Когда неизвестен тип или нет данных трансформатора, число витков каждой обмотки можно определить с помощью мультиметра.

Пользуясь омметром, определяют расположение выводов всех обмоток трансформатора. При наличии зазоров между катушкой и магнитопроводом поверх обмоток наматывают тонким проводом дополнительную обмотку. Чем больше витков будет иметь обмотка, тем точнее будут результаты измерения.

Если нет места на катушке трансформатора для дополнительной обмотки, то вместо дополнительной обмотки можно использовать часть наружной обмотки. Для этого осторожно вскрывают слой внешней изоляции катушки, чтобы получить доступ к последнему слою обмотки, выполненному, как обычно, виток к витку. От конца этой обмотки в «обнаженном» слое отсчитывают некоторое число витков. Осторожно счищают эмаль последнего отсчитанного витка.

При измерении один щуп вольтметра подключают к концу обмотки, в другой щуп зажимают иголку. Омметром измеряют сопротивление всех обмоток, обмотка с большим сопротивлением является первичной.

В случае когда имеются еще обмотки с большим сопротивлением, в качестве первичной принимают одну из обмоток с малым сопротивлением и на нее подают низкое переменное напряжение, например, 6 В от какого-либо силового трансформатора.

Подают напряжение на первичную обмотку и замеряют напряжение на всех обмотках. Если использовали в качестве первичной обмотку с малым сопротивлением, то определяют первичную обмотку трансформатора. Подав на нее напряжение сети, еще раз проводят измерение напряжения на всех обмотках.

Пользуясь данными измерений напряжений на каждой обмотке, число витков определяют по формуле: Wn=U n Wдоп/Uдоп, где W n — число витков какой-либо обмотки, U n — напряжение на этой обмотке, Uдоп — напряжение на дополнительной обмотке,Wдоп — число витков дополнительной обмотки.

Источник

Как правильно рассчитать количество витков трансформатора для разных типов устройств

При необходимости самостоятельно изготовить устройство питания электронной аппаратуры вопрос, как самостоятельно рассчитать количество витков трансформатора и как определить данные для проводов первичной и вторичных обмоток, стоит наиболее часто.

Правильный расчет возможен при наличии исходных данных по характеристикам мощности потребителей, напряжений входа и выхода. показатели массы и габаритов устройства, также могут накладывать ограничения.

На что влияет количество витков в трансформаторе

Если говорить о вторичных обмотках трансформатора, то значение числа витков в них в основном влияет на выходное напряжение. Сложнее все обстоит с первичной обмоткой, поскольку напряжение на ней задано питающей сетью. Параметры первичная обмотка оказывают влияние на ток холостого хода, а, следовательно, на коэффициент полезного действия. При изменении параметров первичной обмотки потребуется перерасчет всех вторичных обмоток.

Методика расчета

Полный расчет трансформатора довольно сложен и учитывает такие параметры:

• напряжение и частоту питающей сети;
• число вторичных обмоток;
• ток потребления каждой вторичной обмотки;
• тип материала сердечника;
• массогабаритные показатели.

На бытовом уровне для изготовления устройств с питанием от стандартной сети 220В 50Гц, проектирование можно значительно упростить.

Методика не требует особенных знаний сложности, и при наличии опыта занимает немного времени.

Для расчета требуются следующие данные:

1. Количество выходов.
2. Напряжение и потребляемый ток каждой обмотки.

В основе конструирования любого трансформатора лежит суммарная мощность всех вторичных нагрузок:

Для учета потерь введено понятие габаритной мощности, для вычисления которой применяется несложная формула:

Зная мощность, можно определить сечение сердечника:

Полученное значение сечения будет выражено в квадратных сантиметрах!

Дальнейшие расчеты зависят от типа и материала выбранного сердечника. Магнитопроводы бывают следующих типов:

Также различаются и способы изготовления магнитопроводов:

• наборные – из отдельных пластин;
• витые, разрезные или сплошные.

Разрезными обычно бывают броневые или стержневые магнитопроводы, а О-образные конструктивно выполняются исключительно цельные. В этом отношении они ничем не отличаются от не разрезных стержневых сердечников.

Для определения числа витков используют следующее соотношение, показывающее, сколько необходимо витков на 1 вольт напряжения:

где К – коэффициент, который зависит от материала и типа сердечника.

Для упрощения вычислений приняты следующие значения коэффициента:

1. Для наборных магнитопроводов из Ш-или П-образных пластин К=60.
2. Для разрезных магнитопроводов К=50.
3. Для О-образных сердечников К=40.

Как видно, наименьшая длина обмоточного провода, а следовательно, и наилучшие массогабаритные показатели будут у О-образных сердечников. Кроме этого, конструкции с такими сердечниками имеют малое поле паразитного магнитного рассеивания и максимальный КПД. Их редко применяют только потому, что намотать обмотку на замкнутый сердечник трудно технически.

Зная параметр W, легко определить количество витков для каждой из обмоток:

Для учета падения напряжения на первичной обмотке, намотанной большим количеством тонкого провода, следует увеличить количество витков в ней на 5%. Особенно это касается малогабаритных конструкций малой мощности.

Можно снизить ток холостого хода, увеличив значение W для каждой из обмоток, но следует знать, что чрезмерное увеличение может привести к насыщению магнитопровода, что приведет к резкому увеличению тока холостого хода и снижению напряжения на выходе.

На заключительном этапе определяют диаметр проводников каждой обмотки. Формула расчета имеет следующий вид:

Определение диаметра обмоточного провода выполняют для всех без исключения обмоток.

Полученные значения округляют до ближайшего большего значения из стандартных диаметров проводов.

Альтернативный метод по габаритам

Ориентировочные параметры трансформатора, исходя из имеющегося в наличии сердечника, допускается определить иным путем., а затем сделать выводы о возможности дальнейшего использования.

Зная площадь сечения магнитопровода в квадратных сантиметрах, можно оценить максимальную мощность, которую способен обеспечить данный преобразователь:

Следует иметь в виду, что данная мощность является габаритной, а реальная будет иметь меньшее значение:

Обычно, при условии соответствия расчетной мощности и требуемой, первичную обмотку, подключаемую в сеть 220 В, можно оставить нетронутой, заново рассчитав только параметры на выходах.

Использование мультиметра

Используя мультиметр, можно найти данные для пересчета обмоток имеющегося трансформатора. Для этого необходимо выполнить дополнительную катушку из любого имеющегося в наличии провода. После подключения устройства в сеть необходимо измерить напряжение на дополнительной катушке. Теперь можно легко подсчитать необходимое число витков на вольт и выполнить перерасчет трансформатора под нужные требования.

Таблица количества вольт на виток

Для того, чтобы постоянно не выполнять расчеты, можно воспользоваться таблицей, в которой приведены усредненные данные обмоток в зависимости от мощности:

Примеры реальных расчетов

В качестве примера рассчитаем трансформатор питания для зарядного устройства. Исходные данные:

• напряжение сети – 220В;
• выходное напряжение – 14В;
• ток вторичной обмотки – 10А;

Используя выходные параметры, определяем мощность вторичной обмотки: P=14∙10=140 Вт

Габаритная мощность: P=1.25∙ 140=175 Вт.

Площадь сечения магнитопровода сердечника составит: S=√175=13.3 см 2

Наилучшими параметрами обладают конструкции, у которых сечение сердечника приближается к квадратному. Таким образом выбираем ленточный бронепровод с размерами сердечника 3.5х4 см. Его площадь равняется 14 см 2 .

Для данного сердечника К=50. Таким образом: W=50/14=3.6 вит/вольт

Для обмоток общее количество витков равняется:

• первичная обмотка n₁=220∙3.6= 792 витка;
• вторичная обмотка n₂=14∙3.6=50 витков.

Поскольку трансформатор мощный, то падение напряжения на первичной обмотке можно не учитывать.

Определяем диаметр обмоточных проводов: d₂=0.7√10=2.2 мм.

Ближайшее стандартное значение – 2.4 мм.

Для нахождения диаметра провода первичной обмотки найдем ток через нее: I=P/U=175/220=0.8А.

Данному току соответствует диаметр: d₁=0.7√0.8=0.63 мм.

Ближайшее стандартное значение имеет как раз такое значение.

Более углубленный расчет предполагает оценку коэффициента заполнения свободного окна магнитопровода. Большое значение числа вторичных обмоток может не поместиться в свободном окне, тогда необходимо будет выбрать более мощный сердечник. При слишком свободном размещении обмоток ухудшается КПД устройства, увеличивается магнитное поле рассеивания. Однако, как показывает практика, при правильном выборе сечения сердечника подобные расчеты становятся излишними.

Источник

Определение витков в обмотках неизвестного трансформатора

При изготовлении блока питания для выбранной вами конструкции не всегда можно подобрать готовый трансформатор удовлетворяющий вас по выходному напряжению. По габаритам и мощности он может и подходить, а вот по низковольтному напряжению — нет. Чтобы изменить выходное напряжение нужно расчитать количество витков новой вторичной обмотки и перемотать ее.
Для расчета нужно узнать количество витков на вольт вторичной обмотки. Для этого поверх имеющих обмоток трансформатора (не разбирая его) надо намотать вспомогательную обмотку ( n ) из нескольких витков медного изолированного провода диаметром 0,1-0,4 мм. Чем больше будет их количество, тем точнее будет результат расчета пределение витков в обмотках трансформатора
Затем определяем первичную обмотку путем измерения сопротивления обмоток. Та, у которой больше сопротивление, будет первичная, т.к. она намотана тонким проводом и с большим количеством витков, чем вторичная. Подаем на нее 220 В (U1) сети и вольтметром измеряем напряжение на основной ( U2 ) и вспомогательной ( u ) вторичных обмотках . Отношение:

w = n/u

определяет количество витков на вольт вторичной обмотки.
Теперь можно узнать количество витков намотанных на вторичной обмотке, которая будет равна произведению напряжения на основной вторичной обмотки и числа витков на вольт:

N2 = U2×w = U2×n/u

Зная параметры этой обмотки можно ее изменить так, как нам нужно.

Чтобы было доходчиво, рассмотрим это на примере.
Предположим, что у нас есть трансформатор с выходным напряжением 9 В, а нам нужно 12 В. По выше рассмотренным расчетам мы определили, что число витков на вольт, допустим, равно 10. Тогда для 12 В их будет 12 × 10 = 120 витков. Но для перемотки обмотки нужно разбирать сердечник трансформатора, сматывать обмотку и наматывать новую, а затем собирать сердечник.
Есть более простой метод — отмотка или домотка витков к уже существующей обмотке не разбирая трансформатора.
Если нужно домотать витки — узнаем на сколько надо увеличить их количество. Для этого вычисляем разницу между нужным напряжением и имеющим: 12 — 9 = 3 вольта, это будет 3×w = 3×10 = 30 дополнительных витков.

Снимаем аккуратно защитную бумагу сверху обмоток трансформатора и отпаиваем верхний конец обмотки от клеммы (вторичная всегда сверху). Берем эмалированный провод такого же диаметра, как уже намотанный, и соединяем их между собой. Для этого зачищаем концы проводов и спаиваем их внахлест. Напуск проводов друг на друга 7-10 мм, не более.
Сверху после каждого ряда обмоток прокладываем виток конденсаторной бумаги шириной чуть больше ширины катушки. Такую бумагу берем из разобранного бумажного конденсатора.
Плотно, виток к витку, наматываем дополнительную обмотку, предварительно заизолировав место пайки полоской стеклоткани; фиксируем ее ниткой и припаиваем к контакту.
Включаем трансформатор и меряем выходное напряжение. Если все нормально, восстанавливаем защитную бумагу сверху обмотки.
Чтобы понизить напряжение, рассчитываем сколько надо отмотать витков с вторичной обмотки трансформатора.

Источник

Количество витков первичной обмотки трансформатора

Да сих пор мы исходили из посыла, что первичная обмотка цела. А что делать, если она оказалась оборванной или сгоревшей дотла?

Оборванную обмотку можно размотать, восстановить обрыв и намотать заново. А вот сгоревшую обмотку придётся перемотать новым проводом. Конечно, самый простой способ, это при удалении первичной обмотки посчитать количество витков.

Если нет счётчика, а Вы, как и я, используете приспособление на основе ручной дрели, то можно вычислить величину редукции дрели и посчитать количество полных оборотов ручки дрели. До тех пот, пока мне не подвернулся на базаре счётчик оборотов, я так и делал.

Но, если обмотка сильно повреждена или её вообще нет, то рассчитать количество витков первичной обмотки трансформатора можно по приведённой формуле. Эта формула подходит для частоты сети равной 50 Герц.

• ω – число витков на один вольт,
• 44 – постоянный коэффициент,
• T – величина индукции в Тесла,
• S – сечение магнитопровода в квадратных сантиметрах.

Сечение моего магнитопровода – 6,25см².

Магнитопровод витой, броневой, поэтому я выбираю индукцию 1,5 Т.

44 / 1,5 * 6,25 = 4,693 вит./вольт

Определяем количество витков первичной обмотки с учётом максимального напряжения сети:

Допустимые отклонение напряжения сети принятые в большинстве стран: -10… +5%. Отсюда и коэффициент 1,05.

Величину индукции можно определить по таблице

Не стоит использовать максимальное значение индукции, так как оно может сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Видео: Определение количества витков первичной обмотки импульсного трансформатора

Источник