I trasformatori di alta qualità sono ampiamente utilizzati in vari settori. Molti artigiani apprezzano tali unità perché sono abbastanza compatte e leggere, ma l'efficienza è di alto livello. Queste caratteristiche sono particolarmente importanti nelle saldatrici e negli stabilizzatori di tensione. Ma affinché tale unità funzioni correttamente, è necessario calcolare correttamente il trasformatore toroidale.
Contenuto
- Breve descrizione
- Principali vantaggi
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Produzione indipendente dell'unità
- Preparazione dell'acciaio per trasformatori
- Regole di avvolgimento
- Sottigliezze delle manipolazioni di calcolo
- Raccomandazioni specialistiche
Breve descrizione
I produttori moderni sono impegnati nella produzione industriale di diversi tipi di circuiti magnetici per trasformatori: corazzati, a barra, toroidali. Se confrontiamo le loro caratteristiche prestazionali e le aree di utilizzo, quest'ultima opzione può essere considerata più efficace. Riguarda quello che è il dispositivo ha parametri estremamente positivi, grazie al quale viene utilizzato attivamente nell'industria moderna.
Alte prestazioni e lunga durata hanno influenzato il fatto che ora il trasformatore toroidale è l'elemento base in apparecchiature di illuminazione, stabilizzatori di tensione, gruppi di continuità, ingegneria radio, nonché apparecchiature mediche e diagnostiche attrezzatura.
Gli stessi produttori affermano che tale unità è presentata sotto forma di un'installazione monofase, che può sia ridurre che aumentare la potenza. Per un funzionamento di alta qualità, il trasformatore è dotato di un nucleo potente con due o più avvolgimenti. Ma il principio del suo funzionamento non è diverso da quei modelli dotati di avvolgimento corazzato o ad asta.
Indipendentemente dalle sue prestazioni, un trasformatore è un dispositivo il cui compito principale è convertire l'elettricità da una quantità all'altra. Tuttavia, anche le più piccole modifiche progettuali possono alterare in modo significativo le dimensioni complessive e il peso di un'installazione elettrica. A causa di ciò, i parametri tecnici ed economici aumenteranno solo.
Principali vantaggi
In un tale trasformatore, il circuito magnetico ha la forma di un toroide, in altre parole: tutti gli anelli hanno una sezione trasversale rettangolare. Le caratteristiche prestazionali uniche sono molto apprezzate sia nelle applicazioni domestiche che industriali. Oltretutto, L'unità toroidale presenta una serie di vantaggi aggiuntivi rispetto ai modelli standard ad asta e corazzati:
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Gli artigiani hanno avuto un'eccellente opportunità di utilizzare l'acciaio con una maggiore permeabilità magnetica per il nucleo (E-370, 340).
- È noto che il flusso di dispersione finale in una bobina toroidale ideale dovrebbe essere zero. In un tale trasformatore, questo indicatore ha un certo valore finito. Ma tali flussi di dispersione non sono così grandi come nei modelli convenzionali, quindi i campi magnetici esterni non influiscono sul funzionamento coordinato del trasformatore.
- Non ci sono spazi vuoti e giunti nel nucleo.
- Il master può utilizzare in sicurezza le proprietà strutturali del nucleo, poiché nell'unità toroidale la direzione del campo magnetico coincide completamente con il rotolamento del nastro.
Tutti i suddetti vantaggi consentono di ottenere elevate prestazioni economiche ed elettriche. A causa di ciò, le prestazioni dell'apparecchiatura aumentano in modo significativo:
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Il numero totale di spire utilizzate per ottenere l'ampiezza dell'avvolgimento primario induttivo è significativamente ridotto. Questo effetto è ottenuto attraverso l'utilizzo di acciai ad alta permeabilità magnetica. In alcuni progetti, gli artigiani sono riusciti a ridurre il consumo finale di rame del 25%.
- La completa assenza di spazi vuoti e la presenza di acciaio altolegato è la ragione per cui si ottiene una maggiore induzione nel nucleo del trasformatore. Questo vantaggio funzionale non ha assolutamente alcun effetto su THD. Di conseguenza, il master riesce a raddoppiare Bmax, cosa considerata impossibile nei trasformatori corazzati. Di conseguenza, il peso totale e il volume del nucleo di lavoro sono ridotti.
- Si ottiene una risposta in frequenza uniforme dello stadio a causa del piccolo valore dell'induttanza di dispersione. La presenza di una distorsione minima dovuta ai processi transitori consente l'uso di un tipo di feedback negativo piuttosto profondo.
A causa del fatto che il trasformatore toroidale ha un piccolo campo magnetico, anche l'installazione più vicina non influisce sull'interazione con altri elementi strutturali.
Produzione indipendente dell'unità
Prima di procedere con la creazione di tale unità, è necessario preparare tutti gli strumenti e i materiali necessari. Potresti anche aver bisogno di una macchina da cucire, un ago robusto e fiammiferi ordinari per realizzare un modello migliore, ma tali parti possono essere trovate in quasi tutte le case.
Il principale materiale di consumo è il ferro, da cui sono realizzate le parti di base del trasformatore. Per lavoro, hai bisogno di acciaio di alta qualità, che dovrebbe avere la forma di un toro. Non dimenticare un buon filo nell'isolamento della vernice. Un fissaggio affidabile non può fare a meno della colla vinilica e del nastro adesivo.
Separatamente, va tenuto presente che il lavoro di alta qualità degli avvolgimenti dipende dal nastro isolante a base di tessuto. Vale anche la pena acquistare un filo di alta qualità in gomma o isolamento in silicone. Questo elemento è necessario per collegare in modo sicuro tutte le estremità dell'avvolgimento.
Preparazione dell'acciaio per trasformatori
Può sembrare agli artigiani alle prime armi che sia estremamente difficile ottenere l'elemento strutturale di base, ma in pratica tutto è completamente diverso. Il fatto è che anche i normali punti di raccolta dei metalli hanno spesso stabilizzatori di tensione non operativi. Durante il periodo sovietico erano molto comuni, poiché venivano utilizzati nei televisori in bianco e nero, che prolungavano le prestazioni dei cinescopi.
La praticità di un tale dispositivo non ha alcuna importanza, poiché solo i trasformatori toroidali, che si trovano nel vano interno dello stabilizzatore, sono di particolare valore. È questa parte che viene utilizzata dagli artigiani come base dell'intera struttura.
Sulla strada per la rimozione dei trasformatori, c'è sempre un avvolgimento in filo di alluminio. Non dimenticare che anche il nucleo ha bisogno di lavori preparatori. Il master deve arrotondare il più possibile gli spigoli vivi di questa parte, poiché l'isolamento della vernice potrebbe essere danneggiato durante il processo di avvolgimento. Sopra l'acciaio del trasformatore, deve essere posato un nastro isolante su base di tessuto. In questo caso è necessario un solo strato isolante.
Regole di avvolgimento
Prima di iniziare questo tipo di lavoro, è necessario eseguire un calcolo del trasformatore toroidale sulla sezione trasversale del nucleo. Naturalmente, il master può utilizzare speciali calcolatori online, di cui ce ne sono molti su Internet. Ma puoi scegliere un'opzione più semplice, dove per tutti i calcoli devi preparare solo un righello e una calcolatrice.
Certo, potrebbe avere alcuni errori, poiché il calcolo non implica il rispetto di tutti quei fattori che si verificano in natura. La cosa principale è rispettare la regola secondo cui la potenza finale nella bobina secondaria non deve superare quella del primo avvolgimento.

Quando il master ha raggiunto questa fase e ha bisogno di avvolgere l'unità toroidale, dovrebbe essere estremamente attento, poiché questo processo richiede molto tempo. Un'opzione eccellente è considerata quando è possibile smontare in modo indipendente il circuito magnetico e, dopo l'avvolgimento, assemblarlo.
Altrimenti, puoi ricorrere all'uso di un normale mandrino, sul quale devi avvolgere con cura una certa quantità di filo pre-preparato. Solo dopo questo è possibile far passare il mandrino il numero richiesto di volte attraverso il toro, disponendo uniformemente le spire degli avvolgimenti. Certo, ci vorrà molto tempo per implementare un'idea del genere, ma ne vale la pena.
Va notato che in situazioni standard gli artigiani eseguono un isolamento aggiuntivo del nucleo toroidale dagli avvolgimenti (anche se si utilizza filo verniciato). Il quadro elettrico di alta qualità è particolarmente popolare., che soddisfa tutti gli standard GOST 2824. Lo spessore di questo materiale è entro 0,8 mm.
Durante il lavoro, i maghi aderiscono al seguente schema:
- Il cartone viene avvolto ordinatamente sul nucleo con una leggera presa del round precedente. L'estremità del materiale deve essere fissata con nastro adesivo o colla vinilica.
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Tutte le estremità del nucleo devono essere protette con rondelle di cartone con piccole tacche da 10 a 20 mm, lunghezza del passo - 35 mm. Sia il bordo esterno che quello interno devono essere chiusi con piccole strisce. Va notato che le rondelle tecnologiche sono fissate nella fase di finitura e tutti i denti gommati sono piegati. Un nastro adesivo è avvolto su tutta la struttura.
- Se i tagli sono stati effettuati sulle strisce stesse, allora deve essere presente un piccolo margine per ottenere un'altezza di estremità maggiore. Tutti gli anelli devono essere attaccati rigorosamente in larghezza, sono sovrapposti alle pieghe.
- In rari casi, gli anelli possono essere realizzati in compensato elettrico speciale, PCB spesso. I bordi vulnerabili interni ed esterni sono protetti con strisce di cartone con lievi pieghe lungo i bordi. Dovrebbe esserci un piccolo spazio d'aria tra le prime spire dell'avvolgimento e il nucleo. Questo approccio è particolarmente importante quando i bordi sotto il filo si sfilacciano. Pertanto, la parte vulnerabile che trasporta corrente non toccherà mai il nucleo toroidale. Un nastro adesivo deve essere avvolto sullo strato superiore. In alcuni casi, gli artigiani preferiscono levigare il bordo esterno degli anelli, grazie al quale l'avvolgimento degli angoli avviene senza intoppi.
Se il trasformatore ha una potenza maggiore, il filo di rame dovrebbe essere rettangolare. Questo approccio consente di risparmiare spazio. La vena deve essere spessa in modo che non si sciolga mentre molto stress la attraversa.
Sottigliezze delle manipolazioni di calcolo
Molto spesso, l'avvolgimento primario è alimentato da una rete di tensione alternata convenzionale da 220 V. Se il master necessita di due avvolgimenti secondari in modo che ciascuno produca almeno 12 V, l'area della sezione trasversale dovrebbe essere di almeno 0,23 mq. mm. Ma questi dati non sono sufficienti per calcolare correttamente il trasformatore toroidale.
Il master deve dividere 220 V per una certa quantità di tensioni secondarie. Quindi puoi ottenere un coefficiente di 3,9, il che significa che la sezione trasversale del filo per l'avvolgimento secondario dovrebbe essere simile a questo indicatore. Ma per determinare il numero di giri, è necessario ricorrere a una formula abbastanza semplice: tensione 220 V moltiplicato per un fattore di 40 e la cifra risultante dovrebbe essere divisa per l'area della sezione trasversale circuito magnetico.
Separatamente, va tenuto conto che il livello di efficienza di un trasformatore toroidale e la sua vita operativa dipendono dalla correttezza dei calcoli eseguiti. Ecco perché è meglio ricontrollare tutto più volte per evitare gli errori più comuni.
Raccomandazioni specialistiche
Quando il maestro ha studiato attentamente il metodo per realizzare un trasformatore con le proprie mani, può procedere tranquillamente alla parte pratica. Poiché le curve di avvolgimento sono considerate un processo molto difficile, dovrai essere paziente affinché il risultato finale soddisfi tutte le aspettative. Dopotutto, le caratteristiche operative del dispositivo dipendono da quanto bene viene eseguita questa fase.
Per semplificare questo compito, è possibile utilizzare una macchina speciale progettata per l'avvolgimento di trasformatori toroidali. Il prezzo di tale unità è considerato conveniente e, se lo desideri, puoi farlo da solo.