Hur man beräknar och monterar en transformator med hjälp av exemplet med "Moment" -lödjärn

I satsen för hemmamestern måste du ha lödkolv, ibland till och med flera olika kapaciteter och mönster. Branschen producerar många olika modeller, de är inte svåra att köpa. Bilden visar ett fungerande exempel på frisläppandet av 80-talet.

Många hantverkare är emellertid intresserade av hemmagjorda mönster. En av dem på 80 watt visas på bilderna nedan.

Det här lödjärnet kunde löda 2,5 kvadrat kvadratiska koppartrådar under det kalla vädret och att byta transistorer och andra komponenter i elektroniska kretsar på kretskort på laboratoriet.

Arbetsprincip

Lödkolven "Moment" drivs av ett elektriskt nätverk på ~ 220 volt, som representerar en vanlig transformator, där den sekundära lindningen kortsluts av en kopparbygel. När den är påslagen i några sekunder flödar en kortslutningsström genom den och värmer kopparspetsen på lödjärnet till temperaturer som smälter lodet.

Den primära lindningen är ansluten av en sladd med en plugg i ett uttag, och en strömbrytare med mekanisk fjäder självinställning används för att mata spänning. När knappen hålls intryckt strömmar en värmeström genom lödjärnets spets. Så snart du släpper knappen stannar uppvärmningen omedelbart.

I vissa modeller, för att underlätta att arbeta i svagt ljus, från den primära lindningen enligt principen om en autotransformator, görs en 4-volt-kran som leder till en patron med en glödlampa från en ficklampa. Riktningsbelysningen från den uppsamlade källan lyser lödfläcken.

Transformator design

Innan du börjar montera lödkolven bör du bestämma dess kraft. Vanligtvis är 60 watt tillräckligt för enkla elektriska och radioamatörarbete. För att ständigt loda transistorer och mikrokretsar är det önskvärt att minska effekten och öka den för bearbetning av massiva delar.

För tillverkning måste du använda en krafttransformator med lämplig kapacitet, helst från gamla apparater tillverkade i Sovjetunionen, när allt elektriskt stål i magnetkärnorna tillverkades i enlighet med GOST: s krav. Tyvärr finns det i moderna konstruktioner fakta om att tillverka transformerjärn från låg kvalitet och till och med vanligt stål, särskilt i billiga kinesiska apparater.

Typer av magnetkrets

Järn måste väljas enligt kraften hos den överförda energin. För att göra detta är det tillåtet att inte använda en, utan flera identiska transformatorer. Formen på magnetkretsen kan vara rektangulär, rund eller W-formad.

Du kan använda järn av vilken form som helst, men det är mer bekvämt att välja rustningsplatta eftersom den har en högre effektöverföringseffektivitet och det gör att du kan skapa sammansatta strukturer genom att helt enkelt lägga till plattor.

När du väljer järn bör du uppmärksamma bristen på luftgap, som endast används i kvävningar för att skapa magnetisk motstånd.

Förenklad metod

Hur man väljer järn för den erforderliga transformatorkraften

Vi kommer att göra en reservation med en gång om att den föreslagna metodiken har utvecklats empiriskt och gör att vi kan montera en transformator från slumpmässigt utvalda delar hemma som fungerar normalt, men under vissa omständigheter kan producera något olika parametrar från de beräknade. Detta är inte svårt att fixa med en finjustering, vilket i de flesta fall inte krävs.

Förhållandet mellan volymen av järn och kraften i den primära lindningen av transformatorn uttrycks genom magnetkretsens tvärsnitt och visas i figuren.

Kraften hos den primära lindningen S1 är större än den sekundära S2 med mängden effektivitet ŋ.

Rektangelns Qc tvärsnittsarea beräknas med den välkända formeln genom dess sidor, som är lätta att mäta med en enkel linjal eller bromsok. För en pansrad transformator är mängden järn som krävs 30% mindre än för en stavtransformator. Detta framgår tydligt av de angivna empiriska formlerna, där Qc uttrycks i kvadratcentimeter och S1 i watt.

För varje transformatortyp beräknas kraften hos primärlindningen enligt Qc enligt sin formel genom Qc, och sedan beräknas dess värde genom effektiviteten i den sekundära kretsen, som värmer upp lödjärnspetsen.

Om till exempel en W-formad magnetisk krets väljs för 60 watt effekt, är dess tvärsnitt Qc = 0,7 ∙ 6060 = 5,42 cm².

Hur man väljer trådens diameter för transformatorns lindningar

Som material för tråden bör koppar användas som är belagt med ett lager lack för isolering. Vid lindning av spolar på spolar eliminerar fernissning utseendet på inter-svängfel. Trådens tjocklek väljs enligt den maximala strömmen.

För den primära lindningen känner vi till spänningen på 220 volt och beslutade om transformatorns primära effekt genom att välja ett tvärsnitt för magnetkretsen. Genom att dela upp effektens watt i volt i primärspänningen får vi lindningsströmmen i ampère.

Till exempel, för en 60-watts transformator, kommer strömmen i primärlindningen att visa sig vara mindre än 300 milliamp: 60 [watt] / 220 [volt] = 0.272727 .. [ampère].

På samma sätt beräknas sekundärströmmen utifrån dess spännings- och effektvärden. I vårt fall är detta inte nödvändigt: en lindning av två varv, spänningen blir liten och strömmen blir stor. Därför väljs tvärsnittet av den nuvarande ledningen med en enorm marginal från kopparbussstången, vilket minimerar förlusten från den elektriska motståndet hos den sekundära lindningen.

Efter att ha bestämt strömmen, till exempel 300 mA, kan vi beräkna trådens diameter enligt den empiriska formeln: d-ledningar [mm] = 0,8 ∙ √I [A]; eller 0,8 √0,3 = 0,8 0,547722557505 = 0,4382 mm.

Sådan noggrannhet behövs naturligtvis inte. Den beräknade diametern gör att transformatorn kan arbeta mycket lång och pålitligt utan överhettning vid maximal belastning. Och vi tillverkar en lödkolv, som periodiskt slås på i bara några sekunder. Sedan stängs den av och svalnar.

Övningen har visat att för dessa ändamål är en diameter på 0,14 ÷ 0,16 mm ganska lämplig.

Hur man bestämmer antalet varv på lindningen

Spänningen vid transformatorns terminaler beror på antalet varv och magnetkretsens egenskaper. Vanligtvis känner vi inte märket av elektriskt stål och dess egenskaper. För våra ändamål är denna parameter helt enkelt i genomsnitt, och hela beräkningen av antalet varv förenklas till formen: ώ = 45 / Qc, där ώ är antalet varv per 1 volt spänning på varje transformatorlindning.

Till exempel för den betraktade transformatorn på 60 watt: ώ = 45 / Qc = 45 / 5.42 = 8.3026 varv per volt.

Eftersom vi ansluter primärlindningen till 220 volt kommer antalet varv att vara ω1 = 220 ∙ 8.3026 = 1827 varv.

Sekundärkretsen använder 2 varv. De kommer att ge ut en spänning på bara ungefär en fjärdedel av volt.

Gör ramen för spolen

För en enhetlig fördelning av trådvarv inuti magnetkretsen är det nödvändigt att göra ramen av elektrisk kartong, getinaksa eller glasfiber. Tekniken för arbetet visas i figuren och storleken väljs med hänsyn till utformningen av magnetkretsen. Lindningarna isolerade av ramen är anordnade i en spole runt vilken magnetiska kretsplattor är monterade.

Ofta är det möjligt att använda fabriksramen, men om du behöver lägga till plattor för att öka kraften måste du öka storleken. Kartongdelar kan sys med vanliga trådar eller limmas ihop. Glasfiberkroppen med exakt montering av delar kan monteras även utan lim.

Vid tillverkningen av spolen måste du försöka tilldela så mycket utrymme som möjligt för att rymma lindningarna, och när du spolar upp spolarna ska du placera dem nära och jämnt. När du placerar tråden kan "laggad" helt enkelt inte ha tillräckligt med utrymme och allt arbete måste göras om.

Gör en sekundär lödkolv

I lödjärnet som visas på fotografiet är den sekundära lindningen gjord av en kopparstång med ett rektangulärt tvärsnitt. Dess dimensioner är 8 x 2 mm. Du kan använda andra profiler. Till exempel kommer det att vara bekvämt att böja en rund tråd för placering i magnetkretsen. Jag var tvungen att arbeta hårt med ett platt däck, använda en skruv, en hammare, mallar och en fil för enhetlig böjning strikt enligt spolramens konfiguration.

Figuren i läge 1 visar ett plant däck. När du har gjort ramen måste du bestämma dess längd med hänsyn till avståndet som går till svängarna och avståndet till spetsen på en koppartråd.

I läge 2 är det ungefär i mitten som böjer sig smidigt i en skruvstång med små hammarslag i överensstämmelse med orienteringsplanet. När svängen passerar genom en rätt vinkel är det nödvändigt att använda en mjukt stålmall med en form som strikt motsvarar dimensionerna på spolramen i vilken lindningen kommer att placeras.

Mallen underlättar kraftigt VVS för att ge lindningen den önskade formen. Runt den är den första halvan av spalten lindad, vilket visas i positionerna 4, 5 och 6, och sedan den andra (se 7 och 8).

För att underlätta förståelsen av processen visas en sekvens av krökningar bredvid bilden av däcket på positioner med svarta linjer med svag snedvridning.

Vid position 8 visas sektion AA konventionellt. Nära till det kommer det att vara nödvändigt att böja däcket 90 grader för att underlätta drift, som visas på bilden.

Om det uppstår krökningar som hindrar dig från att fritt placera kraftlindningen inuti spiralramen, kan de skäras av med en fil. Metallvarven ska inte vara i kontakt med varandra och kroppen. För att göra detta separeras de med ett lager med inte tjock isolering.

Hål borras i ändarna av sekundärlindningen och en gänga skärs för att dra åt M4-skruvarna. De tjänar till att fästa en kopparspets av 2,5 eller 1,5 kvadratisk tråd. Eftersom spänningen på den sekundära lindningen är mycket liten, måste kvaliteten på de elektriska kontakterna på spetsen övervakas, hållas ren, ren från oxider och klämmas fast med muttrar och brickor.

Gör den primära lindningen av ett lödkolv

Efter att lindningsjärnets kraftlindning är klar och isolerad, blir det klart hur mycket ledigt utrymme som finns kvar i spolen för tunn tråd. Med utrymmeunderskott är svängarna tätt sammankopplade.

Lindningstråden består av en kopparkärna och ett eller flera lager lack och är märkt med PEV-1 (enskiktslack), PEV-2 (två lager), PETV-2 (mer värmebeständig än PEV-2), PEVTLK-2 (värmebeständig) special).

Vid mätning av trådens diameter med en mikrometer bör resultatet minskas med isoleringens tjocklek. Men denna allmänna rekommendation är inte avgörande för vår lödkolv.

Med tanke på arbetet under uppvärmningsförhållanden är det bättre att vägra från märket PEV-1, förresten rekommenderas det inte heller att avveckla det.

Vanligtvis lindas tråden på en rulle på provisoriska maskiner.

När en kraftlindning sätts på ramen kommer det att vara nödvändigt att göra svängarna manuellt och spela in sin mängd på papper med ett visst intervall, till exempel hundra eller två hundra.

Innan arbetet påbörjas är det nödvändigt att lödas till början av lindningen av en strandad tråd i stark isolering, helst av märket MGTF. Den tål upprepade krökningar, värme, mekaniska spänningar under lång tid. Ändarna är förbundna med lödning, isolerade. Flux väljs endast kolofonium, syra är inte tillåtet.

Den flexibla kärnan är säkrad i spolen från att dras ut och bringas ut genom en öppning i sidoväggen. Efter lindning lindas även den andra änden av lindningen till MGTF-tråden, som bringas ut.

Eftersom 220 volt tillförs ledningen bör den vara välisolerad från höljet och den sekundära lindningen.

Förfining av design

Efter lindning av spolen monteras järn tätt på den och fixerar den med kilar från att falla ut.Innan fallets slutmontering kan du kontrollera lödkolvens funktion genom att anbringa spänning på primärlindningen för att värma spetsen och utvärdera strömspänningskarakteristiken.

Om den sammansatta strukturen säljer väl, kan detta inte göras. Men för information: det är lämpligt att gissa arbetspunkten för I - V-karakteristiken vid kurvets böjning när järnet når sin mättnad. Detta görs genom att ändra antalet varv.

Bestämningsmetoden baseras på tillförseln av en växelspänning från en justerbar källa till transformatorn som lindas genom en ammeter och en voltmeter. Flera mätningar görs och en kurva ritas ut baserat på dem som visar sprickpunkten (järnmättnad). Därefter fattas ett beslut om att ändra antalet varv.

Handtag, hus, omkopplare

Som en strömställare är valfri självinställningsknapp, utformad för strömmar upp till 0,5 A. Fotoet visar en mikroomkopplare från en gammal bandspelare.

Lödjärnets handtag är tillverkat av två halvor av massivt trä, i vilka håligheter skärs ut för att rymma trådar, knappar och glödlampor. Faktum är att bakgrundsbelysning inte är nödvändig, för det behöver du göra en separat kran eller resistiv-kapacitiv avdelare.

Handtagens halvor är åtdragna med tappar och muttrar. De monterade också en metallmonteringsklem, som måste isoleras från magnetkretsens järn.

Den självgjorda öppna bostadskonstruktionen som visas på fotot ger bättre kylning, men kräver uppmärksamhet och säkerhetsregler från medarbetaren.

Modiga Alexei Semenovich