Предлагается упрощенный способ намотки повышающего тороидального трансформатора для использования его в электронных самоделках. На примере изготовления образца, рассматривается технология и процесс намотки трансформатора с помощью простого намоточного станка, что обеспечивает вариант менее трудоемкого изготовления трансформатора, возможно и с некоторым снижением его характеристик.
В практике радиолюбителя часто появляется вопрос, какой трансформатор использовать в изготовляемом устройстве. Приобрести трансформатор с нужными параметрами обычно не удается, поэтому его приходится наматывать самому, полностью или перематывать из имеющихся в наличии. При этом приходится выбирать конструктивное исполнение трансформатора - броневой, стержневой или тороидальный (кольцевой).
Среди приведенных конструкций, тороидальный трансформатор имеет немало преимуществ - это компактность, хорошее соотношение между размером и мощностью, а также высокий КПД. Но имеются и минусы - такая конструкция трансформатора трудоемка в изготовлении, особенно при намотке обмоток с большим коэффициентом трансформации, да еще и для современных малогабаритных импульсных устройств.
Для намотки тороидального трансформатора можно использовать автоматизированный механизм с кольцевым расцеплением или мотать обмотки вручную с помощью челнока – катушки. Первый вариант позволяет мотать быстро и без усилий, но мероприятие дорогостоящее, а самостоятельное изготовление такого механизма для разовых использований нецелесообразно. Второй способ проще, но требует много времени и терпения. Поэтому радиолюбители опасаются браться за изготовление своими руками тороидального трансформатора, тем более что намотать открытую катушку броневого трансформатора намного проще, используя недорогой ручной намоточный станочек.
Хотя это сравнение справедливо лишь в том случае, если не стоит первоочередная проблема - приобретение подходящего ферритового сердечника.
Для выхода из положения, рассмотрим предлагаемый процесс намотки повышающего тороидального трансформатора, позволяющий уменьшить трудоемкость его изготовления. Это стало возможным за счет давно опробованного способа - разделения кольцевого сердечника на две части и раздельной намотки половинок. Кроме того, в изготовлении обмоток поможет намоточный станок.
Цель работы – изготовление импульсного повышающего тороидального трансформатора со средним выводом в первичной обмотке.
Будем считать, что расчет тороидального трансформатора уже выполнен (Интернет в помощь), переходим к его изготовлению.
Изготовление трансформатора
Для этого необходимо:
- Сердечник - ферритовое кольцо (в примере М2000НМ-210182 38 х 24 х 7);
- Лакированный обмоточный провод ПЭТВ (ПЭЛ) 0,10…0,15;
- Лакированный обмоточный провод ПЭЛ 0,7…1,0;
- Изоляция - скотч, фторопластовая лента, изолента;
- Кусочки провода в толстой изоляции;
1. Разделение сердечника на две части
Осмотрим тороидальный сердечник на отсутствие заусениц, неровностей и трещин, при необходимости притупим надфилем или наждачной бумагой острые кромки.
Разделим сердечник трансформатора - ферритовое кольцо, на две равные части. Для этого, по линии разметки, с помощью надфиля нанесем неглубокие риски. Слегка зажав в тиски через картонные или пластмассовые прокладки, нижнюю половину кольца (по линии разделения), с небольшим усилием надавим на верхнюю половину кольца плоским предметом, например, деревянной планкой. Получим две аккуратные половинки.
2. Изоляция сердечника
С помощью канцелярского скотча или фторопластовой ленты изолируем в 5-7 слоев половинки сердечника.
3. Условия намотки
- Намотка всех обмоток выполняется в одном направлении. Намотка каждой половинки сердечника является как бы продолжением обмотки другой половинки.
- Одноименные обмотки в каждой из половинок сердечника идентичны.
4. Намотка первичной обмотки
Двумя проводами ПЭЛ 0,7…1,0 одновременно, мотаем по 5-7 витков первичной обмотки, на каждой из половинок сердечника. Провод как можно плотнее прижимаем к сердечнику, витки равномерно распределяем по площади. Положение обмотки сразу же фиксируем скотчем от перемещения. Затем, первичные обмотки трансформатора окончательно изолируем в 5-7 слоев скотча.
5. Намотка вторичной обмотки
Намотка вторичной обмотки выполняется в следующем порядке.
- Припаять кусочек гибкого монтажного провода к началу провода обмотки трансформатора;
- Изолировать и закрепить скотчем место пайки на сердечнике;
- С помощью приспособления, на каждой из половинок сердечника, выполнить намотку по половине числа витков вторичной обмотки.
- Каждый слой обмотки изолируется от последующего в 4-5 слоев изоляции.
- В конце обмотки, также припаять кусочек монтажного провода, изолировать и закрепить скотчем место пайки.
- Окончательно изолировать в 5-7 слоев скотча вторичные обмотки трансформатора.
6. Приспособление для намотки
Приспособление для намотки полукольцевого сердечника выполнено на базе старого ручного намоточного станка «Счетмаш» (цена 7 руб). Оно позволяет стабилизировать положение обмоточного провода при намотке, иметь аккуратное расположение витков в обмотке, бОльшую скорость в работе и четкую фиксацию на механическом счетчике числа выполненных витков в обмотке.
Схема намотки на станке, выглядит следующим образом. В зависимости от размера, сердечник устанавливается (и периодически переустанавливается при намотке) в неподвижном зажиме или удерживается вручную с опорой руки на стол.
Обмоточный провод поступает в обмотку с катушки, через направляющую хлорвиниловую трубку и наконечник, перемещающийся с помощью намоточного станка вокруг сердечника.
Для исключения скручивания обмоточного провода при вращении наконечника и учета кривизны кольцевого сердечника, намоточный станок укомплектован дополнительным приспособлением. В него входят несколько деталей, большая часть из которых взята из детского конструктора.
Собираем из этих деталей рычажный механизм и устанавливаем его на станок.
С помощью отрезка алюминиевого угольника, зажимаем механизм на столе совместно со станком. Хлорвиниловую трубку с заведенным туда проводом, закрепляем в отверстии жесткого пластмассового наконечника, установленного через кронштейн на конце приводного рычага (см. фото).
Таким образом, вращение рукоятки намоточного станка переходит в эллипсное перемещение ведущего наконечника (без его вращения) с намоточным проводом и выполняется равномерная укладка витков в обмотку.
Изменением расположения кронштейна по длине рычага, можно изменить размеры осей эллипса, что поможет оптимизировать процесс намотки при изменении диаметра кольцевого сердечника.
Для равномерного натяжения провода при укладке, желательно на провод, между катушкой и подающей трубкой, положить небольшой груз, например, тканевую салфетку.
Используя станок, быстро и аккуратно выполняем намотку одинаковых вторичных обмоток на обеих половинках сердечника.
С помощью тестера проверяем целостность обмоток.
7. Сборка трансформатора
Сердечники с обмотками соединяем вместе по месту излома, предварительно нанеся клей на места стыка. Стягиваем половинки изолентой и сушим конструкцию.
Для выполнения цели работы - изготовления повышающего трансформатора со средним выводом в первичной обмотке, последовательно соединяем соответствующие обмотки на обеих половинках сердечника (конец одной с началом другой).
Соединение первичных обмоток даст средний вывод для работы трансформатора, а соединение вторичных обмоток заизолируем и спрячем между обмотками. Свободные концы обмоток подключим к схеме. Тороидальный трансформатор готов.
8. Испытание трансформатора
Для испытания трансформатора, навесным монтажом соберем двухтактный автогенератор на полевых транзисторах и выпрямителе на высоковольтных диодах КЦ106. К генератору подключим блок из трех последовательно соединенных никель-металлогидридных (NiMH) аккумуляторных элементов (по 1,2 В).
Включим питание, на выходе выпрямителя образуется дуга высоковольтного разряда. Делаем вывод – изготовленный импульсный повышающий тороидальный трансформатор выполняет свою функцию.
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
