Трансформатор 220 36 применение

Понижающий трансформатор 220 на 36 вольт

Трансформатор 220 на 36 вольт идеально подходит для питания цепи освещения в банях, саунах, ванных комнатах, подвалах. Требования безопасности накладывают некоторые ограничения на применение переменного напряжения величиной 220 вольт в помещениях с высокой влажностью. Поэтому идеальным выходом из создавшейся ситуации является использование переменного тока напряжением 12, 24 или 36 вольт. В случае если произойдет контакт человека с электрической сетью, он ощутит только лишь слабый удар. Он не нанесет никакого вреда организму человека.

Конструкция трансформатора

Как и любой другой, понижающий трансформатор с 220 на 36 вольт состоит из трех основных компонентов:

1. Первичная обмотка.
2. Вторичная обмотка.
3. Магнитопровод.

И первичная, и вторичная обмотки состоят из определенного числа витков медного провода. Обычно используют именно медный провод в лаковой изоляции, так как он по своим характеристикам намного лучше, нежели алюминиевый. Если использовать алюминиевый, то его потребуется в несколько раз больше, что существенно увеличивает габариты трансформатора. Правда, алюминиевые провода в лаковой изоляции раньше использовались в стабилизаторах напряжения. Магнитопровод может быть выполнен как из трансформаторной стали, так и из ферромагнетика. Это материал, который существенно лучше любого металла.

Мощность и коэффициент трансформации

Можно визуально даже оценить мощность любого трансформатора – чем больше габариты, тем она выше. Но для точного расчета мощности необходимо использовать специальные формулы. Наиболее простой метод расчета мощности трансформатора – это умножение напряжения вторичной обмотки на силу тока в ней. Получите реальное значение мощности исследуемого трансформатора. Для работы по созданию и проектирование такого устройства вам потребуется знать еще один основной параметр, характеризующий трансформатор.

Это не что иное, как коэффициент трансформации. Он представляет собой отношение числа витков вторичной обмотки к первичной. То же самое значение можно получить, если разделить I2/I1, а также напряжение U2/U1. В любом из трех этих случаев вы получите одинаковое значение. Оно вам может потребоваться при самостоятельном расчете точного количества витков для первичной и вторичной обмоток.

Расчет трансформатора

Если необходимо изготовить трансформатор 220 на 36 вольт (1000 ватт), желательно использовать формулу для расчета мощности во вторичной обмотке. Она была упомянута выше, мощность равна произведению силы тока на напряжение. При этом имеется два параметра, которые заведомо известны – это непосредственно мощность Р2 (1000 Вт) и напряжение во вторичной цепи U2 (36 В). Из этой формулы необходимо теперь вычислить ток, который протекает по первичной цепи.

Один из важных параметров – это коэффициент полезного действия, который у трансформаторов не превышает 0,8. Он показывает, какое количество мощности, потребляемой непосредственно от сети, переходит в нагрузку, подключенную к вторичной обмотке (в данном случае это всего 80 %). Разница в мощности идет на нагрев магнитопровода и обмоток. Она теряется, причем безвозвратно. Мощность, которая потребляется от сети переменного тока, равна отношению Р2 к коэффициенту полезного действия.

Магнитопровод трансформатора

Вся мощность переходит от первичной обмотки к вторичной посредством магнитного потока, которое создается в магнитопроводе (сердечнике). Именно от мощности Р1 зависит площадь сечения сердечника S. Чаще всего для сердечника используют набор пластин в форме буквы «Ш». При этом площадь поперечного сечения равна произведению квадратного корня из Р1 на коэффициент 1,2. Зная значение площади, можно определить количество витков W на 1 В. Для этого нужно 50 разделить на площадь.

Напряжения в первичной и вторичной обмотках известны – это 220 и 36 вольт. Количество витков для каждой из обмоток определяется путем умножения напряжения на W. В том случае, если получаются десятичные значения, необходимо округлить их в большую сторону. Также нужно учитывать, что при подключении нагрузки вторичной цепи происходит падение напряжения. По этой причине желательно увеличить количество витков примерно на 10 % от расчетного.

Провода обмоток

А теперь нужно произвести расчет тока в первичной и вторичной обмотках. Ток равен отношению мощности к напряжению. Если изготавливается трансформатор 220 на 36 вольт (500 ватт), то во вторичной цепи будет протекать ток, равный отношению 500/36 = 13,89 А. Мощность в первичной цепи будет равна 625 Вт, а сила тока — 17,36 А.

Далее производится вычисление плотности тока. Этот параметр указывает, какое значение силы тока приходится на каждый квадратный миллиметр площади сечения провода. Обычно в трансформаторах принимают плотность тока, равную 2 А/кв. мм. Диаметр провода, необходимого для намотки, можно определить по простой формуле: коэффициент полезного действия, умноженный на квадратный корень из силы тока. Следовательно, во вторичной цепи необходимо использовать провод, диаметр которого будет равен произведению 0,8 на 3,73 – это 2,9 мм (округлить до 3 мм). В первичной обмотке нужно использовать провод, диаметр которого будет 3,33 мм. В том случае, если у вас нет проводов с нужным диаметром, можно воспользоваться простой хитростью. Производите намотку одновременно несколькими проводами, соединенными параллельно. При этом сумма сечений должна быть не меньше той, которая была рассчитана вами. Сечение провода равно отношению коэффициента полезного действия к квадрату диаметра.

Заключение

Зная все эти простые формулы, можно самостоятельно изготовить надежный трансформатор, который будет работать в идеальном режиме. Но нужно еще знать, как подключить трансформатор 220 на 36 вольт. В этом ничего сложного нет, достаточно соединить первичную обмотку с сетью переменного тока 220 В, а вторичную — с нагрузкой, системой освещения, например. При первом запуске постарайтесь соединить трансформатор с максимальной по мощности нагрузкой, чтобы определить, нет ли перегрева сердечника и обмоток.

Источник

Как подключать понижающие трансформаторы 220/36 или 220/12 В

Понижающие трансформаторы напряжения затребованы, а порой незаменимые в условиях, когда есть риск ударов тока из-за неблагоприятной среды, например, во влажных помещениях. В таких ситуациях используют модели указанных аппаратов, в том числе на 36 Вольт. Таким образом, если возникнет контакт с электросетью, удар будет незначительный, кроме того, меньшая вероятность, что он повредит другие приборы. Есть готовые модули — ЯТП (ящик с понижающим трансформатором, подробности далее в статье), — для которых не надо разбираться с контактами. Но сам понижающий трансформатор (ТН) 220/36 В — это прибор, который нельзя сразу воткнуть в розетку без подготовки, надо знать, как его соединять с проводкой. Рассмотрим правила, варианты подсоединения, подготовительные действия, предостережения.

Что такое понижающий трансформатор 220/36 В

Для чего нужен понижающий трансформатор:

• помещения, где по правилам безопасности запрещены высокие токи, присутствующие в обычной сети 220 Вольт (переменное напряжение). Это, например, освещение в саунах, банях, ванных, гаражных ямах, где затребован перевод на низковольтное питание;
• для условий, в которых затребован уменьшенный вольтаж в связи с особенностями запитываемых приборов. Часто через аппарат подключают паяльники на 36 Вольт. Удар током будет незначительным, не причинит вреда человеку;
• для безопасности вольтаж понижают при временных ремонтных работах.

Рассматриваемые приборы, если это не модуль (ЯТП), нельзя сразу взять и подключить к розетке, поскольку они без защитного корпуса, видны их элементы — обмотки первичная и вторичная, магнитопровод, контакты. Такие преобразователи подсоединяются проводами, поэтому пользователь должен ознакомиться, к каким виткам подключать сеть 220, какие контакты служат для выхода к потребителям уже преобразованного в 36 В напряжения.

Понижающие модели являются обычными трансформаторами, работающими по стандартным принципам, только эти аппараты преобразовывают переменное напряжение (а такое имеет обычная сеть в 220 В) в меньшее. Если определенное для безопасности (влажность, ремонт) надо понизить вольтаж линии 220 В до 24, 45 и так далее, а в нашем случае до 36 В, то ставят отдельные такие узлы, на вход которых подается 220 В, а на выходе получаем указанное или другое заданное значение.

Типы трансформаторов

Есть разные виды понижающих ТН. Привычный и наиболее распространенный — однофазный для сети 220 В. Есть также двух- и трехфазные для 380 В. Самый стандартный состав: две обмотки и шихтованная сердцевина с электротехнической стали.

Отдельные типы ТН снабжены 1 обмоткой — это автотрансформаторы, они также могут понижать/повышать. В таком случае есть как минимум 3 вывода. К одной паре контактов делают подключение 220 В, съем выходного значения — с одной из входных пар клемм и из другой оставшейся свободной. Но во влажных помещениях автотрансформаторы применять нельзя, так как катушки в них соединенные, то есть потребитель также подключен к 220 В.

Особенности конструкции

Проводник, он же магнитопровод или сердечник, бывает закругленным, прямоугольным (шина). По вариантам намотки изделие может быть концентрическим (на стержне), дисковым (намотанное чередованием). Есть модели с 1 катушкой, включающей 2 типа витков (один поверх другого) или с 2 (чаще) и больше, размещенными на отдалении.

Как выбрать

Нужный нам ТН на маркировке должен иметь обозначение для входных контактов 220 В, на выходе — двенадцать вольт или другой вольтаж под наши запросы. Другие модели могут быть предназначены, для 380 В, для 2-, 3-фазных сетей.

При подборе надо сложить мощности всех потребителей на обслуживаемой линии и сопоставить с той цифрой (кВа), на которую рассчитан трансформатор, добавив 20 % запаса.

Какие инструменты понадобятся для подключения ТН

Подготавливают инструменты. Вольтметром, мультиметром надо будет проверить параметры устройства, силовым кабелем сделать соединение. Потребуется изоляция (изолента), пропарафиненная (парафинированная) бумага или калька и обычные для таких процедур инструменты: отвертки, плоскогубцы, кусачки и прочее.

Особенности подключения

Рассмотрим основы как рассчитать, подключить понижающий трансформатор 220 36. Важно подсоединяться к катушкам аппарата в строгом соответствии с их назначением, учитывая потребности в конкретной ситуации. В зависимости от того, куда подключают нагрузку и 220 В аппарат будет либо понижателем, либо повышателем. А некорректное объединение контактов обмоток приведет к быстрому выходу ТН из строя (перегрев, КЗ).

ТН подсоединяется параллельно нагрузке, его цель — трансформировать входное напряжение с определенным коэффициентом, который, если упростить, равен соотношению витков. Когда их количество у таковой первичной (сетевой) меньше, чем у вторичной, то на выходе значение понижается. У повышающего ТН наоборот — витков вторички (нагрузочной катушки) больше. Необходимо отметить, что когда нагрузка увеличивается, то коэфф. соотношения понижается, на что также влияет сечение проводков обмотки.

У сложных изделий количество катушек превышает 2, каждая со своим коэфф. трансформации, причем часть из них понижает, часть — повышает. Любой трансформатор может работать в обратном режиме: когда на нагрузочную намотку подается переменное напряжение, получаем его на выходе первички с тем же коэффициентом преобразования.

Как подключить понижающий трансформатор

1. Удостоверяются, что используемый аппарат именно трансформатор напряжения (есть еще токовые). Для подсоединения нагрузки выбирать надо катушку с самим большим числом витков и сопротивлением.
2. У анодно-накальных вариантов устройств есть обмотки всех видов. Узнать первичку можно, посмотрев на ее выводы — они обычно на отдалении от остальных. Иногда такие витки обособлены в другом сегменте каркаса, тогда узнать ее еще проще. Также в интернете есть много тематических форумов, поэтому уточнить там параметры прибора и где какой вывод не составит труда.
3. Обязательно проверяют величину напряжения, частоту ТН — должно быть 220 В и 50 Гц.
4. Иногда у сетевой обмотки есть 3 вывода, один из них для сети 110 или 127 В. Наша цель — скомбинировать их так, чтобы сопротивление было максимальным, и именно на них надо подавать 220 В.
5. Если ввода не 3, а 4, то это модель с 2 катушками, которые соединяют перемычкой из проводка последовательно, синфазно. Вначале делают его, затем обмотки подключаются к вольтметру с пределом 500 В. Далее, на одну из нагрузочных обмоток дают несколько Вольт (можно применить батарейку). Нельзя касаться выводов сетевых витков при этом.
6. Записывают результаты тестера, отключают его, меняют местами выводы любой из первой катушки, повторяют процесс.
7. Выбирают вариант с наибольшим значением.

Если обмотка одна, ее желательно присоединять к сети через предохранитель. Номинал по току подбирается под трансформатор — не больше 0.05 А на 10 Вт.

Порядок подсоединения

Само включение элементарное. Достаточно помнить главные правила:

1. К контактам вторичной катушки подсоединяют нагрузку, затем на первичку подают 220 В. Аппарат для этого можно подключить напрямую к проводке (скруткой, клеммами), в том числе и непосредственно в щитке, или снабдить его выводы шнуром с вилкой к розетке 220 В и наружной розеткой для подключаемых приборов.
2. Нагрузка идет к обмотке с большим сопротивлением.

Главное в подключении — не перепутать обмотки и выводы, учесть принцип работы понижающего трансформатора 12, 24, 36 В: нагрузка идет к вторичке и если она имеет несколько контактов, то на выходе можно получить разный вольтаж, например, не 36, а 24 В. Поэтому требуется проверка вольтметром, мультиметром, как описано в предыдущем разделе.

Наглядный пример с иллюстрациями

Схема обычного трансформатора:

Вход — это первичка, туда подается 220 В. Как видно на схеме, у некоторых ТН есть выводы и на 110 В. С выхода снимается уже 36 В или иной уменьшенный вольтаж.

Потребители, запитываемые постоянным током, должны иметь выпрямитель, диодный мост и прочее, — это будет уже блок питания, для ламп накаливания этого не нужно.

Расчет должен учесть, что у некоторых трансформаторов есть две раздельные обмотки на выходе, которые нужно соединить внешним проводом.

В нашем случае модель обычная, на изображении ТН расположен соответственно схеме: большая катушка — вход (тут два контакта для 220 В), меньшая — выход.

Если земерить тестером (режим на отметке 2000 Ом), то сопротивление больше на первичке, чем на вторичке, таким образом определяем где какие витки.

Есть трансформаторы с двумя одинаковыми обмотками — на одной 110 В и на другой также 110 В. Для получения 220 В их надо правильно соединить, иначе получится короткое замыкание. Соединяют выход как показано на изображении: нижний контакт к нижнему. Аналогично подсоединяем два проводка от сети 220 В и меряем сопротивление (второе фото).

Вторичка намотана в данном случае сверху (то есть, тут две катушки, но каждая включает и сетевую, и нагрузочную). В ней можно соединять выводы двух намоток как угодно, но если сделать это не по порядку, то увеличится сила тока в 2 раза. Если же соединить последовательно (положение пальцев на фото), то, например, расчет будет таким: 18 В + 18 В = 36 В, что нам и требуется. Такие преобразователи удобные в определенных условиях: можно либо увеличивать ток в 2 раза, либо напряжение (уже уменьшенную величину, на выходе).

Есть также трансформаторы с множеством контактов для входа (первичка, первое изобр.) и выхода (второе фото), снять с которого можно разное напряжение в зависимости от порядка соединения их контактов. Принцип комбинации подобный вышеописанному, но мы не будем тут указывать его конкретно, поскольку моделей таких изделий много. Проще всего пользователю обратиться к паспорту изделия или на спецфорумы. На 1 фото замеры сопротивления на первичке, но подключаться нагрузкой надо к вторичке (2 и 3 фото), а она будет иметь больший показатель.

Готовые решения — ящики ЯТП

ЯТП — это понижающий трансформатор сразу готовый к подключению, модуль. Не надо разбираться с выводами, вводами, обмотками. На изделии есть соответствующие промаркированные розетки для требуемой нагрузки 36 В или иной. Достаточно включить его кабель в сеть 220 В и подсоединить в розетку на корпусе потребителя.

ЯТП могут выдавать любой вольтаж пониженного значения — 24, 36, 42 В. Часто они используются для временных, ремонтных работ. Есть модели, позволяющие регулировать выходное напряжение.

Как самому собрать понижающий трансформатор

Первым этапом сборки для ТН будет расчет. Затем рассмотрим сам процесс.

Исчисления

Задаем исходные данные для преобразователя 220/12 В:

• вход/выход — 220/12 В;
• площадь попер. сечен. сердечн. S = 6 кв. см.

Расчет числа витков катушки:

Первичка N1 = 60×220/6 = 2200 витков

Вторичка N2 = 60×12/6 = 120 витков.

Сборка

• медная проволока в шелковой/бумажной изоляции: для первички — сечение 0.3 мм², для вторички — 1 мм². Для последней цифры подключаемая нагрузка в цепи должна иметь до 10 А. В продаже есть также специальный обмоточный провод (эмальпровод), его также можно снять с других трансформаторов. Также допустимо применить обычную медную жилу в пластиковой изоляции;
• 5–6 шт., или больше по потребности, консервных банок: их жесть применим для создания сердечника;
• картон — толстый, жесткий;
• лакоткань (ленточная изоляция);
• парафинированная бумага.

Этапы

Порядок как сделать трансформатор своими руками:

• из банок вырезают 80 полос 30×2 см. Жесть подвергают отжигу: раскаливают в печи, оставляют остывать там. Суть именно в постепенном, как можно более медленном охлаждении: сталь размягчается и теряет упругость;
• пластины очищают, покрывают лаком, каждая оклеивается с одной стороны тонкой бумагой — папиросной, с парафином, калькой;
• из картона делают каркас под обмотки. Он состоит из ствола и щечек, обматывается несколькими слоями парафинированной бумаги, ее можно заменить на чертежную кальку;
• виток к витку наматывают проволоку, через каждые 2–3 слоя прокладывают пропарафиненную изоляцию;
• после окончания намотки первички фиксируют концы жилы на щечках, катушка обматывается 5 слоями бумаги;
• намотка на вторичике по направлению должна совпадать с таковым на первичке;
• зафиксировав на второй каркасной щечке выводы нагрузочных катушки, ее также заматывают в бумагу;
• пластины помещают на половину в катушку, затем ними огибают каркас (зазор между этими элементами обязательный), чтобы концы сошлись под ней;
• ТН закрепляют, например, скобами на куске деревянной доски. Последний этап — концы выводятся на основу, оснащаются контактами.

Можно сделать расчет по аналогии как описано и создать ТН одновременно для двенадцати и двадцати четырех вольт, что затребовано при использовании разных светильников. Наматывают 240 витков, но со 120-го выводят контакт в форме петли.

Видео по теме

Источник