Ako vypočítať a zostaviť transformátor pomocou príkladu spájkovačky „Moment“

V súprave domáceho majstra musíte mať spájkovačka, niekedy aj niekoľko rôznych kapacít a prevedení. Priemysel vyrába veľa rôznych modelov, ktoré nie je ťažké kúpiť. Fotografia ukazuje funkčnú ukážku vydania 80. rokov.

Mnoho remeselníkov sa však zaujíma o domáce dizajny. Jeden z nich s výkonom 80 wattov je uvedený na fotografiách nižšie.

Táto spájkovačka dokázala v chladnom počasí spájkovať 2,5 medených drôtov na ulici na ulicu a vymeniť tranzistory a ďalšie komponenty elektronických obvodov na doskách s plošnými spojmi v laboratóriu.

Pracovný princíp

Spájkovačka „Moment“ je napájaná elektrickou sieťou s napätím ~ 220 V, ktorá predstavuje obyčajný transformátor, v ktorom je sekundárne vinutie skratované medeným mostíkom. Keď je zapnutý na niekoľko sekúnd, preteká ním skratový prúd, ktorý ohrieva medenú špičku spájkovačky na teploty, ktoré topia spájku.

Primárne vinutie je spojené šnúrou so zástrčkou do zásuvky a na napájanie napätia sa používa istič s vlastným resetom pružiny. Po stlačení a podržaní tlačidla prúdi cez hrot spájkovacej pary vykurovací prúd. Hneď ako tlačidlo uvoľníte, kúrenie sa okamžite zastaví.

V niektorých modeloch sa kvôli pohodlnej práci pri slabom osvetlení z primárneho vinutia na princípe autotransformátora vyrába 4-voltový kohútik, ktorý vedie k nábojnici s žiarovkou z baterky. Smerové svetlo zozbieraného zdroja osvetľuje spájkované miesto.

Návrh transformátora

Pred začatím montáže spájkovačky by ste mali určiť jej výkon. Spravidla stačí 60 wattov na jednoduchú elektrickú a rádiovú amatérsku prácu. Aby sa neustále spájali tranzistory a mikroobvody, je potrebné znížiť výkon a zvýšiť ho na spracovanie masívnych častí.

Na výrobu budete musieť použiť výkonový transformátor s príslušnou kapacitou, najlepšie zo starých zariadení vyrobených v ZSSR, keď bola všetka elektrická oceľ magnetických jadier vyrobená podľa požiadaviek GOST. Bohužiaľ, v modernom dizajne existujú fakty o výrobe transformátorového železa z nízkej kvality a dokonca aj z obyčajnej ocele, najmä v lacných čínskych zariadeniach.

Typy magnetických obvodov

Železo musí byť vybrané podľa sily prenášanej energie. Na tento účel je možné použiť nie jeden, ale niekoľko rovnakých transformátorov. Tvar magnetického obvodu môže byť pravouhlý, okrúhly alebo v tvare W.

Môžete použiť železo ľubovoľného tvaru, ale je vhodnejšie zvoliť pancierovú platňu, pretože má vyššiu účinnosť prenosu energie a umožňuje vám vytvárať zložené štruktúry jednoduchým pridaním dosiek.

Pri výbere železa by ste mali venovať pozornosť nedostatku vzduchovej medzery, ktorá sa používa iba v tlmivkách na vytvorenie magnetického odporu.

Zjednodušená metodika

Ako zvoliť žehličku pre požadovaný výkon transformátora

Okamžite urobíme rezerváciu, že navrhnutá metodika bola vyvinutá empiricky a umožňuje nám zostaviť transformátor z náhodne vybraných častí doma, ktorý funguje normálne, ale za určitých okolností môže produkovať mierne odlišné parametre od vypočítaných. To sa dá ľahko doladiť jemným doladením, ktoré sa vo väčšine prípadov nevyžaduje.

Vzťah medzi objemom železa a výkonom primárneho vinutia transformátora je vyjadrený prierezom magnetického obvodu a je znázornený na obrázku.

Výkon primárneho vinutia SI je z hľadiska účinnosti efficiency väčší ako sekundárny S2.

Plocha prierezu obdĺžnika Qc sa vypočíta známym vzorcom cez jeho strany, ktoré sa dajú ľahko merať jednoduchým pravítkom alebo posuvným strmenom. Pre pancierový transformátor je potrebné množstvo železa o 30% nižšie ako pre tyčový transformátor. Toto je jasne vidieť z uvedených empirických vzorcov, kde Qc je vyjadrená v centimetroch štvorcových a S1 vo wattoch.

Pre každý typ transformátora sa podľa jeho vzorca vypočíta výkon primárneho vinutia pomocou Qc a potom sa pomocou účinnosti odhadne jeho hodnota v sekundárnom obvode, ktorý zahreje hrot spájkovačky.

Napríklad, ak je zvolený magnetický obvod v tvare W pre výkon 60 W, potom jeho prierez Qc = 0,7 ∙ √60 = 5,42 cm².

Ako zvoliť priemer drôtu pre vinutie transformátora

Ako materiál pre drôt by sa mala použiť meď, ktorá je na izoláciu potiahnutá vrstvou laku. Pri navíjaní cievok na cievky lak eliminuje výskyt medzistavcových porúch. Hrúbka drôtu sa volí podľa maximálneho prúdu.

Pri primárnom vinutí poznáme napätie 220 voltov a rozhodli sme sa o primárnom výkone transformátora, pričom sme vybrali prierez pre magnetický obvod. Rozdelením wattov tejto energie na volty primárneho napätia získame vinutý prúd v ampéroch.

Napríklad pre transformátor s výkonom 60 wattov bude prúd v primárnom vinutí menší ako 300 miliampérov: 60 [wattov] / 220 [voltov] = 0,272727 .. [ampérov].

Rovnakým spôsobom sa sekundárny prúd vypočíta z jeho hodnôt napätia a výkonu. V našom prípade to nie je potrebné: vinutie dvoch zákrut, napätie bude malé a prúd bude veľký. Preto sa prierez prúdu vedie s veľkým odstupom od medenej prípojnice, čo minimalizuje straty z elektrického odporu sekundárneho vinutia.

Po určení prúdu, napríklad 300 mA, môžeme vypočítať priemer drôtu podľa empirického vzorca: d drôty [mm] = 0,8 ∙ √I [A]; alebo 0,8 ∙0,3 = 0,8 0,547722557505 = 0,4382 mm.

Takáto presnosť samozrejme nie je potrebná. Vypočítaný priemer umožní transformátoru pracovať veľmi dlho a spoľahlivo bez prehriatia pri maximálnom zaťažení. Vyrábame spájkovačku, ktorá sa pravidelne zapína iba na pár sekúnd. Potom sa vypne a ochladí sa.

Prax ukázala, že na tieto účely je celkom vhodný priemer 0,14 x 0,16 mm.

Ako určiť počet závitov vinutia

Napätie na svorkách transformátora závisí od počtu zákrut a charakteristík magnetického obvodu. Zvyčajne nepoznáme značku elektrickej ocele a jej vlastnosti. Pre náš účel je tento parameter jednoducho spriemerovaný a celý výpočet počtu závitov je zjednodušený do tvaru: ώ = 45 / Qc, kde ώ je počet závitov na 1 volt napätia na ľubovoľnom vinutí transformátora.

Napríklad pre uvažovaný transformátor 60 wattov: ώ = 45 / Qc = 45 / 5,42 = 8,3026 otáčok na volt.

Pretože primárne vinutie pripájame na 220 voltov, počet otáčok bude ω1 = 220 ∙ 8,3026 = 1827 otáčok.

Sekundárny obvod používa 2 zákruty. Budú rozdávať napätie iba asi štvrtinu voltu.

Vytvorenie rámu pre cievku

Pre rovnomerné rozdelenie zákrutov drôtu vo vnútri magnetického obvodu je potrebné vytvoriť rám z elektrickej lepenky, getinaksy alebo zo sklenených vlákien. Technológia práce je znázornená na obrázku a veľkosti sa vyberajú s prihliadnutím na konštrukciu magnetického obvodu. Vinutia izolované rámom sú usporiadané vo vinutí, okolo ktorého sú namontované dosky s magnetickými obvodmi.

Často je možné použiť výrobný rám, ale ak potrebujete na zvýšenie výkonu pridať platne, musíte zväčšiť veľkosť. Kartónové časti môžu byť zošité obyčajnými niťami alebo zlepené dohromady. Teleso zo sklenených vlákien s presnou montážou dielov možno zostaviť aj bez lepidla.

Pri výrobe cievky sa musíte pokúsiť vyčleniť čo najviac priestoru na umiestnenie vinutí a pri navíjaní cievok ich umiestnite tesne a rovnomerne. Pri položení vodiča nemusí „zaostávaný“ jednoducho mať dostatok miesta a všetka práca bude musieť byť prepracovaná.

Výroba sekundárnej spájkovačky

V spájkovacej liatine znázornenej na fotografii je sekundárne vinutie vyrobené z medenej tyče s pravouhlým prierezom. Jeho rozmery sú 8 x 2 mm. Môžete použiť iné profily. Napríklad bude vhodné ohnúť kruhový drôt na umiestnenie vo vnútri magnetického obvodu. Musel som tvrdo pracovať s plochou pneumatikou, použiť zverák, kladivo, šablóny a pilník na rovnomerné ohýbanie presne podľa konfigurácie rámu cievky.

Obrázok v polohe 1 zobrazuje plochú pneumatiku. Po vytvorení rámu musíte určiť jeho dĺžku, berúc do úvahy vzdialenosť, ktorá pôjde do zákruty a vzdialenosť od hrotu medeného drôtu.

V polohe 2 sa približne v strede plynulo ohýba vo zveráku s údermi malého kladiva v súlade s orientačnou rovinou. Keď ohyb prechádza cez pravý uhol, je potrebné použiť šablónu z mäkkej ocele s tvarom presne zodpovedajúcim rozmerom vinutého rámu, do ktorého sa vinutie umiestni.

Šablóna veľmi uľahčuje inštalatérske práce, aby sa vinutiu získal požadovaný tvar. Okolo nej sa najprv zabalí jedna polovica dlahy, ktorá je zobrazená v pozíciách 4, 5 a 6 a potom druhá (pozri 7 a 8).

Na uľahčenie pochopenia procesu sa vedľa snímok pneumatiky zobrazuje sekvencia ohybov v polohách s čiernymi čiarami s miernym skreslením.

V polohe 8 je znázornená sekcia AA. V jeho blízkosti bude potrebné kvôli ľahšiemu ovládaniu ohnúť pneumatiku o 90 stupňov, ako je znázornené na fotografii.

Ak sa vyskytnú ohyby, ktoré vám bránia vo voľnom umiestnení silového vinutia do rámu cievky, môžu byť odrezané pomocou pilníka. Kovové zákruty by nemali byť v kontakte navzájom ani s telom. Na tento účel sú oddelené vrstvou nie silnej izolácie.

Na konci sekundárneho vinutia sa vyvŕtajú diery a na utiahnutie skrutiek M4 sa vyreže niť. Slúžia na pripevnenie medenej špičky z 2,5 alebo 1,5 štvorcového drôtu. Pretože napätie na sekundárnom vinutí je veľmi malé, kvalita elektrických kontaktov špičky sa musí monitorovať, udržiavať čistá, čistá od oxidov a spoľahlivo stlačiť maticami a podložkami.

Výroba primárneho vinutia spájkovačky

Keď je silové vinutie spájkovačky pripravené a izolované, je zrejmé, koľko voľného miesta v cievke zostáva pre tenký drôt. S nedostatkom priestoru sú zákruty pevne prepojené.

Navíjací drôt pozostáva z medeného jadra a jednej alebo niekoľkých vrstiev laku a je označený PEV-1 (jednovrstvový lak), PEV-2 (dve vrstvy), PETV-2 (viac odolný voči teplu ako PEV-2), PEVTLK-2 (odolný proti teplu) špeciál).

Pri meraní priemeru drôtu pomocou mikrometra by sa mal výsledok zmenšiť o hrúbku izolácie. Toto všeobecné odporúčanie však nie je rozhodujúce pre našu spájkovaciu pec.

Vzhľadom na prácu v podmienkach kúrenia je lepšie odmietnuť značku PEV-1, mimochodom, neodporúča sa to ani ukončiť.

Drôt sa obvykle navíja na cievku na provizórnych strojoch.

Keď sa na rám vloží elektrické vinutie, bude potrebné zatáčky vykonať ručne a ich množstvo zaznamenať na papier v určitom intervale, napríklad sto alebo dvesto.

Pred začatím prác je potrebné na začiatok vinutia spájkovať lanko so silnou izoláciou, najlepšie značky MGTF. Po dlhú dobu vydrží opakované ohyby, teplo a mechanické namáhanie. Konce sú spojené spájkovaním, izolované. Tavivo je vybrané iba z kolofónie, kyselina nie je povolená.

Ohybné jadro je v cievke zaistené proti vytiahnutiu a vytiahnutiu otvorom v bočnej stene. Po vinutí sa druhý koniec vinutia tiež spájkuje s drôtom MGTF, ktorý sa vytiahne von.

Pretože sa do drôtu privádza 220 voltov, mal by byť dobre izolovaný od puzdra a sekundárneho vinutia.

Zdokonalenie dizajnu

Po navinutí cievky je na ňu pevne pripevnené železo, ktoré z klinov vypadáva.Pred konečnou montážou puzdra môžete skontrolovať činnosť spájkovačky pomocou napätia na primárne vinutie, aby sa špička zohriala a vyhodnotila charakteristika prúdu a napätia.

Ak sa zostavená štruktúra spája dobre, potom to nie je možné urobiť. Ale pre informáciu: je vhodné uhádnuť pracovný bod charakteristiky I - V v bode sklonu krivky, keď železo dosiahne svoju saturáciu. To sa dosiahne zmenou počtu otočení.

Metóda stanovenia je založená na dodávaní striedavého napätia z nastaviteľného zdroja do vinutia transformátora cez ampérmeter a voltmeter. Uskutoční sa niekoľko meraní a na základe nich sa vynesie graf, ktorý ukazuje bod lomu (nasýtenie železom). Potom sa rozhodne o zmene počtu odbočení.

Rukoväť, kryt, spínač

Ako prepínač je vhodné použiť akékoľvek tlačidlo s vlastným resetom určené pre prúdy do 0,5 A. Na fotografii je znázornený mikrospínač zo starého magnetofónu.

Rukoväť spájkovačky je vyrobená z dvoch polovíc masívneho dreva, v ktorých sú vyrezané dutiny na umiestnenie vodičov, gombíkov a žiaroviek. V skutočnosti nie je potrebné podsvietenie, pretože musíte urobiť samostatný odbočovač alebo odporovo-kapacitný delič.

Polovice rúčok sú utiahnuté skrutkami a maticami. Namontovali tiež kovovú montážnu svorku, ktorá musí byť izolovaná od železa magnetického obvodu.

Samostatne vyhotovený dizajn otvoreného krytu zobrazený na fotografii poskytuje lepšie chladenie, ale vyžaduje si od zamestnancov pozornosť a bezpečnostné pravidlá.

Statečný Alexej Semenovich

Comments

[#1]

Je to skvelá vec, a čo je najdôležitejšie, že to všetko sa dá urobiť bez problémov a pomocou výlučne improvizovaných a dostupných prostriedkov pre všetkých. Ani som si nemyslel, že by si to mohol urobiť.

[#2]

Ahoj Alexej Semenovich! Používam domácu spájku, ale nie som s ňou spokojný. Chcem to skúsiť sám. Mám dva rovnaké transformátory SSSR v rovnakom tvare. A nerozumiem vzorcom, ktoré ste napísali (Qc ...). 1. Povedzte mi, prosím, na kovovom diagrame tvaru W nie je možné ručne meniť hrúbku „A“. Môžete však pridať tvar W z druhého transformátora a zväčšiť hrúbku písmena „B“. A „B“ koľko mm by malo byť pre 60-wattový tranzu? 2. Prosím, povedzte mi, koľko zákrut a koľko by mal byť priemer nichromu pre 60-wattový tranzu?