можно изготовить «станок для гофрирования ленты в домашних условиях». Аккуратно отделить металлическую сетку – она пригодится на последнем этапе сборки.

Разрезать фильтр пополам. Получаются две своеобразные шестеренки

С помощью них гофрируются ленты для обоих вариантов динамиков

Полученная лента припаивается (с использованием активного флюса для пайки алюминия) к медной площадке.

Затем лента аккуратно укладывается в зазор динамика, равномерно распределяя её по всей длине до второй медной площадки

Припаивается второй конец ленты. Потом к двум медным площадкам так же припаивается согласующий трансформатор, и несколькими каплями клея фиксируется защитная металлическая сетка (от авто-фильтра).

В качестве подставки под излучатель можно использовать круглые пластмассовые ниши под зажимы от акустических систем. В них удобно разместить два соединенных параллельно разделительных конденсатора К73-11 по 2 мкФ. В качестве украшения сверху и снизу приклеиваются два блестящих диска от компьютерного HDD. Изготовленный излучатель подключается к АС в качестве ВЧ звена, с частотой раздела 5 кГц.

Согласующий трансформатор может быть намотан на сердечнике дросселя от компьютерного БП (желто-белое кольцо, любого типоразмера). Первичная обмотка – около ста витков провода диаметром 0.12 мм, вторичная 8 – 10 витков толстой медной косички без изоляции, которая наматывается таким образом, чтобы витки не касались друг друга. При таком соотношении витков, динамик имеет активное сопротивление в рабочем диапазоне частот около 8 Ом.

При прослушивании музыки, после выравнивания уровня громкости СЧ и НЧ диапазона «Электроники» 50 АС-061м с ВЧ диапазоном самодельных излучателей, было установлено, что реальная чувствительность таких динамиков составляет приблизительно 83… 84 дБ/Вт/м.

При макетировании с такой же магнитной системой, но с применением ленты с мелким гофрированием или без таковой вообще, получаемый уровень громкости не оставлял шансов на использование данной конструкции в составе какой либо системы. Применение «акустического трансформатора», по принципу О.Хейла позволило поднять уровень громкости до приемлемого. Кроме того, диаграмма направленности этого динамика в горизонтальной плоскости практически круговая, что расширяет зону стереоэффекта. То есть отсутствует основной недостаток, присущий всем ленточным излучателям – очень узкая диаграмма направленности.

Собрать такой динамик можно буквально за один вечер. Себестоимость весьма условная. Автором намерено, показаны самые простые модели. Любой, кому после повторения конструкции понравиться звучание такого излучателя легко сможет самостоятельно его доработать.

Ведь возможность не только повторить конструкцию, но и превзойти оригинал – это и есть то, что необходимо для развития собственных творческих способностей.

Как рассчитать мощность трансформатора для усилителя мощности, какой выбрать и как сделать своими руками

Во многих электронных устройствах (радиоприемниках, телевизорах, компьютерах, магнитофонах, плеерах, мобильных телефонах) присутствует усилитель мощности. Независимо от вида оборудования его задача заключается в преобразовании внутреннего сигнала в звук. Мощность трансформаторов, используемых для усилителя мощности, зависит от того, какая громкость требуется на выходе.

Устройство и принцип работы усилителя звука

Усилителем звука называется комплект деталей, установленный на плате, с входом и выходом, для работы которого необходим внешний источник питания. Усилитель мощности (УМ) всегда расположен на выходе, поэтому его называют оконечным.

Такое устройство может усиливать:

  • частоту звука в целом (УЗЧ);
  • низкую частоту (УНЧ);
  • мощность высокой частоты (УМЗЧ).

Выполняется как часть (функциональный блок) аппаратуры или самостоятельное устройство.

Для больших антенн и громкоговорителей требуются усилители с высоким коэффициентом усиления (десятки или даже сотни кВт). Он достигается одновременным повышением тока и напряжения. Эти устройства бывают бестрансформаторные и трансформаторные.

Самый распространенные в быту ламповые трансформаторные усилители. В профессиональном оборудовании трансформатор используется, если необходимо сгладить звенья длинной проводки, разведенной по сравнительно большой площади.

Трансформаторным называется усилитель, в котором это устройство установлено на выходе для гармонизации низких частот и предохранения оборудования от короткого замыкания.

Основной недостаток использования в усилителе звука трансформатора – увеличение габаритов и веса.

УМЧЗ усиливает сигналы, содержащие информацию о звуке в телемеханике, вычислительной и измерительной технике, дефектоскопии. В этот вид усиливающей аппаратуры кроме УМ устанавливается предварительный усилитель с эквайзером или регулятором тембра и громкости. Его предназначение – доведение напряжения и мощности до показателей, необходимых для функционирования оконечного УМ, подключенного к модулятору приемника, наушникам, колонкам.

УНЧ встраиваются в радиотрансляционное, звукозаписывающее и звуковоспроизводящее оборудование, в том числе в транспортных средствах.

Выход усилителя звука (УЗ) может быть одно- или двухкаскадный, работающий в одном из трех режимов:

  • А (однотактный) – транзисторы и лампы расположены в линейном порядке, УЗ без режимов ограничения тока, перенасыщения;
  • В (двухтактный) – все активные элементы воспроизводят однополярный сигнал практически без искажений, нелинейные искажения компенсируются транзисторами или лампами;
  • АВ (двухтактный) – промежуточный режим между А и В;
  • D – для работы в ключевом режиме путем преобразования входного сигнала в ШИМ-импульсы, управляемые выходным ключом, звук восстанавливает выходной LC-фильтр.

Варианты схематических решений

Самый простой усилитель класса низких частот состоит из двух одинаковых транзисторов, подключенных через эмиттер (биполярный транзистор), и выходного трансформатора, первичная обмотка которого состоит из 2-х одинаковых половин. Питание из внешнего источника на транзисторы подается через первичную обмотку.

На один транзистор подается положительное, на второй – отрицательное напряжение, которое периодически меняется на противоположное. Транзисторы работают поочередно, поэтому прибор называется двухтактным. Токи суммируются к обмотке, оконечный трансформатор выдает более низкие и мощные колебания.

Для повышения мощности в схему включаются резисторы, снимающие напряжение смещения с транзисторов. На трансформатор ток подается через половинки вторичной обмотки, соответствующие половинкам первичной. Высокие частоты на выходе отделяет конденсатор. Для питания такого УЗ можно использовать сетевой блок питания или батарейки.

В двухтактном УМЧЗ 2 трансформатора: входной (предварительный) и выходной (оконечный), напряжение на транзисторы подается из первого. Один транзистор открывается, второй остается закрытым, через какое-то время положение меняется на противоположное. Для питания требуется блок из резисторов, конденсаторов, сетевого фильтра, силовых транзисторов, переключающих напряжение.

Какой трансформатор нужен

При покупке, аренде или изготовлении УЗ учитывается требуемая мощность и вид акустической системы.

Какая мощность лучше, определить достаточно сложно. Все зависит от личных предпочтений. Кому-то в квартире требуется 500 Вт, кто-то способен озвучить большой зал при 200 ваттах. Важна так же чувствительность акустики и грамотность специалиста, который будет сидеть за пультом.

Читайте также:  Как сделать регулятор мощности для бытовых приборов

Не менее важны такие параметры, как чистота звука и надежность оборудования, но определить их можно только косвенно.

При выборе достаточно учесть, что мощность усилителя должна быть выше мощности акустической системы. В противном случает УЗ не сможет обеспечить необходимые для работы колонок условия.

Расчет параметров

Усилители и акустика для использования в быту работают на комфортной громкости, равной 5-10% от мощности, указанной в техдокументации. При использовании профессионального оборудования показатель увеличивается до 40-60%.

Слушать что-то при максимальной мощности просто невозможно, так как звук сильно искажается. То есть, при покупке профессионального усилителя на 1 киловатт необходимо учесть, что во время работы будет использоваться примерно 300 Вт на усиление звука, при потреблении электроэнергии 700 Вт.

Бытовой прибор на 200 Вт отключится при мощности 100 Вт (если имеется встроенная система защиты). На максимуме он способен работать всего несколько секунд при озвучивании громких звуков (например, выстрелов при просмотре фильма).

Цена будет зависеть от качества колонок: чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.

Как выбрать подходящий

Основной ориентир – цель покупки усилителя. При питании от автономного генератора акустика должна быть максимально чувствительная, усилитель с высоким КПД (желательно класса «Д»).

При питании от электросети выбор шире, так как ограничивается качеством акустики, площадью и личными предпочтениями. Цена будет зависеть от качества колонок – чем оно выше, тем меньше может быть мощность усилителя.

Изготовление тороидального трансформатора своими руками

Тороидальный трансформатор является лучшим вариантом для усилителя благодаря сильному выходному сигналу, небольшим габаритам, невысокого сопротивления и высокого КПД.

Выбор материала сердечника

Тор обязательно должен быть изготовлен из специальной стали, если усилитель подключается к бытовой электросети. При питании от постоянного тока 12 В сердечник может быть ферритовый.

Как рассчитать

Для расчета мощности используется формула:

U – напряжение холостого хода

cos f = 0,8 (коэффициент мощности)

n =0,7 (коэффициент КПД)

Для определения площади сечения сердечника, соответствующего рассчитанной мощности, используется специальная таблица. Далее нужно найти другую таблицу, по которой определяется количество витков в зависимости от площади сечения тора.

Как изготовить: пошаговая инструкция

Каркас нужно сделать из прочного диэлектрика. Провода лучше всего выбрать медные в эмалевой изоляции с сечением 1-2 мм (для первичной обмотки) и 5-7 мм (для вторичной) при токе 25 А на первичной и 150-200 А на вторичной обмотке. Обе обмотки распределяются по всему тору.

Особое внимание уделяется первичной обмотке. Каждый слой необходимо заизолировать строительным скотчем или лакотканью, нарезанной полосками с шириной 1,2 см.

Проверка

Первая проверка (измерение тока холостого хода) проводится после того, как закончена намотка первички. Тестер в режиме амперметра подключается последовательно вместе с лампочкой накаливания на 40 Вт. Источник света горит, если витков недостаточно, если все в порядке, нить накала розовая. Чем меньше ампер показывает прибор, тем лучше (оптимально ниже 10 мА).

После намотки второй обмотки необходимо проверить трансформатор на обрывы и замыкание между обмотками и на корпус. О разрыве свидетельствует единица на экране тестера при измерении сопротивления обмотки. При замыкании между витками первой обмотки слышится треск и появляется дым. Вторичная обмотка неисправна, если результат на экране на 20 или более процентов ниже контрольного.

AudioKiller’s site

Audio, Hi-Fi, Hi-End. Электроника. Аудио.

Материалы раздела:

Трансформатор для питания усилителя

О том, что для усилителя мощности не обязательно использовать очень мощные трансформаторы я писал в статье “Расчет источника питания УМЗЧ“. Почему-то в народе статья большого отклика не нашла – так все и продолжают советовать друг другу в усилитель мощностью 50 Вт ставить трансформатор мощностью 250 ВА. Хотя тут вполне можно использовать транс в 60 ВА. Тем не менее некоторые профи несколько меня покритиковали. Их замечания сводились к двум пунктам:

  1. Высказывалось сомнение, что мощности сравнительно маломощного (“тощего”) трансформатора все же хватит на питание усилителя.
  2. Были подозрения, что маломощный трансформатор будет перегреваться (т.к. у него выше сопротивление обмоток).

Чтобы еще раз это все проверить и доказать, что я прав, я собрал небольшую кучку трансформаторов мощностью 20…250 ВА на напряжение 2х24 вольта и приступил к экспериментам.

Я взял стерео усилитель, в его блок питания устанавливал исследуемый трансформатор и подавал на вход либо музыкальный стереосигнал со звуковой карты компьютера (для реалистичных испытаний), либо синусоиду (для тестов). К усилителям был подключен клип-детектор, позволяющий определять моменты ограничения сигнала. Вот схема экспериментальной установки:

Эксперимент проводился следующим образом: я использовал два музыкальных фрагмента с пик-фактором 13 дБ и 16 дБ. На каждом из них я устанавливал наибольшую громкость, но так, чтобы не было ограничения. После этого измерял уровень выходного сигнала и вычислял выходную мощность как мощность синусоидального сигнала с амплитудой, равной амплитуде музыкального сигнала. Все это я проделывал с разными трансформаторами и разными конденсаторами фильтра питания (от 2200 мкФ до 40 000 мкФ).

Скажу сразу – я оказался прав по обоим пунктам.

Действительно, для получения большой выходной мощности усилителя вполне достаточно трансформатора сравнительно небольшой мощности (и моя программа считает абсолютно верно!). Вот графики результатов исследований, здесь разные линии одного цвета соответствуют разным емкостям конденсаторов фильтра:

Из графиков видно, что для воспроизведения синусоиды и вправду нужен трансформатор большой мощности. А вот музыкальная мощность получается больше синусоидальной (за счет меньших просадок напряжения питания), больше чем в 2 раза, и для получения большой музыкальной мощности большАя мощность трансформатора не нужна. Кстати, максимальная мощность гораздо сильнее зависит от самого сигнала (от его пик-фактора), чем от мощности транса.

На графике специально проведена линия прямой пропорциональности, чтобы подчеркнуть слабую зависимость выходной мощности от мощности трансфрматора. Еще раз напоминаю, что все трансформаторы имели одинаковое напряжение 2х24 вольта, что главным образом и ограничивало максимальную выходную мощность. Как видим, уже 60ВА трансформатор вполне обеспечивает выходную мощность 40…50 Вт на канал (а каналов-то два!), а удвоение мощности транса повышает выходную мощность всего на 20%.

В конце-концов, все линии переходят в горизонталь: самая максимальная выходная мощность ограничена напряжением питания. Так что вместо тупого наращивания мощности трансформатора, гораздо выгоднее поднять напряжение питания (если такое возможно).

Наибольшая зависимость выходной мощности от мощности трансформатора (и самая низкая выходная мощность) получается для синусоиды. Это как раз то, о чем мне говорили оппоненты: под большой постоянной токовой нагрузкой сильно падает напряжение на обмотках трансформатора и конденсаторах фильтра. Для музыки это не так актуально из-за ее большого пик-фактора и маленькой средней мощности.

Для интереса – вот просадки напряжения питания на трансформаторе и выпрямителе под нагрузкой (точнее остаточное напряжение) на синусоиде:

На музыкальном сигнале просадка напряжения намного меньше, ее измерить нормально не получилось из-за непостоянства среднего значения музыкального сигнала (показания вольтметра все время “плавали”).

Вывод 1.

“Тощего” трансформатора вполне достаточно для питания усилителя. Правильный выбор трансформатора по мощности и напряжению позволит получить требуемую музыкальную выходную мощность. Так что использовать в усилителях звукового сигнала супермощные трансы совершенно не нужно. Маленький трансформатор – это и маленькие габариты, и маленькая цена.

Очень важно! Это все годится только для воспроизведения записанной музыки. Для исполнения музыки (например гитарный усилитель в рок группе) это не годится, т.к. там совсем другие условия работы всей системы!

Рассмотрим второй пункт. А будет ли перегреваться трансформатор? Рассчет по моей программе трансформатора для усилиеля 2х40 Вт дал требуемую мощность трансформатора 35 ВА. Я изготовил именно такой трансформатор (он участвовал и в предыдущих измерениях) и провел на нем проверку. В дальнейшем я использовал этот транс в деле (он предназначался для питания усилителя), поэтому я сделал его с пониженной индукцией (чтобы он давал меньше помех, т.к. он стоИт близко к плате предусилителя). В результате число витков обмоток получилось на 20% больше, значит и их сопротивление тоже на 20% больше, а на большем сопротивлении получается больший нагрев. Таким образом, если этот трансформатор у меня не перегреется, то обычный трансформатор тем более перегреваться не будет.

Вот первый эксперимент.

Я поместил трансформатор под крышку так, чтобы не было никакой вентиляции. 2 часа работы – никакого перегрева.

Однако моих критиков этот эксперимент не удовлетворил. Мне сказали, что в настоящем усилителе греется не только трансформатор, но и радиаторы, поэтому на самом деле температура в усилителе выше (несмотря на вентиляцию) и вот там-то трансформатор и перегреется.

Ну что ж, с радиаторами, так с радиаторами. У меня есть подходящий корпус, куда поместилось все вместе с радиаторами:

Два канала усилителя, два выпрямителя и трансформатор – все как раз уместилось. Вентиляционные отверстия в днище корпуса в данном случае не работают – у корпуса нет ножек, поэтому он дном лежит на столе, и воздух в отверстия не попадает. Вот как выглядит это все в рабочем виде:

Читайте также:  Глушилка для телевизора (Свинья)

В крышке отверстий нет, так что это самый неприятный случай корпуса без вентиляции. Уж тут температура будет наиболее максимальной! На фото видно две нагрузки из мощных резисторов и плата клип-детектора.

Включил в сеть, на вход подал музыкальный сигнал максимальной амплитуды (чтобы клип-детектор срабатывал, т.е. усилитель работал с небольшой перегрузкой), и 2 часа погонял всю эту систему.

Трансформатор не перегрелся! (Вот на синусоиде он бы наверняка перегрелся, но мы-то создаем систему для воспроизведения музыки, а не синусоиды!)

Вывод 2. Маломощный трансформатор годится для питания аппаратуры по всем параметрам. Проверка в самых жестких условиях это подтвердила.

И в заключение о конденсаторах фильтра. Вот зависимость выходной мощности стерео усилителя от суммарной емкости фильтра (с учетом конденсаторов, установленных на платах усилителей) для двух трансформаторов мощностью 35ВА и 80ВА и разных пик-факторах сигнала:

Видно, что при небольшой емкости мощность снижается. А повышать емкость выше 10 000…15 000 мкФ смысла нет. Моя программа говорит о том же. При самой большой емкости максимальная выходная мощность несколько падает (особенно на маломощном трансе) – это из-за того, что при этом получаются большие зарядные токи и падение напряжения на обмотках трансформатора тоже повышается.

И в заключение – один интересный момент. В процессе измерений я заметил, что на трансформаторе мощностью 20 ВА максимальные пики выходного напряжений проходили “как-то не так” по сравнению с более мощными трансами. То же самое было и в случае конденсаторов фильтра 2200 мкФ (т.е. самой малой емкости).

Вывод: слишком маленькие емкости и мощности все же вносят какие-то неприятные изменения в сигнал, так что их лучше не использовать.

Как сделать динамик своими руками

Для проверки радио схем и простых самоделок иногда требуется динамик, но не всегда он есть под рукой. Сейчас The Wrench покажет нам как можно собрать простой динамик своими руками.

Для этого понадобится:
1. Картон
2. Неодимовые магниты ссылка
3. Тонкая проволока (0,2-0,1 мм)
4. Пластмассовая воронка (от неё зависит размер динамика)
5. Гайка диаметром равным с магнитами
6. Две больших пластиковых крышек от бутылки




Если вы хотите сделать динамик и разобраться в его устройстве, тогда приступим!

1. Делаем разметку на воронке и вырезаем форму.















4. Делаем медную катушку. Автор наматывает картон на пальчиковую батарейку и уже на него мотает проволоку 50-60 витков. Проволоку он взял из не нужного электрического моторчика.








Если у вас нет моторчика, поищите трансформатор. Трансформатор с тонкой проволокой можно взять из зарядки для мобильного телефона. Для начала разберите её, а потом выпаяйте из платы трансформатор. Одна из его обмоток намотана тонкой проволокой, она то нам и нужна.

5. Вырезаем форму из картона и заклеиваем в будущий динамик.





Автор также приклеивает кусочек картона с местом для пайки проводов. Именно к ним будем подавать сигнал для динамика (звук).




6. Завершающий этап. Вырезаем круг из картона и делаем из него воронку, которая должна плотно поместиться внутри нашей конструкции. Приклеиваем всё вместе и готово!

Как сделать трансформатор своими руками?

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

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 = P1 / U1

Соответственно, ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вычисляется по формуле: : I2 = P2 / 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 проводникАлюминиевый проводник
Сечение жил, мм 2Ток, АСечение жил. мм 2Ток, А
0,511
0,7515
117
1.5192,522
2.527428
438636
6461050
10701660
16802585
2511535100
3513550135
5017570165
7021595200
95265120230
120300

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. Рис. 2: изготовьте каркас для трансформатора
Читайте также:  Защита от вора простым электронным ключом - сделай сам

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. Рис. 3: проденьте вывод первичной обмотки
  • Уложите первый слой изоляции под первичку. 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. Рис. 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. Рис. 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. 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. Рис. 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.

Как сделать трансформатор своими руками?

Повышающие или понижающие трансформаторы на сегодняшний день используются для преобразования напряжения. Их устройство представляет собою машину, которая имеет высокое КПД и применяется во многих областях техники. Многие часто задаются вопросом, как сделать трансформатор своими руками. Для того чтобы самостоятельно собрать это устройство могут потребоваться определенные знания. Также следует знать весь технологический процесс.

Как сделать трансформатор своими руками?

Если вам необходимо самостоятельно соорудить этот аппарат, тогда следует ответить на вопросы:

Для чего необходимо устройство: для повышения или понижения тока?

Какое напряжение будет через него проходить?

На какой частоте будет работать ваш аппарат?

Какую мощность он должен иметь после изготовления?

После того как вы ответите на эти вопросы можно приступать к покупке необходимых материалов. Все материалы для того чтобы сделать трансформатор своими руками можно найти в магазине. В магазине вам необходимо приобрести ленточную изоляцию, сердечник (при необходимости снять его можно из старого телевизора), провода, которые имеют эмалевую изоляцию. Ленточная изоляция трансформатора должна иметь высокое качество.

Трансформатор своими руками также необходимо наматывать. Для его намотки вам потребуется соорудить простой станок. Для его изготовления вам может потребоваться доска шириною 10 см и длиною 40 см. На нее нужно прикрепить с помощью шурупов два бруска 50 на 50 мм. Расстояние между ними обязательно должно составлять не меньше 30 см. Потом просверлите небольшие отверстия с диаметром в 8 мм. В эти отверстия необходимо будет вставить пруты, на которые будет надета катушка трансформатора.

С одной стороны, вам необходимо нарезать небольшую резьбу. После того как вы закрутите шайбу у вас будет готова его ручка. Размер намоточного станка может быть любым. В первую очередь все зависит от размеров сердечника. Если сердечник имеет форму кольца, тогда его намотку следует выполнять вручную.

Трансформатор своими руками может иметь разное количество витков. Необходимое количество витков вы рассчитаете исходя из его мощности. Например, если вам необходимо устройство от 12 до 220 В, тогда мощность аппарата будет составлять от 90 до 150 Вт. Магнитопровод должен иметь О – образную форму. Взять его можно из старого телевизора. Сечение необходимо определить с помощью формулы.

На следующем этапе вам потребуется определить количество витков на 1 В, которое в данном случае равно 50 Гц, деленное на 10. Первичная и вторичная обмотка рассчитывается с помощью формулы:

W1= 12 Х 5 = 60 и W2= 220 Х 5=1100.

Определить в них токи можно с помощью:

I1 = 150_12=12,5 А и I2=150:220=0,7 А.

Вот так рассчитываются все параметры будущего трансформатора. Инструкция трансформатора содержит в себе эти формулы для расчета.

Процесс изготовления каркаса катушек

Каркас делают из картона. Его внутренняя часть должна быть немного больше чем стержень сердечника. Если вы используете О – образный сердечник, тогда необходимо будет две катушки. Если сердечник будет Ш – образным тогда нужна одна катушка.

Если вы используете круглый сердечник, тогда его предварительно необходимо обмотать изоляцией. После этого можно приступать к намотке провода. После того как первичная обмотка будет завершена ее необходимо закрыть 3 слоями изоляции. Потом вам необходимо начать накручивать вторичный ее слой. Концы обмоток следует вывести наружу. При использовании магнитопровода каркас необходимо делать так:

  1. Необходимо выкроить гильзы с отворотами.
  2. Вырезать щечки из картона.
  3. Тело катушки необходимо свернуть в небольшую коробку.
  4. Вам следует надеть на гильзы щечки.

Изготовление обмоток для повышающего трансформатора

Катушку необходимо надеть на деревянный брусок. Предварительно в нем следует просверлить отверстие для намоточного прутка. Подключение трансформатора тока считается наиболее ответственным шагом. Эту деталь следует вставить в станок и приступить к изготовлению обмотки:

  1. На катушку следует намотать два слоя лакоткани.
  2. Конец провода нужно закрепить на щечке и начать вращать ручку станка.
  3. Витки нужно плотно укладывать.
  4. После первичной обмотки провод нужно обрезать и закрепить на щечке рядом с первым.
  5. На выводы нужно закрепить изоляционную трубку.

Сборка повышающего трансформатора

Если вы желаете сделать трансформатор своими руками, тогда мы вам поможем. Чтобы собрать повышающий трансформатор необходимо разобрать сердечник. Если вы используете отдельные пластины, тогда следует определить толщину пакета и необходимо рассчитать О – образные и Ш – образные листы. Если при включении устройства будет слышен шум или дребезг, тогда следует плотнее закрепить крепеж. После этого нужно провести испытание трансформатора. Для этого нужно включить его в сеть и на первичной стороне должно появиться напряжение в 12 В.

Важно знать! После включения устройства его необходимо оставить включенным на несколько часов. Трансформатор не должен перегреваться.

Инструменты и материалы для изготовления устройства

Для его изготовления вам потребуются следующие инструменты:

  • Сердечник (можно взять из старого телевизора).
  • Лакоткань.
  • Толстый картон.
  • Доски и деревянные бруски.
  • Стальной прут.
  • Клей и пила.

Сделать этот трансформатор несложно. Трансформатор для галогенных ламп тоже можно сделать с помощью этих инструментов. Помните, что не нужно отступать от технологии намотки. Если все правила будут соблюдены, тогда оно проработает много лет. Этих инструментов и материалов хватит для того, чтобы изготовить трансформатор своими руками.

Похожие статьи по теме

Для движителя ховерборда, уже пробовали мотать конические катушки – электромагниты, или впервые об этом слышите сейчас информацию?!

Ссылка на основную публикацию