Что такое понижающий трансформатор и принцип его работы

Как изготовить трансформатор 220 на 12В своими руками

Для самостоятельного изготовления понижающего трансформатора понадобится наличие следующих материалов:

  • сердечника, который можно взять из старого телевизора;
  • лакоткани;
  • толстого картона;
  • досок и деревянных брусков;
  • стального прута;
  • клея и пилы.

Сначала разберём вариант изготовления простейшей машинки для намотки провода.

ИллюстрацияВыполняемое действие
Это наиболее простое приспособление для намотки провода на катушку. На схеме ясно видно, каким образом его можно собрать. Однако существуют и более удобные устройства, которые позволят ускорить процесс.
При помощи обычных тисков, стального прута и коловорота (ручной дрели) можно собрать приспособление для намотки, которое сэкономит силы и время.
Ещё одно устройство, без которого не обойтись. Часто для изготовления трансформатора используют старые катушки. Именно такой станок вместе с одним из предыдущих приспособлений позволит аккуратно перемотать провод с одной катушки на другую.

Теперь следует рассмотреть изготовление картонного каркаса, непосредственно на который будет наматываться провод.

ИллюстрацияВыполняемое действие
Размеры каркаса вымеряются по сердечнику (он должен входить внутрь довольно плотно). Исходя из того, что сердечник может быть как из обычных пластин, так и с просечкой, предлагаем читателю ознакомиться с обоими вариантами.
По размерам делаем выкройку, которая склеивается. Для фиксации можно использовать любой клей, однако лучше отдать предпочтение водостойкому. Оптимальным вариантом станет эпоксидный.
А здесь можно увидеть соотношение размеров сборного каркаса, который сложнее в изготовлении, но более надёжен и не требует склейки. Помните, что несоблюдение параметров может привести к нестабильной работе трансформатора.

Когда всё необходимое готово, можно приступать к самой намотке. В этой работе тоже есть свои нюансы, которые следует учитывать.

Иллюстрация
Выполняемое действие

Разматываться с катушки-«донора» провод должен сверху, а наматываться, наоборот, – снизу вверх. Расстояние между катушками не должно быть меньше метра. Провод придерживается правой рукой, а вращение производится левой.

Выводы на различные величины напряжений заделываются с применением изолирующих прокладок. Их можно сделать из наматываемого провода или припаять к нему гибкий вывод, что удобнее. Место спайки изолируется в обязательном порядке. Вывод пропускается через отверстие в щёчке и фиксируется. Чтобы не запутаться впоследствии (при наличии нескольких выводов), лучше его сразу промаркировать.

Фиксирующие изолирующие прокладки проклеиваются, однако, даже в этом случае необходима дополнительная фиксация.

На рисунке показано, каким образом зажимаются наматываемым проводом фиксирующие изолирующие прокладки

Важно делать всё по инструкции – только в этом случае можно надеяться на положительный результат. Помните, что витки провода должны плотно прилегать друг к другу – это обеспечит стабильное магнитное поле катушки.

Расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки

Основной работой при изготовлении трансформатора можно назвать расчёт количества витков первичной и вторичной обмотки. В среднем для преобразователя в 90−150 Вт принимается за расчёт количество витков на 1 В, равное 50 Гц / 10 = 5. Общее же количество рассчитаем по формулам:

  • W1 = 220 × 5 = 1100;
  • W2 = 12 × 5 = 60.

Получаем необходимое количество витков первичной обмотки − 1100, а вторичной – 60.

Конструкция

В принципе работы трансформаторов используется физический закон электромагнитной индукции. Стандартные устройства имеют сердечник и две обмотки. Первичная обмотка понижающего трансформатора подключается к электрической сети. Вокруг сердечника магнитопривода генерируется магнитное поле. Во вторичной обмотке появляется электричество с определенным показателем напряжения.

Мощность на выходе определяется соотношением количества витков в обеих катушках. Соотношением витков, составляющих обмотку первичной и вторичной катушек, можно выбирать характеристики выходного напряжения. Устройство трансформаторов позволяет получить требуемое значение тока для питания промышленных и бытовых электроприборов.

Трансформаторы напряжения не меняют частоту тока. Для этого понижающему агрегату потребуется иметь в конструкции выпрямитель. Он будет менять частоту тока с переменного до постоянного значения, и наоборот.

В понижающих трансформаторах сегодня применяются полупроводники. Их работу дополняет схема интегрального типа. В цепь включаются конденсаторы, микросхемы, пьезоэлементы, резисторы и т. д. Такой понижающий бытовой трансформатор имеет небольшие габариты, высокий уровень КПД, малый вес. Он не шумит, не нагревается. В трансформаторах представленных типов допускается выбрать мощность исходящего тока. Устройство включает в схему защиту против короткого замыкания. Традиционные конструкции также пользуются спросом. Подобные схемы просты, надежны.

Изготовление понижающего трансформатора с 220 на 12 Вольт своими руками

В настоящее время в продаже можно найти любой понижающий трансформатор, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к данному виду технических устройств. Тем не менее, людям, имеющим творческую жилку и желающим изготавливать всё своими руками, вполне доступно собрать понижающий трансформатор своими руками. Все работы по самостоятельному изготовлению подобного изделия можно разбить на несколько этапов: подготовительный, выполнение работ и проверка работоспособности.

Выбор конструкции и собираемой схемы зависит от умения и возможностей исполнителя

Подготовительный этап

На этом этапе следует:

  • определиться с типом собираемого аппарата – электромагнитный или электронный;
  • определить технические параметры, необходимые для дальнейшего использования, – мощность и место установки, допустимые габаритные размеры и вес;
  • рассчитать параметры первичной и вторичной обмотки, в случае изготовления электромагнитной модели;
  • приобрести необходимые материалы и комплектующие.

При изготовлении электронного устройства необходимы навыки работы с паяльником и начальные знания в области электроники. В этом случае изначально выбирается схема устройства, и, соответственно, под неё готовятся электронные компоненты (транзисторы, конденсаторы и прочие). В случае изготовления электромагнитной модели сначала потребуется рассчитать обмотки собираемого прибора, после чего выполнять все остальные операции.

Конструкция простейшего электромагнитного трансформатора

Для определения числа витков Nв первичной обмотке необходимо воспользоваться формулой:

N1 = (40 – 60) / S, где

  • S – сечение магнитопровода (сердечника) трансформатора, измеряется в см2;
  • 40–60 – это показатель (константа), определяющий тип и качество сердечника.

Сечение сердечника определяется исходя из геометрических размеров используемых заготовок: окно, ширина и толщина щёк сердечника. Сечение провода в первичной обмотке должно соответствовать току, который будет протекать в ней при эксплуатации, что определяется величиной подключаемой нагрузки, в числовом выражении это определяется как:

I1 = P / U, где

  • I1 – ток, протекающий в первичной обмотке;
  • P – мощность подключаемой нагрузки;
  • U – напряжение на первичной обмотке.

Соответственно, зная величину протекающего по проводам тока, можно выбрать их допустимое сечение, в соответствии с требованиями, регламентированными Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). Аналогичным образом определяется и сечение провода для вторичной обмотки.

При самостоятельном изготовлении сердечник может быть выбран различной формы и конструкции

Количество витков в каждой из обмоток определяется по формуле:

W = U × (V / 10), где

  • W – количество витков в обмотке;
  • U – напряжение в обмотке трансформатора;
  • V – частота электрического тока – 50 Гц.

Определившись с количеством витков, а значит, и с размерами сердечника, а также необходимой длиной и сечением провода в обеих обмотках, можно готовить необходимые материалы для выполнения работ:

  • провод для обеих обмоток;
  • сердечник – можно приобрести новый или использовать от бывшей в употреблении техники (телевизор, радиоприёмник и т.д.);
  • изоляционные материалы (лента, бумага и прочие).

Кроме этого, можно изготовить намоточный станок, облегчающий изготовление обмоток, в случае варианта, когда обмотки выполняются в виде катушек, размещаемых на сердечнике.

Выполнение работ

Когда все подготовительные мероприятия выполнены, можно приступать к изготовлению и сборке трансформатора, в этом случае работы выполняются следующим образом:

ИллюстрацияОписание действия
Из электротехнического картона или иного материала изготавливаются каркасы катушек.
При помощи намоточного станка или вручную на катушки наматывается провод, количество витков на каждой катушке должно соответствовать значениям, определённым расчётным путём для каждой из обмоток.
Катушки помещаются на подготовленный сердечник, их концы фиксируются и обозначаются соответствующим образом.

Проверка работоспособности

Когда трансформатор собран, а все его узлы надёжно закреплены и заизолированы, необходимо проверить его работоспособность. Для этого на первичную обмотку подаётся напряжение 220 Вольт, а к вторичной подключается нагрузка, рассчитанная на работу на напряжении 12 Вольт.

В случае успешного испытания, собранное изделие помещается в подготовленный корпус или устанавливается в предназначенном для размещения место.

Назначение

Основное применение понижающего трансформатора – получение низкого напряжения для питания электрического прибора. Очень часто эти устройства являются главным элементом схем блоков питания бытовых электрических приборов. Так как большинство бытовой электроники потребляет постоянный ток, то после понижения напряжения до приемлемого уровня, полученную электрическую синусоиду еще и выпрямляют.

С целью повышения качества электрического питания применяют стабилизирующие и фильтрующие схемы, отсекающие нежелательные искажения. В ряде случаев в бытовой технике используется переменное напряжение, преобразованное понижающим трансформатором, без выпрямления тока.

Для получения пониженного импульсного напряжения существуют модели импульсных трансформаторов. На выходе этих устройств изменяется не только амплитуда колебаний, но и форма кривой.

Разновидности

Когда потребность промышленного или бытового оборудования в вопросе уровня напряжения определена, нужно обратить внимание на выбор разновидности аппарата. Различают следующие виды:

  1. Тороидальный. Сердечник получил форму тора. Прибор характеризуется малым весом, незначительными габаритами. Широко применяется в радиоэлектронике.
  2. Стержневый. Применяются для оборудования высокой или средней мощности. Простота конструкции отличает устройство сердечника.
  3. Броневой. Относятся к категории маломощных конструкций. Магнитопривод как броня охватывает контуры.
  4. Многообмоточный. Имеет две и более обмотки.
  5. Трехфазный. Применяется в промышленной сети. Прибор призван понижать напряжение с 380 В до приемлемого потребителем уровня. В некоторых случаях применяется в бытовых целях.
  6. Однофазный. Подключаются к однофазной сети. Это одна из наиболее востребованных разновидностей.

Многообразие представленных конструкций позволяет применять их в различных сферах деятельности человека. Стоимость оборудования зависит от мощности аппаратуры, сложности конструкции, области применения. Про понижающие трансформаторы 380/220 мы уже писали на этой странице.

Видео: Силовой понижающий трансформатор с несколькими вторичными обмотками.

Конструктивные особенности

Это очень полезное устройство. Трансформатор — это устройство, которое представляет собой сердечник с двумя обмотками. На них должно быть одинаковое количество витков, а сам сердечник набирается из электротехнической стали. На входе устройства подаётся напряжение, в обмотке появляется электродвижущая сила, которая создаёт магнитное поле.

Основной принцип работы устройства.

Через это поле проходят витки одной из катушек, благодаря чему возникает сила самоиндукции. В другой же возникает напряжение, отличающееся от первичного на столько раз, на сколько отличается число витков обеих обмоток.

С его помощью мы легко можем понизить напряжение и ток в цепях переменного тока. Появление трансформаторов сделало практической реальностью передачу электроэнергии на большие расстояния. Трансформаторы позволяют уменьшить потери на проводах линий электропередач (соединяющих генерирующие станции с нагрузками) понижения переменного тока.

На обоих концах (как на генераторе, так и на нагрузках) трансформаторы понижают уровни напряжения до более безопасных значений и снижают стоимость применяемого оборудования.

Понижающий трансформатор может быть различных типов и видов: одно- или трехфазный, с открытым корпусом или с защитным кожухом. Одна из важнейших характеристик прибора – это коэффициент трансформации, который не должен превышать 1. Основные факты о понижающих трансформаторах приведены на рисунке ниже.

Основные факты о понижающих трансформаторах.

В зависимости от модификации устройство преобразовывает электрический ток разного начального напряжения, которое может достигать 660В. Трансформатор, понижающий до 220В, получил наибольшее распространение. Существует также понижающий до 380 Вольт трансформатор.

Магнитопровод – это совокупность элементов ферромагнитного материала (обычно электротехническая сталь), которые собраны в определенной геометрической форме. В нем происходит локализация основного магнитного поля трансформатора понижающего.

Вся магнитная система вместе со всеми компонентами называется остовом. При этом часть, где располагаются основные обмотки, называют стержнем. А часть, необходимая для замыкания магнитной цепи, – это ярмо.

В соответствии с расположением стержней в пространстве понижающий трансформатор может иметь плоскую, пространственную, симметричную либо несимметричную магнитную систему.

В соответствии с предъявляемыми требованиями для каждого случая выходное напряжение может быть разным: например, трансформатор, понижающий до 36 Вольт, а также 12, 24, 42В и т.д. В видео подробно рассказано про принцип работы прибора.

Какой сердечник лучше

Понижающие трансформаторы напряжения отличаются конструктивными особенностями. Производители делают выбор в пользу одной из двух концепций – броневая или стержневая.

Принципиальное отличие технических решений сводится к тому, что в первом случае обмотки заключены в сердечнике броневого типа, а во втором – сердечник заключен в обмотках стержневого типа.

При этом в устройствах первого типа ось обмоток может располагаться вертикально или горизонтально, в то время, когда во втором случае – ось размещается вертикально.

Однако способ производства не влияет на эксплуатационные характеристики и надежность устройства. Предприятие выбирает тот вариант, который считает наилучшим с точки зрения организации технологического процесса.

Сердечник и катушки понижающего трансформатора.

Понижающий трансформатор с 220 на 12 вольт купить

На сегодняшний день в продаже имеются устройства различного исполнения и конструкции. Заказать или купить Вы можете как в розничных магазинах, так и в интернет магазинах. В последних, кстати, более выгодные цены.

Ниже Мы предлагаем Вам ознакомиться и сравнить несколько вариантов:

МодельОСЗ- 1,0ОСОВ-0,25ТП1-0,25ОСВМ-0,25ЯТП-0,25
Ориентировочная цена, рубот 6500от 2200от 5300от 5300от 1500
Внешний вид
Мощность, кВА10.250.250.250.25
Первичное напряжение, В220220220220220
Вторичное напряжение, В12, 24, 36,
42
12, 24, 36,
42, 110, 127
12, 24,
36, 42, 110
12, 24, 36,
42, 110, 127
12
Степень защитыIP20IP65IP20IP55IP31
Климатическое исполнениеУ2У5У2ОМ5УХЛ 4
Габариты, ммД — 275
Ш — 155
В — 270 
Д — 200
Ш — 200
В — 225
Д — 320
Ш — 160
В — 302
Д — 200
Ш — 200
В — 225
Д — 210
Ш — 145
В — 145
Вес, кг165.9135.96.5
ОСЗ – однофазный, сухой, в защищенном исполнении
ОСОВ – однофазные, сухие, для местного освещения, водозащищенного исполнения
ТП – сухой однофазный
ОСВМ – однофазные, сухие, водозащищенного исполнения, морские
ЯТП – ящик с ОСЗ

Как видите, отличительной особенностью всех трансформаторов является конструктивное исполнение. Для наружной установки Мы рекомендуем выбрать типа ОСОВ или ОСВМ, так как они имеют водозащищенное исполнение.

Зачем в бане пониженное напряжение

В большинстве комнат в бане используется обычное бытовое напряжение ~220 В, но в душевой, парилке и других помещения с повышенной влажностью это допускается при соблюдении дополнительных мер безопасности:

  • Установка УЗО или дифавтоматов. Эти аппараты отключают электроприборы и провода при нарушении изоляции или прикосновении людей к токоведущим частям.
  • В помещении должна быть система заземления TN-C-S. При этом разводка по зданию нулевого провода “N” и заземляющего проводника “PE” выполнена отдельными проводами, которые соединяются в водном щитке.
  • Наличие системы уравнения потенциала СУП. Это соединение ВСЕХ металлических частей сооружения – водопроводных и канализационных труб, корпусов светильников, решеток на окнах и других элементов друг к другу и к заземлению.

Выполнить эти требования в домашних условиях сложно, поэтому целесообразнее понижать напряжение до 36 или 12 вольт. Предпочтительнее применить именно 12В, как более безопасное.

Критерии выбора трансформатора для японской аудиотехники

Японская аудиотехника выпускается для использования в Японии. В условиях российской сети будет работать лишь при выходном напряжении понижающего трансформатора. Целую линейку агрегатов с настройкой выходного напряжения 100 Вольт предлагает сегодня компания “Штиль”. На входе у них – обычная вилка Евростандарта. На выходе – 1-2 розетки, встроенные в корпус.

Видео-аудиотехника из Японии – крайне чувствительная. Для слаженной работы выходное напряжение без отклонений должно равняться 100Вт. Мощность в идеале – больше на 40-50%, чем у бытовых приборов. Например, миксер оснащен электродвигателем и высокой мощностью. Значит, мощность преобразователя должна быть выше на 200%.

При выборе понижающего трансформатора мощность должна быть выше на 25-50% в отличие от мощности бытовой техники. У нагревательных приборов и электромоторов производители обычно указывают среднюю мощность. Если у компрессора холодильника – 100 ватт, то трансформатор стоит подбирать мощностью свыше 500 ватт.

Диапазон входного напряжения можно смело использовать с помощью переходника для вилки. В данном случае понижающий трансформатор не потребуется

Чтобы узнать: нужен ли понижающий трансформатор важно знать мощность бытового устройства. Например, у ноутбука в среднем – 50-150 Вт, радиоприемника – 5-15 Вт, телевизора – 20-200 Вт, фена – 1500 Вт, утюга -1200-500 Вт

Понижающий 220 100 вольт

Понижающий трансформатор необходим для бытовых приборов, работающих под напряжением переменного тока в 100 Вольт. Агрегат типа 220в – 100В для предохранителя, автотрансформатора, шнура питания и вилки.

Подключается трансформатор к питающему устройству за счет блока с розеткой выходного напряжения. Это довольно бесшумное устройство в работе. Выход устанавливается под вилку японского или американского производителя.

Понижающий агрегат состоит из следующих элементов:

  1. Сердечник, проводящий магнитный тока. Изготавливается из электротехнической стали либо пермаллоя с проводящими свойствами.
  2. Обмотка, намотанная витками токопроводящей проволоки (медь, алюминий).
  3. Каркас, на который наматывается изоляционный обмоток.
  4. Изоляция (черная лента, лакоткань, лак) для защиты катушек от межвиткового замыкания.
  5. Монтажные выводы, не допускающие обрыва обмоток при эксплуатации устройства, дающие возможность подключить к трансформатору источник питания.

Справка! Трансформатор представляет собой замкнутый сердечник с расположением на нем катушек обмотки. Это важные элементы, создающие магнитную силу, становящуюся в итоге электродвижущей.

Автотрансформатор

Чтобы не перегружать автотрансформатор и не вывести из строя стоит обращать внимание на следующие факторы при покупке для японской аудиотехники:

  1. Внешний вид: исправность указателя и уровня масла, отсутствие течи из-под крепежных соединений, возможное потрескивание на резиновых уплотнителях.
  2. Обмотка. Лучше – медная, как прочная и компактная.
  3. Сердечник трансформатора. Для снижения потерь на гистерезис и вихревые токи выполнен из высококачественной электротехнической стали.
  4. Первичное, вторичное напряжение.
  5. Количество фаз
  6. Место установки агрегатов (внутри, снаружи помещения).
  7. Наличие максимального тока потребления в 3,35 крат. Причем выше, чем его номинальная мощность.
  8. Частота тока – 50 Гц при работе бытовых приборов.
  9. Коэффициент трансформации напряжения К= 0,455 для выявления способа преобразования, хотя замерять необходимо исключительно под нагрузкой.
  10. КПД – мощность или величина энергии, определяемая толщиной провода при намотке на катушки, затрачиваемая на полезную работу по отношению к потребляемой. Передает через устройство энергию, не приводит к повреждениям
  11. Переменный ток короткого замыкания для выявления максимальной силы тока, которую и будет выдерживать бытовое устройство без перегорания обмотки.

Оцените статью:
Оставить комментарий
Adblock
detector