Всем Hi-End товарищи! И сегодня мы поговорим про тороидальные трансформаторы, которые должны уже были давно сгореть и устроить у меня дома пожар!
Но для начала давайте поймём зачем нужен трансформатор?
Трансформатор осуществляет преобразование переменного напряжения и/или гальваническую развязку в самых различных областях применения. По конструкции может быть с 1й обмоткой (автотрансформатор) или с несколькими, обхватываемых общим магнитопроводом. Ну в случае с тороидальными трансформаторами обмотки как раз и намотаны на магнитопровод. Проще говоря если нам нужно получить низковольтное переменное напряжение из высоковольтного(в данном случае за низковольтное подразумевается напряжение 0-50 вольт, а высоковольтное 100 - 240 вольт), то самым простым способом будет использование трансформатора.
В конкретно моем случае мы рассматриваем особый трансформатор, который на первичной обмотке имеет отводы от 200/210/220/230/235/240 вольт, что нужно для примитивного релейного стабилизатора, но о нем мы поговорим в другой статье или вообще снимем отдельный ролик. Вторичная же обмотка трансформатора выдаёт нам 127 вольт и так же имеет отводы на 90/100/110/127 вольт.
Зачем мне дома нужно 100 вольт? Все вполне очевидно, для использования Японской техники, но есть одна оговорка, у нас частота сети 50 герц, у них 60 и если какая либо техника была привязана к частоте сети и/или использовала у себя внутри асинхронный двигатель, то простым способом получить 100 вольт не выйдет и надо будет уже покупать/городить частотник.
Но могу дать наводку, apc smart ups 1000 или подобные, дают чистый синус, 800WA, что хватит любому вертаку, магнитофону и прочей технике, есть только одна проблема, не у всех есть 100000р на такую игрушку. Так что либо искать какую либо альтернативу, либо заниматься корчестроением и колхозом.
И когда мы определились с тем, зачем нужен трансформатор, давайте определимся где его можно взять. Первый вариант ,самый простой это купить. В данном аспекте главное подобрать трансформатор трансформатор, который с запасом покроет потребляемую вами мощность, иначе он выйдет из строя и вам придётся покупать ещё один. Так же следует обратить внимание на производителя, некоторые мотают трансформатор алюминиевым проводом. Второй вариант заказать трансформатор, у нашей стране есть конторы, которые занимаются намоткой трансформаторов на профессиональном уровне и они изготовят вам абсолютно любой трансформатор под ваши нужды. Но есть еще один путь. Путь пойти по пути самого наивысшего сопротивления и изготовить трансформатор самому.
Что нам потребуется:
1) Магнитопровод
2) Медная проволока нужного диаметра
3) Изоляция
4) Немного времени
Где взять магнитопровод? Первый вариант пойти на металлоприемку и поискать там, может повезёт, купить, да они тоже продаются. Разобрать старый и некому не нужный магниторезонансный стабилизатор напряжения.(Ну конкретно для меня он старый и ненужный т.к. у меня все подключено к стабилизаторам apc smart ups 500/1000 и им подобным). Тут даже есть шанс найти медную проволоку оптимального диаметра, обычно в таких стабилизаторах как раз проволока 0.5-1.0мм.
После расчёта всех обмоток можно приступать к намотке, но возникает вопрос: Чем изолировать обмотки?
Сначала давайте посмотрим на картинку выше в наш магниторезонансный стабилизатор. Как мы видим изоляции между обмотками там нет и вовсе.
Внутри же нас ожидает защитная изоляция из картона:
Кстати вот именно такой тонкой изолентой и не стоит делать изоляцию, как мы можем наблюдать она уже поплыла. К сожалению найти фотографии трансформатора, выполненного на этом железе я не могу. Если найду, то обязательно добавлю их в статью.
Некоторые производитель вообще не заморачиваются:
А есть те, которые делают качественный продукт, хотя я не знаю есть ли там изоляция между каждый слоем обмотки, но вот между первичной и вторичными обмотками изоляция есть!
Но как мы с вами знаем, большинство старых адаптеров питания, которые содержали в себе трансформаторы вообще не имели изоляции между слоями одной обмотки, а бывали и случаи когда между обмотками в целом. Намотаны были внахлёст и как всегда грелись как утюги! Ну а новые адаптеры питания ни чем не лучше, там стоит самый дешёвый импульсный преобразователь, который крайне негативно влияет на косинус фи, особенно когда их много. И хоть это и более энергоэффективное решение т.к. они потребляют значительно меньше, чем обычные трансформаторные блоки питания, но отгоревший ноль в щитке передаст вам привет. Ищите блоки питания с APFC!
Вообще правильно рассчитанный трансформатор не должен перегреваться!
Когда мы узнали про то, как производители изолируют свои изделия, то мы теперь можем перейти к созданию своего. Согласно ГОСТ 8865-70 все электроизоляционные материалы, применяемые в электрических машинах, разделяются по нагревостойкости. Можно табличку посмотреть в ГОСТ.
Что обычно используется в трансформаторах в качестве изоляции? Классический случай это обычная бумага или же материалы из ХБ волокон. Естественно с пропиткой, чтобы не набирали влагу. Используется в промышленности лавсановые ткани, стеклоткань, пропитанная клеем. Так же можно применять советскую тканевую изоленту, она как раз с пропиткой. Категорически нельзя применять фторопласт, те, кто хоть раз наматывал ленту ФУМ на трубы знает, как легко она проминается. На импортных трансформаторах применяется PETG и полимеры со схожими с ним свойствами.
Изоляция должна обладать несколькими ключевыми качествами. Во первых она должна быть прочной, не должна продавливаться проволокой, рваться, а так же должна быть эластичной. Все это нужно чтобы защитить трансформатор от пробоя, межвиткового замыкания и для того, чтобы следующий слой лёг более равномерно.
Самый очевидный и простой вариант для изоляции своего трансформатора это обычная ПВХ изолента. Но тут надо подойти с особенной осторожностью к её выбору. По качеству изоленты её можно разделить грубо говоря на 2 категории, первая это изолента которая со временем начинает течь и банально сползает с провода. Все с такой сталкивались, а потом руки мыли после контакта с её клеем. А ещё есть изолента, которая со временем полимеризуется в монолитный кусок. Для тех, кто застал изоленту синюю из СССР, да я про неё. Но самое главное ,что она до сих пор есть в продаже. Она достаточно дешёвая, прочная, а самое главное идеально подходит по температурным параметрам. Температура плавления ПВХ от 100-260 градусов. Ни один адекватный трансформатор в принципе больше 40 не должен нагреваться.
А самое интересное, что через пару лет клей на изоленте настолько полимеризуется, что снять обратно её не получится уже.
И вот настал момент. Изолента есть, проволока есть, магнитопровод есть.
Как можно заметить для изоляции внешнего кольца использовался фторопласт. Но ведь нельзя! Но тут есть оговорка, как мы помним из фото трансформатора магниторезонансного стабилизатора, у нас есть 2 картонный чашки, которые не дадут проволоке даже касаться внутренней и внешней стенок. Так что я просто потратил ненужный кусок ленты, внутри изоляция из картона, родная, как и 2 чашки.
Первичная обмотка готова, делаем 2 слоя изоляции и можно мотать вторую. Кстати, если заметить, то в качестве изоляции отводов используется ПВХ трубка, которая в свою очередь была снята с другого трансформатора. Как минимум наталкивая на мысль, что никто и не запрещал использовать ПВХ материалы.
Вторичка намотана БУ проволокой как раз таки от стабилизатора. Проволока хорошая, так что сдавать её было бы кощунство. Но есть минус, сколько бы я её не выравнивал, все равно витки получились кривыми.
Изоляция готова! Как говорилось ранее, клеящие свойства у данной изоленты весьма средние, так что зафиксировал начало я стяжками. Заполнение кольца приличное, но осталась дырка примерно 1 см в диаметре, именно дырка!
А вот ещё один пример! Импульсный трансформатор для лампового УНЧ.
Снаббер в наличии! А данный трансформатор активно нагревался и до сих пор не утратил работоспособность, его не замкнуло и он проработал суммарно уже более года.
В общем можно сделать вывод, что ПВХ изоленту можно использовать в качестве изолирующего материала. Она подходит по температурным параметрам, она прочная, достаточно эластичная, а самое главное нужная изолента в конечном итоге полимеризуется и станет единым целым. В прочем и такой трансформатор можно залить лаком под вакуумом. Но об этом чуть позже. У меня нет купола ,а так все оборудование для работы с низким и высоким давлением у меня есть.
На этом все! Удачи вам в ваших начинаниях и успехов в творчестве!
Список используемых источников:
ГОСТ 8865-70
ГОСТ Р 55188-2012
ГОСТ Р 56738-2015
ГОСТ 1983-2015
