Как подключить трансформаторы чтобы увеличить мощность

Как увеличить мощность электронного трансформатора

Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.

Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.

Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.

 50-ваттный трансформатор

Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.

Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:

Стандартная схема трансформатора

Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.

В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.

2 высоковольтных транзистора

Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:

  1. Транзисторы MJE13003.
  2. Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
  3. Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
  4. Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
  5. Диодный мост.

Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.

Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.

Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:

трансформатор

В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.

трансформатор

Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.

Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).

MJE13009

Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).

4 А, 600 В

Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.

диодные мосты

Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.

Расчет трансформатор

Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.

При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.

страховочная лампа накаливания

Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.

Вторичная обмотка

Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.

В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.

нагрузка

Первым делом был произведен замер тока, который показал, что токи свыше 20 А.

После этого нужно измерить выходное напряжение под нагрузкой. Расчетное напряжение составляло около 15 В. Реальное значение без нагрузки – 17 В, а под нагрузкой просело до 15,3 В. В итоге легко узнать мощность, которая составляет примерно 300 Вт. Это чистая мощность на выходе.

Источник

Как увеличить мощность с помощью трансформатора?

Представьте себе повышающий трансформатор. Входные параметры мы пока что рассматривать не будем. А вот выходные!? Повышающие трансформаторы бывают двух типов:

  1. Повышают напряжение но пропорционально уменьшается ток, мощность на выходе та же что и на входе.
  2. Повышают ток и пропорционально уменьшают напряжение мощность на выходе опять такая же что и на входе.

А теперь давайте представим трансформатор у которого две выходные обмотки: одна повышает ток и состоит из 2-3 витков, а вторая повышает напряжение и состоит из нескольких сотен витков.

Вопрос: Каким образом можно объединить высокий ток с высоким напряжением чтобы получилось добиться чтобы в результате получилось увеличение мощности, т.е. высокий ток умножить на высокое напряжение получаем высокую мощность. Достаточно ли просто последовательно или параллельно соединить вторичные обмотки такого трансформатора или же нужно придумать что то хитрее?

Например, получится ли взять ещё один трансформатор, но теперь у него две первичные обмотки. На первой например 5 витков и на неё подаётся высокий ток и на второй 5 витков, но на неё подаётся высокое напряжение. Вторичная обмотка состоит из 20 витков. Получится ли на вторичной обмотке получить объединённую повышенную мощность с двух первичных обмоток посредством не прямой, а магнитной связи, которая присутствует в трансформаторе? Надеюсь что вы внимательно прочитаете мой вопрос и вникнете в его суть перед тем как ответить, вопрос на самом деле интересный. Всем спасибо большое заранее, с нетерпением буду ждать ответов.

Любопытство моё было вызвано вопросом существует ли в принципе способ увеличения мощности, ни отдельных составляющих электричества, а мощности в целом. И не обязательно через трансформатор, может быть существуют какие-либо другие способы?

7 комментариев

Вы неправильно понимаете суть работы трансформатора. Трансформатор преобразует определенную мощность электричества в требуемое значение напряжения. Мощность одна, но при этом может быть разное соотношение тока и напряжения. Вот например, трансформатор 110/10кВ на первичной обмотке 110кВ имеет номинальный ток 200 А, а на вторичной обмотке 10 кВ имеет ток 3600 А, при этом номинальная мощность трансформатора одинаковая что при 110кВ, что при 6кВ – 40 МВА. При этом трансформатор не увеличил мощность – сколько пришло электричества, столько и вышло (если не учитывать небольшие потери, которые есть в любом трансформаторе).
Почитайте внимательно принцип работы трансформатора и о том, что такое мощность, что такое ток и напряжение.
На первичную обмотку подается одно напряжение, в магнитопроводе наводится магнитный поток этой обмоткой, наведенный магнитный поток создает напряжение во вторичной обмотке и на ней появляется напряжение в зависимости от количества витков. Если соединить эти обмотки, то трансформатор просто выйдет из строя – будет короткое замыкание.
Нет такого понятия – подается большой ток. На обмотку подается напряжение, а далее в зависимости от характеристик трансформатора это напряжение преобразуется. А ток протекает, когда к трансформатору подключена нагрузка. Больше нагрузка – больший ток. Если трансформатор понижающий, то при подключении нагрузки на вторичной обмотке ток одного значения, а на первичной обмотке ток ниже, но при этом мощность одинаковая. Не может быть такого, чтобы на входе одна была мощность, а на выходе другая.
В трансформаторе может быть две вторичные обмотки, но первичная всегда одна. Первичная генерирует магнитный поток, а далее этот магнитный поток может быть преобразован в требуемое значение напряжения хоть двумя, хоть тремя обмотками. Еще раз повторюсь – прочитайте внимательно принцип работы трансформатора и об основных электрических величинах.

И еще. Мощность – это энергия, которая вырабатывается на электростанциях. Например, сколько угля или газа сожгли – столько и мощности отдано в электросеть. Вся мощность в наших сетях генерируется на электростанциях. Существуют альтернативные способы получения электроэнергии – солнечные батареи, ветрогенераторы. Мощность просто так не появляется и нельзя её получить без затрат другого вида энергии – топлива на электростанциях либо энергии воды, солнца или ветра.

Источник

Поделиться с друзьями
Мощность и напряжение

Как подключить трансформаторы чтобы увеличить мощность

Как увеличить мощность с помощью трансформатора?

Представьте себе повышающий трансформатор. Входные параметры мы пока что рассматривать не будем. А вот выходные!? Повышающие трансформаторы бывают двух типов:

  1. Повышают напряжение но пропорционально уменьшается ток, мощность на выходе та же что и на входе.
  2. Повышают ток и пропорционально уменьшают напряжение мощность на выходе опять такая же что и на входе.

А теперь давайте представим трансформатор у которого две выходные обмотки: одна повышает ток и состоит из 2-3 витков, а вторая повышает напряжение и состоит из нескольких сотен витков.

Вопрос: Каким образом можно объединить высокий ток с высоким напряжением чтобы получилось добиться чтобы в результате получилось увеличение мощности, т.е. высокий ток умножить на высокое напряжение получаем высокую мощность. Достаточно ли просто последовательно или параллельно соединить вторичные обмотки такого трансформатора или же нужно придумать что то хитрее?

Например, получится ли взять ещё один трансформатор, но теперь у него две первичные обмотки. На первой например 5 витков и на неё подаётся высокий ток и на второй 5 витков, но на неё подаётся высокое напряжение. Вторичная обмотка состоит из 20 витков. Получится ли на вторичной обмотке получить объединённую повышенную мощность с двух первичных обмоток посредством не прямой, а магнитной связи, которая присутствует в трансформаторе? Надеюсь что вы внимательно прочитаете мой вопрос и вникнете в его суть перед тем как ответить, вопрос на самом деле интересный. Всем спасибо большое заранее, с нетерпением буду ждать ответов.

Любопытство моё было вызвано вопросом существует ли в принципе способ увеличения мощности, ни отдельных составляющих электричества, а мощности в целом. И не обязательно через трансформатор, может быть существуют какие-либо другие способы?

7 комментариев

Вы неправильно понимаете суть работы трансформатора. Трансформатор преобразует определенную мощность электричества в требуемое значение напряжения. Мощность одна, но при этом может быть разное соотношение тока и напряжения. Вот например, трансформатор 110/10кВ на первичной обмотке 110кВ имеет номинальный ток 200 А, а на вторичной обмотке 10 кВ имеет ток 3600 А, при этом номинальная мощность трансформатора одинаковая что при 110кВ, что при 6кВ – 40 МВА. При этом трансформатор не увеличил мощность – сколько пришло электричества, столько и вышло (если не учитывать небольшие потери, которые есть в любом трансформаторе).
Почитайте внимательно принцип работы трансформатора и о том, что такое мощность, что такое ток и напряжение.
На первичную обмотку подается одно напряжение, в магнитопроводе наводится магнитный поток этой обмоткой, наведенный магнитный поток создает напряжение во вторичной обмотке и на ней появляется напряжение в зависимости от количества витков. Если соединить эти обмотки, то трансформатор просто выйдет из строя – будет короткое замыкание.
Нет такого понятия – подается большой ток. На обмотку подается напряжение, а далее в зависимости от характеристик трансформатора это напряжение преобразуется. А ток протекает, когда к трансформатору подключена нагрузка. Больше нагрузка – больший ток. Если трансформатор понижающий, то при подключении нагрузки на вторичной обмотке ток одного значения, а на первичной обмотке ток ниже, но при этом мощность одинаковая. Не может быть такого, чтобы на входе одна была мощность, а на выходе другая.
В трансформаторе может быть две вторичные обмотки, но первичная всегда одна. Первичная генерирует магнитный поток, а далее этот магнитный поток может быть преобразован в требуемое значение напряжения хоть двумя, хоть тремя обмотками. Еще раз повторюсь – прочитайте внимательно принцип работы трансформатора и об основных электрических величинах.

И еще. Мощность — это энергия, которая вырабатывается на электростанциях. Например, сколько угля или газа сожгли — столько и мощности отдано в электросеть. Вся мощность в наших сетях генерируется на электростанциях. Существуют альтернативные способы получения электроэнергии — солнечные батареи, ветрогенераторы. Мощность просто так не появляется и нельзя её получить без затрат другого вида энергии — топлива на электростанциях либо энергии воды, солнца или ветра.

Источник

Способ подключения параллельных обмоток трансформатора

Мне часто задают вопрос: “Можно ли соединять параллельно одинаковые вторичные обмотки силовых трансформаторов?” Вопрос, безусловно, правильный, и на него нужно отвечать. Ныне в устаревшей аппаратуре можно найти большое количество готовых силовых трансформаторов заводского изготовления, которые радиолюбители приспосабливают под свои запросы. Очень часто эти трансформаторы не совсем подходят по параметрам, например, по требуемому току нагрузки.

Параллельное подключение обмоток

Но если в трансформаторе имеется несколько одинаковых обмоток, возникает мысль увеличить выходной ток, соединив эти обмотки параллельно. Казалось бы, соединяй выводы одинаковых обмоток между собой и все! Но не все так просто. Во- первых, обмотки нужно соединить синфазно. Для проверки синфазности вторичных обмоток соединяем одни из выводов двух обмоток, включаем трансформатор в сеть и измеряем напряжение между оставшимися свободными концами. Если это напряжение близко к нулю, значит, обмотки соединены противофазно последовательно.

Когда на выводах удвоенное напряжение одной из обмоток, они соединены синфазно последовательно. В первом случае свободные концы обмоток можно соединить вместе и получить параллельное включение обмоток. Во втором случае концы одной из обмоток нужно поменять местами. Однако малейшая неидентичность обмоток способна повлиять на параметры силового трансформатора: его габаритная мощность и КПД при этом уменьшаются, а нагрев обмоток увеличивается.

Фактически соединять параллельно можно обмотки таких трансформаторов, при изготовлении которых специально принимаются меры для получения идентичности обмоток. Например, в паспортах на трансформаторы типа ТПП (трансформаторы питания полупроводниковой аппаратуры) указывается на допустимость параллельного соединения одинаковых обмоток.
Чаще всего радиолюбительские конструкции питаются постоянным током, поэтому проблему соединения обмоток параллельно лучше рассматривать в комплексе с выпрямителем.

Возьмем, скажем, унифицированный трансформатор ТН-60 (трансформатор накальный), имеющий 4 одинаковые вторичные обмотки по 6,3 В (две обмотки имеют еще и отводы на 5 В), рассчитанные каждая на ток 6 А. Для получения токов, вчетверо больших, необходимо соединить обмотки так, как показано на рис.1 (включение обмоток с однополупериодным выпрямлением). Поскольку из-за конструктивного разброса параметров обмотки могут иметь немного отличающиеся напряжения, большее потребление тока (при идентичных диодах) будет от той обмотки, напряжение которой выше.

Диоды позволяют развязать обмотки друг от друга, т.е. теперь каждая обмотка работает только на общую нагрузку, а не на другую обмотку. В результате, мы получили выпрямленное напряжение с четырех обмоток с максимальным током нагрузки 24 А (через каждый диод будет проходить только четвертая часть общего тока нагрузки). Схема двухполупериодного выпрямления приведена на рис.2. Такое соединение выводов обмоток также обеспечивает независимое питание нагрузки. В случае параллельного включения нечетного числа обмоток возможно лишь однополупериодное выпрямление.

Для питания различных конструкций часто применяется напряжение 12 В, поэтому соединение обмоток для такого применения можно выполнить согласно рис.3. В этом случае через каждый диод будет проходить половина тока нагрузки. Чтобы получить выходное стабилизированное напряжение около 13,8 В, принятое как стандарт в радиопередающей аппаратуре, необходимо применять стабилизаторы с низким падением напряжения на регулирующем элементе [1, 2].

Минимально необходимый перепад напряжений на регулирующем элементе таких стабилизаторов составляет около 0,5 В. Его устанавливают при максимальном токе нагрузки, подбирая емкость конденсатора фильтра после выпрямителя. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больший выходной ток можно “отобрать” от стабилизатора при заданном входном напряжении.

Источник

Поделиться с друзьями
Мощность и напряжение