categorieën: Aanbevolen artikelen » Ervaring delen
Aantal keer bekeken: 34330
Reacties op het artikel: 2
Hoe een transformator te berekenen en samen te stellen met behulp van het voorbeeld van de "Moment" -soldeerbout
In de set van de huismeester moet je hebben soldeerbout, soms zelfs verschillende capaciteiten en ontwerpen. De industrie produceert veel verschillende modellen, ze zijn niet moeilijk te kopen. De foto toont een werkend voorbeeld van de release van de jaren 80.
Veel ambachtslieden zijn echter geïnteresseerd in zelfgemaakte ontwerpen. Een van hen op 80 watt wordt weergegeven in de onderstaande foto's.
Deze soldeerbout was in staat om 2,5-vierkante-vierkante koperdraden te solderen bij koud weer en transistors en andere componenten van elektronische schakelingen op printplaten in het laboratorium te veranderen.
Werkingsprincipe
De "Moment" soldeerbout wordt aangedreven door een ~ 220 volt elektrisch netwerk, dat een gewone transformator vertegenwoordigt, waarbij de secundaire wikkeling wordt kortgesloten door een koperen jumper. Wanneer deze enkele seconden wordt ingeschakeld, stroomt er een kortsluitstroom door, waardoor de koperen punt van de soldeerbout wordt verhit tot temperaturen die het soldeer smelten.
De primaire wikkeling is verbonden door een snoer met een stekker in een stopcontact, en een stroomonderbreker met mechanische zelfreset wordt gebruikt om spanning te leveren. Wanneer de knop wordt ingedrukt en vastgehouden, vloeit er een verwarmingsstroom door de punt van de soldeerbout. Zodra u de knop loslaat, stopt de verwarming onmiddellijk.
In sommige modellen, voor het gemak van werken bij weinig licht, vanuit de primaire wikkeling door het principe van een autotransformator, wordt een 4-volt tap gemaakt die naar een cartridge met een lamp van een zaklamp leidt. Het gerichte licht van de verzamelde bron verlicht de soldeerplek.
Transformator ontwerp
Voordat u begint met de montage van de soldeerbout, moet u het vermogen ervan bepalen. Gewoonlijk is 60 watt voldoende voor eenvoudig elektrisch en radioamateurwerk. Om transistors en microschakelingen constant te solderen, is het wenselijk om het vermogen te verminderen en te vergroten voor het verwerken van massieve onderdelen.
Voor de productie moet u een vermogenstransformator met de juiste capaciteit gebruiken, bij voorkeur van oude apparaten die in de USSR zijn vervaardigd, toen al het elektrische staal van de magnetische kernen werd geproduceerd volgens de vereisten van GOST. Helaas zijn er in moderne ontwerpen feiten over de productie van transformatorijzer van laagwaardig en zelfs gewoon staal, vooral in goedkope Chinese apparaten.
Soorten magnetisch circuit
IJzer moet worden gekozen op basis van de kracht van de uitgezonden energie. Hiervoor is het toegestaan om niet één, maar verschillende identieke transformatoren te gebruiken. De vorm van het magnetische circuit kan rechthoekig, rond of W-vormig zijn.
U kunt ijzer van elke vorm gebruiken, maar het is handiger om een pantserplaat te kiezen, omdat het een hogere efficiëntie voor krachtoverdracht heeft en het u toelaat om composietstructuren te maken door eenvoudig platen toe te voegen.
Let bij het kiezen van ijzer op het gebrek aan luchtspleet, dat alleen in smoorspoelen wordt gebruikt om magnetische weerstand te creëren.
Vereenvoudigde methodologie
Hoe ijzer te selecteren voor het vereiste transformatorvermogen
We zullen meteen reserveren dat de voorgestelde methodiek empirisch is ontwikkeld en ons in staat stelt om een transformator uit willekeurig geselecteerde onderdelen thuis te assembleren, die normaal werkt, maar onder bepaalde omstandigheden iets andere parameters kan produceren dan de berekende. Dit is niet moeilijk op te lossen met een fijnafstemming, wat in de meeste gevallen niet vereist is.
Het verband tussen het volume ijzer en het vermogen van de primaire wikkeling van de transformator wordt uitgedrukt door de dwarsdoorsnede van het magnetische circuit en wordt getoond in de figuur.
Het vermogen van de primaire wikkeling S1 is groter dan de secundaire S2 door de hoeveelheid efficiëntie ŋ.
Het dwarsdoorsnede-oppervlak van de rechthoek Qc wordt berekend door de bekende formule door de zijkanten, die gemakkelijk te meten zijn met een eenvoudige liniaal of schuifmaat. Voor een gepantserde transformator is de benodigde hoeveelheid ijzer 30% minder dan voor een staaftransformator. Dit is duidelijk te zien aan de gegeven empirische formules, waarbij Qc wordt uitgedrukt in vierkante centimeters en S1 in watt.
Voor elk type transformator, volgens zijn formule, wordt het vermogen van de primaire wikkeling berekend via Qc, en vervolgens, door de efficiëntie, wordt de waarde geschat in het secundaire circuit, dat de soldeerboutpunt zal verwarmen.
Als bijvoorbeeld een W-vormig magnetisch circuit is geselecteerd voor 60 watt vermogen, dan is de doorsnede Qc = 0,7 ∙ √60 = 5,42 cm2.
Hoe de diameter van de draad voor de transformatorwikkelingen te kiezen
Als materiaal voor de draad moet koper worden gebruikt, dat is gecoat met een vernislaag voor isolatie. Bij het wikkelen van spoelen op spoelen, elimineert vernis het verschijnen van inter-turn fouten. De dikte van de draad wordt geselecteerd op basis van de maximale stroom.
Voor de primaire wikkeling kennen we de spanning van 220 volt en hebben we het primaire vermogen van de transformator bepaald, waarbij we een dwarsdoorsnede voor het magnetische circuit hebben gekozen. Door de watt van dit vermogen te delen in volt van de primaire spanning, verkrijgen we de wikkelingsstroom in ampères.
Voor een transformator van 60 watt bijvoorbeeld, zal de stroom in de primaire wikkeling minder dan 300 milliampère blijken te zijn: 60 [watt] / 220 [volt] = 0,272727 .. [ampère].
Op dezelfde manier wordt de secundaire stroom berekend uit zijn spanning- en vermogenswaarden. In ons geval is dit niet nodig: een wikkeling van twee windingen, de spanning zal klein zijn en de stroom zal groot zijn. Daarom wordt de dwarsdoorsnede van de stroomleiding geselecteerd met een enorme marge van de koperen busbar, waardoor het verlies door de elektrische weerstand van de secundaire wikkeling wordt geminimaliseerd.
Na het bepalen van de stroom, bijvoorbeeld 300 mA, kunnen we de diameter van de draad berekenen volgens de empirische formule: d draden [mm] = 0.8 ∙ √I [A]; of 0,8 ∙ √0.3 = 0.8 0.547722557505 = 0.4382 mm.
Een dergelijke nauwkeurigheid is natuurlijk niet nodig. Door de berekende diameter kan de transformator zeer lang en betrouwbaar werken zonder oververhitting bij maximale belasting. En we maken een soldeerbout, die periodiek slechts een paar seconden wordt ingeschakeld. Daarna schakelt het uit en koelt het af.
De praktijk heeft aangetoond dat voor deze doeleinden een diameter van 0,14 - 0,16 mm zeer geschikt is.
Hoe het aantal windingen van de wikkeling te bepalen
De spanning op de klemmen van de transformator is afhankelijk van het aantal windingen en de kenmerken van het magnetische circuit. Meestal kennen we het merk van elektrisch staal en de eigenschappen ervan niet. Voor onze doeleinden wordt deze parameter eenvoudig gemiddeld en wordt de volledige berekening van het aantal windingen vereenvoudigd tot de vorm: ώ = 45 / Qc, waarbij ώ het aantal windingen per 1 volt spanning op een transformatorwikkeling is.
Voor de beschouwde transformator van 60 watt: ώ = 45 / Qc = 45 / 5.42 = 8.3026 omwentelingen per volt.
Omdat we de primaire wikkeling op 220 volt aansluiten, is het aantal windingen ω1 = 220 ∙ 8.3026 = 1827 windingen.
Het secundaire circuit gebruikt 2 beurten. Ze geven een spanning van slechts ongeveer een kwart van een volt.
Het frame maken voor de spoel
Voor een uniforme verdeling van de draadwindingen in het magnetische circuit is het noodzakelijk om het frame van elektrisch karton, getinaksa of glasvezel te maken. De technologie van het werk wordt getoond in de figuur en de afmetingen worden gekozen rekening houdend met het ontwerp van het magnetische circuit. De wikkelingen geïsoleerd door het frame zijn gerangschikt in een spoel waarrond magnetische circuitplaten zijn geassembleerd.
Het is vaak mogelijk om een fabrieksframe te gebruiken, maar als u platen moet toevoegen om het vermogen te vergroten, moet u de grootte vergroten. Kartonnen delen kunnen met gewone draden worden genaaid of aan elkaar worden gelijmd. Het lichaam van glasvezel met nauwkeurige montage van onderdelen kan zelfs zonder lijm worden gemonteerd.
Bij de vervaardiging van de spoel, moet u proberen zoveel mogelijk ruimte toe te wijzen om de wikkelingen op te nemen, en bij het wikkelen van de rollen, plaats ze dicht en gelijkmatig. Bij het plaatsen van de draad heeft 'achterblijven' misschien gewoon niet genoeg ruimte en moet al het werk opnieuw worden uitgevoerd.
Een secundaire soldeerbout maken
In de soldeerbout getoond op de foto, is de secundaire wikkeling gemaakt van een koperen staaf met een rechthoekige dwarsdoorsnede. De afmetingen zijn 8 bij 2 mm. U kunt andere profielen gebruiken. Het is bijvoorbeeld handig om een ronde draad te buigen voor plaatsing in het magnetische circuit. Ik moest hard werken met een lekke band, een bankschroef, een hamer, sjablonen en een vijl gebruiken voor uniform buigen, strikt volgens de configuratie van het spoelframe.
De figuur in positie 1 toont een lekke band. Nadat u het frame hebt gemaakt, moet u de lengte ervan bepalen, rekening houdend met de afstand die naar de bochten gaat en de afstand tot de punt van een koperdraad.
In positie 2 bevindt deze zich ongeveer in het midden soepel in een bankschroef met kleine hamerslagen in overeenstemming met het oriëntatievlak. Wanneer de bocht een rechte hoek passeert, is het noodzakelijk om een mal van zacht staal te gebruiken met een vorm die strikt overeenkomt met de afmetingen van het spiraalframe waarin de wikkeling zal worden geplaatst.
De sjabloon vergemakkelijkt het sanitair aanzienlijk om de wikkeling de gewenste vorm te geven. Daaromheen wordt eerst de ene helft van de spalk gewikkeld, die wordt weergegeven op positie 4, 5 en 6 en vervolgens de andere (zie 7 en 8).
Om inzicht in het proces te vergemakkelijken, wordt naast de afbeeldingen van de band een reeks bochten weergegeven op posities met zwarte lijnen met lichte vervorming.
Op positie 8 wordt sectie AA conventioneel getoond. In de buurt ervan zal het nodig zijn om de band 90 graden te buigen voor bedieningsgemak, zoals weergegeven in de foto.
Als er buigingen optreden waardoor u de stroomwikkeling niet vrij in het spoelframe kunt plaatsen, kunnen deze worden afgesneden met een vijl. De metalen windingen mogen niet in contact komen met elkaar en het lichaam. Om dit te doen, worden ze gescheiden door een laag niet dikke isolatie.
Aan de uiteinden van de secundaire wikkeling worden gaten geboord en wordt een draad gesneden om de M4-schroeven vast te draaien. Ze dienen om een koperen punt van 2,5 of 1,5 vierkante draad te bevestigen. Omdat de spanning op de secundaire wikkeling erg laag is, moet de kwaliteit van de elektrische contacten van de tip worden bewaakt, schoon worden gehouden, vrij van oxiden en betrouwbaar worden geperst met moeren en ringen.
De primaire wikkeling van een soldeerbout maken
Nadat de stroomwikkeling van de soldeerbout klaar en geïsoleerd is, wordt duidelijk hoeveel vrije ruimte er in de spoel overblijft voor dunne draad. Met een tekort aan ruimte zijn de bochten nauw met elkaar verbonden.
De wikkeldraad bestaat uit een koperen kern en een of meerdere lagen vernis en is gemarkeerd met PEV-1 (enkellaags vernis), PEV-2 (twee lagen), PETV-2 (meer hittebestendig dan PEV-2), PEVTLK-2 (hittebestendig speciaal).
Bij het meten van de diameter van de draad met een micrometer, moet het resultaat worden verminderd door de dikte van de isolatie. Maar deze algemene aanbeveling is niet kritisch voor onze soldeerbout.
Gezien het werk in de omstandigheden van verwarming, is het beter om het PEV-1-merk te weigeren, het wordt trouwens ook niet aanbevolen om het te liquideren.
Gewoonlijk wordt de draad op geïmproviseerde machines op een haspel gewikkeld.
Wanneer een stroomwikkeling op het frame wordt geplaatst, is het noodzakelijk om de beurten handmatig te doen en hun hoeveelheid op papier vast te leggen met een bepaald interval, bijvoorbeeld honderd of tweehonderd.
Voordat u begint met werken, is het noodzakelijk om aan het begin van het wikkelen van een gevlochten draad in sterke isolatie te solderen, bij voorkeur van het merk MGTF. Het is langdurig bestand tegen herhaalde buigingen, hitte en mechanische spanningen. De uiteinden zijn verbonden door solderen, geïsoleerd. Flux is alleen geselecteerd voor hars, zuur is niet toegestaan.
De flexibele kern is beveiligd tegen uittrekken en naar buiten gebracht door een opening in de zijwand. Na het wikkelen wordt het tweede uiteinde van de wikkeling ook gesoldeerd aan de MGTF-draad, die naar buiten wordt gebracht.
Aangezien 220 volt aan de draad wordt geleverd, moet deze goed worden geïsoleerd van de behuizing en de secundaire wikkeling.
Ontwerp verfijning
Na het opwinden van de spoel wordt het ijzer er stevig op gemonteerd, waardoor het wordt vastgezet met wiggen die eruit vallen.Voor de definitieve montage van de behuizing, kunt u de werking van de soldeerbout controleren door spanning op de primaire wikkeling aan te brengen om de punt te verwarmen en de stroomspanningskarakteristiek te evalueren.
Als de geassembleerde structuur goed wordt verkocht, kan dit niet worden gedaan. Maar ter informatie: het is raadzaam om het werkpunt van de I - V-karakteristiek te raden op het punt van buiging van de curve wanneer het ijzer zijn verzadiging bereikt. Dit wordt gedaan door het aantal beurten te wijzigen.
De bepalingsmethode is gebaseerd op de levering van een wisselspanning van een instelbare bron naar de transformator die door een ampèremeter en een voltmeter loopt. Verschillende metingen worden genomen en een grafiek wordt uitgezet op basis daarvan, met het breukpunt (ijzerverzadiging). Vervolgens wordt besloten het aantal beurten te wijzigen.
Handgreep, behuizing, schakelaar
Elke zelfherstellende knop die is ontworpen voor stromen tot 0,5 A. is geschikt als schakelaar.De foto toont een microschakelaar van een oude bandrecorder.
Het handvat van de soldeerbout is gemaakt van twee helften van massief hout, waarin holten zijn gesneden voor het plaatsen van draden, knopen en bollen. Achtergrondverlichting is in feite niet nodig, want je moet een afzonderlijke tik of resistieve-capacitieve verdeler doen.
De helften van de handgrepen worden vastgezet met tapeinden en moeren. Ze hebben ook een metalen montageklem gemonteerd, die geïsoleerd moet zijn van het ijzer van het magnetische circuit.
Het zelfgemaakte ontwerp van de open behuizing op de foto zorgt voor betere koeling, maar vereist aandacht en veiligheidsregels van de werknemer.
Dappere Alexei Semenovich
Zie ook op electro-nl.tomathouse.com
: