חשב שנאי טורואידי: עקרון הפעולה, קטע הליבה, יתרונות הפעולה

שנאים באיכות גבוהה נמצאים בשימוש נרחב בתעשיות שונות. בעלי מלאכה רבים מעריכים יחידות כאלה מכיוון שהן די קומפקטיות וקל משקל, אבל היעילות היא ברמה גבוהה. מאפיינים אלו חשובים במיוחד במכונות ריתוך ומייצבי מתח. אבל כדי שיחידה כזו תעבוד כראוי, יש צורך לחשב נכון את השנאי הטורואידי.

תיאור קצר

יצרנים מודרניים עוסקים בייצור תעשייתי של מספר סוגים של מעגלים מגנטיים לשנאים - משוריין, מוט, טורואיד. אם נשווה את מאפייני הביצועים ותחומי השימוש שלהם, אז האפשרות השנייה יכולה להיחשב יעילה יותר. הכל תלוי במה שזה למכשיר יש פרמטרים חיוביים ביותר, שבזכותו הוא משמש באופן פעיל בתעשייה המודרנית.

ביצועים גבוהים וחיי שירות ארוכים השפיעו על העובדה שכעת השנאי הטורואידי הוא האלמנט הבסיסי ב ציוד תאורה, מייצבי מתח, אל-פסק, הנדסת רדיו, וכן רפואי ודיאגנוסטי צִיוּד.

היצרנים עצמם טוענים כי יחידה כזו מוצגת בצורה של התקנה חד פאזית, שיכולה גם להפחית ולהגדיל את הספק. לפעולה באיכות גבוהה, השנאי מצויד בליבה חזקה עם שתי פיתולים או יותר. אבל עקרון פעולתו אינו שונה מאותם דגמים המצוידים בפיתול משוריין או מוט.

ללא קשר לביצועים שלו, שנאי הוא מכשיר שתפקידו העיקרי הוא להמיר חשמל מכמות אחת לאחרת. עם זאת, אפילו השינויים הקטנים ביותר בעיצוב יכולים לשנות באופן משמעותי את הממדים והמשקל הכוללים של מתקן חשמלי. בשל כך, הפרמטרים הטכניים והכלכליים רק יגדלו.

יתרונות עיקריים

בשנאי כזה, למעגל המגנטי יש צורה של טורואיד, במילים אחרות - לכל הטבעות יש חתך מלבני. מאפייני הביצועים הייחודיים זוכים להערכה רבה הן ביישומים ביתיים ותעשייתיים. חוץ מזה, ליחידה הטורואידלית יש מספר יתרונות נוספים בניגוד לדגמי מוט ומשוריין סטנדרטיים:

1. לבעלי המלאכה הייתה הזדמנות מצוינת להשתמש בפלדה עם חדירות מגנטית מוגברת לליבה (E-370, 340).
2. ידוע ששטף הפיזור הסופי בסליל טורואיד אידיאלי צריך להיות אפס. בשנאי כזה, למחוון זה יש ערך סופי מסוים. אבל שטפי דליפה כאלה אינם גדולים כמו בדגמים קונבנציונליים, ולכן שדות מגנטיים חיצוניים אינם משפיעים על הפעולה המתואמת של השנאי.
3. אין רווחים ומפרקים בליבה.
4. המאסטר יכול להשתמש בבטחה במאפיינים המבניים של הליבה, שכן ביחידה הטורואידלית כיוון השדה המגנטי עולה בקנה אחד עם גלגול הקלטת.

כל היתרונות לעיל מאפשרים השגת ביצועים כלכליים וחשמליים גבוהים. בשל כך, ביצועי הציוד גדלים באופן משמעותי:

• המספר הכולל של סיבובים המשמשים לקבלת גודל הפיתול הראשוני האינדוקטיבי מופחת באופן משמעותי. השפעה זו מושגת באמצעות שימוש בפלדות בעלות חדירות מגנטית גבוהה. בחלק מהעיצובים הצליחו בעלי המלאכה להפחית את צריכת הנחושת הסופית ב-25%.
• היעדר מוחלט של פערים ונוכחות של פלדה מסגסוגת גבוהה היא הסיבה שמושגת אינדוקציה גבוהה יותר בליבת השנאי. ליתרון פונקציונלי זה אין שום השפעה על THD. כתוצאה מכך, המאסטר מצליח להכפיל את Bmax, מה שנחשב בלתי אפשרי בשנאים משוריינים. כתוצאה מכך, המשקל והנפח הכוללים של ליבת העבודה מופחתים.
• תגובת תדר אחידה של השלב מושגת בגלל הערך הקטן של השראות הדליפה. הנוכחות של עיוות מינימלי עקב תהליכים חולפים מאפשרת שימוש בסוג משוב שלילי עמוק למדי.

בשל העובדה שלשנאי הטורואיד יש שדה מגנטי קטן, אפילו ההתקנה הקרובה ביותר אינה משפיעה על האינטראקציה עם אלמנטים מבניים אחרים.

ייצור עצמאי של היחידה

לפני שתמשיך ביצירת יחידה כזו, יש צורך להכין את כל הכלים והחומרים הדרושים. אולי אפילו תזדקקו למכונת תפירה, מחט יציבה וגפרורים רגילים כדי ליצור דגם טוב יותר, אבל חלקים כאלה אפשר למצוא כמעט בכל בית.

החומר המתכלה העיקרי הוא ברזל, שממנו עשויים חלקי הבסיס של השנאי. לעבודה אתה צריך פלדה איכותית, שאמורה להיות בצורת טורוס. אל תשכח על חוט טוב בבידוד לכה. קיבוע אמין לא יכול להסתדר בלי דבק PVA ומסקינטייפ.

בנפרד, יש לזכור כי העבודה האיכותית של הפיתולים תלויה בסרט חשמלי מבוסס רקמות. כדאי גם לרכוש חוט איכותי בבידוד גומי או סיליקון. אלמנט זה נחוץ כדי לחבר בצורה מאובטחת את כל הקצוות של הפיתול.

הכנת פלדת שנאי

אולי לבעלי מלאכה מתחילים נראה שקשה מאוד להשיג את האלמנט המבני הבסיסי, אבל בפועל הכל שונה לגמרי. העובדה היא שאפילו לנקודות איסוף מתכות רגילות יש לעתים קרובות מייצבי מתח שאינם פועלים. במהלך התקופה הסובייטית, הם היו נפוצים מאוד, שכן הם שימשו בטלוויזיות בשחור-לבן, מה שהאריך את הביצועים של צינורות תמונה.

השירות של מכשיר כזה אינו משנה כלל, שכן רק שנאים טורואידים, הממוקמים בתא הפנימי של המייצב, הם בעלי ערך מיוחד. החלק הזה הוא המשמש את בעלי המלאכה כבסיס לכל המבנה.

בדרך להסרה של שנאים, תמיד יש פיתול עשוי חוט אלומיניום. אל תשכח שגם הליבה זקוקה לעבודת הכנה. המאסטר חייב לעגל את הקצוות החדים של חלק זה ככל האפשר, מכיוון שבידוד הלכה עלול להינזק במהלך תהליך הסלילה. על גבי פלדת השנאי יש להניח סרט חשמל על בסיס בד. במקרה זה, יש צורך בשכבת בידוד אחת בלבד.

חוקים מתפתלים

לפני שתתחיל סוג זה של עבודה, אתה צריך לעשות חישוב של השנאי הטורואידי על חתך הרוחב של הליבה. כמובן, המאסטר יכול להשתמש במחשבונים מקוונים מיוחדים, מהם יש הרבה באינטרנט. אבל אתה יכול לבחור אפשרות פשוטה יותר, שבה עבור כל החישובים אתה צריך להכין רק סרגל ומחשבון.

כמובן, עשויות להיות בו כמה טעויות, שכן החישוב אינו מרמז על עמידה בכל אותם גורמים המתרחשים בטבע. העיקר הוא להקפיד על הכלל שהכוח הסופי בסליל המשני לא יעלה על אלה בפיתול הראשון.

כאשר המאסטר הגיע לשלב זה וצריך ללפף את היחידה הטורואידלית, עליו להיות זהיר ביותר, מכיוון שתהליך זה די גוזל זמן. אופציה מצוינת נחשבת כאשר ניתן לפרק באופן עצמאי את המעגל המגנטי, ולאחר סלילה, להרכיב אותו.

אחרת, אתה יכול לפנות לשימוש בציר רגיל, שעליו אתה צריך לסובב בזהירות כמות מסוימת של חוט מוכן מראש. רק לאחר מכן ניתן להעביר את הציר את המספר הדרוש של פעמים דרך הטורוס, תוך הנחת סיבובי הפיתולים באופן שווה. כמובן, זה ייקח הרבה זמן ליישם רעיון כזה, אבל התוצאה שווה את זה.

יש לציין שבמצבים סטנדרטיים האומנים מבצעים בידוד נוסף של הליבה הטורואידית מהפיתולים (גם אם נעשה שימוש בחוט לכה). לוח חשמל באיכות גבוהה פופולרי במיוחד., העומד בכל תקני GOST 2824. העובי של חומר זה הוא בטווח של 0.8 מ"מ.

במהלך העבודה, הקוסמים מצייתים לתכנית הבאה:

• הקרטון כרוך בצורה מסודרת על הליבה עם אחיזה קלה של הסיבוב הקודם. יש לקבע את קצה החומר בעזרת קלטת שומרת או דבק PVA.
• יש להגן על כל קצוות הליבה באמצעות דסקיות קרטון עם חריצים קטנים מ-10 עד 20 מ"מ, אורך גובה - 35 מ"מ. גם הקצוות החיצוניים וגם הפנימיים חייבים להיות סגורים בפסים קטנים. יש לציין כי הדסקיות הטכנולוגיות מקובעות בשלב הגימור, וכל השיניים הגומיות כפופות. סרט שומר מלופף על כל המבנה.
• אם החתכים נעשו על הרצועות עצמן, אזי חייבים להיות שוליים קטנים על מנת להגיע לגובה קצה גדול יותר. כל הטבעות חייבות להיות מחוברות אך ורק ברוחב, הן מונחות מעל הקפלים.
• במקרים נדירים, הטבעות יכולות להיות עשויות מדיקט חשמלי מיוחד, PCB עבה. הקצוות הפנימיים והחיצוניים הפגיעים מוגנים ברצועות קרטון עם קפלים קלים לאורך הקצוות. צריך להיות מרווח אוויר קטן בין הסיבובים הראשונים של הפיתול לבין הליבה. גישה זו חשובה במיוחד כאשר הקצוות מתחת לחוט יתפרקו. לפיכך, החלק הפגיע נושא הזרם לעולם לא יגע בליבה הטורואידית. על השכבה העליונה יש לכרוך סרט שומר. במקרים מסוימים, בעלי מלאכה מעדיפים להחליק את הקצה החיצוני של הטבעות, שבגללו מתפתל הפינות עובר בצורה חלקה.

אם השנאי גדל כוח, אז חוט הנחושת צריך להיות מלבני. גישה זו חוסכת מקום. הווריד חייב להיות עבה כדי שלא יימס בזמן שעובר דרכו מתח רב.

דקויות של מניפולציות חישוב

לרוב, הפיתול הראשוני מופעל על ידי רשת מתח חילופין קונבנציונלית של 220 וולט. אם המאסטר צריך שתי פיתולים משניים כך שכל אחד מהם מייצר לפחות 12 וולט, אז שטח החתך צריך להיות לפחות 0.23 מ"ר. מ"מ. אבל נתונים אלה אינם מספיקים כדי לחשב נכון את השנאי הטורואידי.

המאסטר צריך לחלק 220 וולט בכמות מסוימת של מתחים משניים. אז אתה יכול לקבל מקדם של 3.9, מה שאומר שהחתך של החוט עבור הפיתול המשני צריך להיות דומה לאינדיקטור זה. אבל כדי לקבוע את מספר הסיבובים, אתה צריך לפנות לנוסחה פשוטה למדי: מתח 220 V כפול בפקטור של 40, ואת הנתון המתקבל יש לחלק בשטח החתך מעגל מגנטי.

בנפרד, יש לקחת בחשבון שרמת היעילות של שנאי טורואיד וחיי הפעולה שלו תלויים בנכונות החישובים שבוצעו. לכן עדיף לבדוק הכל כמה פעמים על מנת להימנע מהטעויות הנפוצות ביותר.

המלצות מומחים

כאשר המאסטר למד בקפידה את שיטת הכנת שנאי במו ידיו, הוא יכול להמשיך בבטחה לחלק המעשי. מאחר ופיתול סיבובים נחשב לתהליך קשה מאוד, תצטרכו להתאזר בסבלנות על מנת שהתוצאה הסופית תעמוד בכל הציפיות. אחרי הכל, המאפיינים התפעוליים של המכשיר תלויים עד כמה שלב זה מבוצע.

כדי לפשט משימה זו, אתה יכול להשתמש במכונה מיוחדת המיועדת לליפוף שנאים טורואידים. המחיר של יחידה כזו נחשב סביר, ואם תרצו, תוכלו להכין אותה בעצמכם.