Navíjení toroidního transformátoru vlastníma rukama – RadioRadar

Jakýkoli transformátor je měnič střídavého napětí, který pracuje podle zákona elektromagnetické indukce objeveného M. Faradayem.

Technicky je naprostá většina transformátorů používaných v radioelektronice vyrobena pomocí feromagnetických jader, i když na ultravysokých frekvencích je možné se bez nich obejít. Feromagnety přenášejí elektromagnetické kmity (pole) z jedné cívky do druhé prakticky bez zkreslení.

Pro srovnání, feromagnetika jsou látky, které mohou udržet magnetizaci i bez vnějšího zdroje magnetického pole.

Pokud mluvíme o typech transformátorů, pak mezi současnými modely můžeme rozlišit:

1. dvou- nebo třífázové;

7. Oddělování a koordinace;

9. Vzduch a olej;

Podle typu konstrukce existují:

1. Pancéřované (vinutí jsou obklopena jádry);

2. Tyč (magnetický obvod je převážně umístěn pouze uvnitř vinutí);

3. Toroidální (myšleno jádro ve tvaru torusu/toroidu, tedy prstence).

Rýže. 1. Jádrový transformátor

Rýže. 2. Obrněný transformátor

Princip fungování nezávisí na typu konstrukce. Konstrukce karoserie ovlivňuje především technologický postup výroby finálního produktu.

Níže se budeme podrobněji zabývat pouze toroidními transformátory.

Rýže. 3. Toroidní transformátor

Princip činnosti toroidních transformátorů

Provoz toroidního transformátoru se neliší od jiných typů převodníků:

1. Střídavé napětí na primárním vinutí vytváří střídavé magnetické pole;

2. Feromagnet (jádro) přenáší magnetické pole na sekundární a další vinutí (pokud je jich více);

3. Ve vodiči sekundárního vinutí (a následných) vzniká podle zákona elektromagnetické indukce elektrický proud o stejné frekvenci jako v primárním vinutí.

Ideální model samozřejmě předpokládá konverzi bez výkonových ztrát, ale v praxi se veškerá energie nepřenese do sekundárních vinutí. Ztráty jsou možné v důsledku vířivých proudů v samotném jádru, nevyužitých hysterezních smyček (magnetické siločáry) atd.

Při ideální transformaci platí následující vztah:

Kde n je transformační koeficient, U₁ a U₂ – napětí na primárním a sekundárním vinutí a I₁, I₂ – síla proudu, N₁ a N₂ – počet otáček.

Z toho je zřejmé, že čím více závitů na sekundárním vinutí, tím vyšší napětí a nižší proud na něm a naopak.

Vinutí toroidního transformátoru

Před navinutím transformátoru je nutné jej správně vypočítat.

Nebudeme se podrobně zabývat procesem výpočtu, ale všimneme si několika bodů:

1. Počet závitů a průměr drátu přímo ovlivňují rozměry jádra (torusu). Čím více závitů a průměr vodiče, tím větší objem bude vinutí zabírat, což znamená, že v určitých rozměrech se nemusí vejít do prstence proudového jádra;

2. Je třeba vzít v úvahu izolaci vodiče. Při výpočtu rozměrů se průměr drátu bere v úvahu pouze spolu s izolací;

3. Vodič bez izolace nelze použít pro vinutí;

4. Průřez magnetického obvodu (torus) je třeba brát s rezervou minimálně 30 % vypočteného výkonu energie přijaté v primárním vinutí (obecně platí, že průřez v cm2 se rovná druhé odmocnině výkonu primárního vinutí ve wattech);

5. Jádro musí být izolováno od vinutí;

6. Výkon primárního a sekundárního vinutí je stejný, proto, když se počet závitů na sekundárním sníží, proudová síla se zvýší, což znamená, že plocha průřezu drátu musí být větší.

Technologie toroidního vinutí je znatelně pomalejší než všechny ostatní typy transformátorů. Při každém otočení se totiž musí drát do kroužku navléknout. A čím delší je drát, tím delší bude proces „navlékání“.

Jako osvědčená řešení se používají následující:

1. Raketoplány (malé cívky, které projdou vnitřním průměrem torusu spolu s drátem na nich navinutým);

2. Speciální dělené kroužky (většinou mají velký průměr, po montáži na toroid se drát nejprve namotá na dělený kroužek a poté se přenese na toroid).

Rýže. 5. Dělené kroužky

Poslední metoda se používá v průmyslové výrobě.
A konečně – technologie navíjení (viz obrázek níže). Navíjení každého jednotlivého vinutí na jeho vlastní sekci torusu je špatné! Dráty musí být rozmístěny po celé ploše torusu.

Rýže. 6. Technologie vinutí toroidního transformátoru

Názory čtenářů

• Jedna dřevovláknitá deska / 07.10.2024 – 08:23 Primární jsem měl navinutou první vrstvu na konec, pak v opačném směru na konec, je to správně?
• Maxim / 28.07.2023/13/18 — XNUMX:XNUMX Tvrzení o rozložení vinutí po celé ploše torusu je nesprávné, vinutí se mohou lišit. U některých transformátorů se vinutí nesmí vzájemně dotýkat (izolační nebo izolační transformátor)
• Bebra Sergeevich / 11.10.2022/14/37 – XNUMX:XNUMX Takže s pomocí tohoto vinutí je parazitní kapacita snížena? Kecy!