Повышающие трансформаторы для частного дома

Преобразование напряжения присутствует повсеместно в любой области нашей жизни и деятельности. Вырабатываемое на электростанции напряжение повышается до нескольких киловольт, чтобы быть переданным с наименьшими потерями через линии электропередач на многие тысячи километров. А потом оно снова понижается на трансформаторных подстанциях до привычных нам значений в 380/220 вольт.

Повышающие трансформаторы не применяются для стабилизации напряжения в тех случаях, когда его значение в сети постоянно изменяется. Для домашнего применения используют только стабилизаторы.

Рассмотрим принцип работы трансформатора напряжения подробнее, не погружаясь в излишние сложности.

Трансформатор напряжения

Все обмотки намотаны на общем сердечнике (магнитопроводе). Если число витков у вторичной обмотки больше, чем у первичной, то это повышающий трансформатор, если меньше — понижающий.

Мощность трансформатора напряжения зависит от сечения проводов обмоток, а габариты и вес — от типа сердечника и материала проводов (медь или технический алюминий). По исполнению он может быть одно- и трёхфазным. Самым компактным и лёгким является автотрансформатор, в котором всего одна обмотка.

Уточнение ряда технических параметров

Однако прежде, чем приступить к практической части, нужно будет дать четкие ответы на целый ряд вопросов.

Как именно должен будущий агрегат изменять ток: повышать его или же понижать?
Какое напряжение будет подаваться к первичной катушке и сниматься со вторичной?
Какова будет рабочая частота этого устройства?
Какой мощностью оно должно обладать после завершения сборки?

Повышающий трансформатор

Первая мысль, которая приходит на ум, когда напряжение в сети всё чаще и чаще становится низким, поставить повышающий трансформатор. На первый взгляд кажется, что это — простое и отличное решение, и теперь, наконец-то, будет нормальное напряжение, яркое освещение и стабильно работающие электроприборы. Для дома или дачи с выделенной мощностью 5 кВт он будет стоить чуть более 19 840 руб. — Progress АТ5000R .

Но не всё так просто в сказочном королевстве, и прежде чем купить повышающий трансформатор напряжения, цена на который уж очень привлекательна, задумайтесь об одной особенности его работы: он имеет постоянный коэффициент

повышения напряжения (коэффициент трансформации). Рассмотрим это на примере.

Предположим, что у вас сетевое напряжение порядка 170 вольт. Чтобы повысить его до 220, нужен трансформатор с коэффициентом трансформации 1.29 (220/170). Вроде бы всё хорошо и логично получается, за исключением одного: если напряжение в сети станет нормальным 220 вольт, то на выходе трансформатора будет уже очень высокое напряжение 285 вольт (220*1.29)! Не все электрические приборы способны выдержать такое перенапряжение в течение даже небольшого времени. Так и до пожара недалеко!

Как вариант, можно приобрести регулируемый автотрансформатор, т.н. ЛАТР, в котором предусмотрен ручной регулятор выходного напряжения. Но и он не будет являться надёжным решением, т.к. придётся постоянно контролировать значение выходного напряжения по индикатору и корректировать его вручную, особенно во время максимальной нагрузки электросети со стороны соседей. Если вовремя этого не делать, то при первом же скачке в электросети напряжение на выходе ЛАТРа тоже резко повысится, и подключенные электроприборы вполне могут перегореть.

Поэтому повышающие трансформаторы напряжения применимы лишь тогда, когда в сети ВСЕГДА существенно меньше 220 вольт, а такого практически никогда и не бывает

Залог долговечности и безотказности

В общем и целом процесс намотки и сборки больших затруднений не вызывает. Этим методом можно изготовить устройства для целого ряда применений, в том числе для галогенных ламп.

Чтобы итогом всех предпринятых усилий был реально пригодный для эксплуатации агрегат, надо тщательно соблюдать описанную выше методику намотки. Это станет гарантом не только исправности трансформатора, но и его бесперебойной работы на протяжении очень долгого времени.

Классификация и виды

Трансформаторы разделяются на несколько типов в зависимости от области применения и технических характеристик. Основными параметрами классификации считаются:

Количество обмоток.
Число фаз.
Способ охлаждения.
Класс точности или возможные погрешности.
Тип размещения.

Трансформаторы, предназначенные для регулировки электрического тока, носят наименование трансформаторов тока. Если же прибор регулирует напряжение, то он именуется трансформатором напряжения.

Напряжение меняется в зависимости от количества обмоток трансформатора:

Первичная принимает напряжение.
Вторичная передает измененное напряжение.

Повышающим трансформатор для дома зовется в случае, если у него количество витков во вторичной обмотке больше, чем в первичной, в противном случае он понижающий.

Сечение проводов обмотки влияет на мощность трансформатора, материалы изготовления проводов и тип сердечника — на размер и вес прибора. Все устройства по типу исполнения подразделяются на трехфазные и однофазные.

Простейшим трансформатором с минимальным весом и компактными габаритами считается автотрансформатор с одной обмоткой. Такие модели являются бюджетными вариантами и чаще всего применяются в автоматических устройствах и высоковольтных электрических сетях. Автотрансформаторы не обладают гальванической развязкой, что является их недостатком.

Силовые трансформаторы применяются при подаче и приеме электричества на линии электропередач и обратно. Электроприборы комплектуются сетевыми приборами.

Покупка компонентов и расходников

После полной подготовки принципиальной схемы можно начинать закупку нужных для сборки деталей и расходников.

Обычно необходимые материалы и принадлежности включая лакированную проволоку и клеммы нетрудно отыскать в первом попавшемся радиомагазине.

Для начала надо купить

Изоленту или термостойкий скотч;
Сердечник соответствующей проекту конфигурации;
Изолированные провода.

Советы по выбору

Перед приобретением стабилизатора напряжения необходимо определиться с тем, нужен он или нет, однако для профилактики его все же стоит устанавливать, поскольку напряжение в электрических сетях нередко различается.

При выборе мини-трансформатора учитываются следующие характеристики:

Число фаз.
Выходная мощность.
Масса прибора.
Габариты трансформатора.
Эксплуатационный срок.
Рабочий диапазон напряжения.
Скорость реакции на скачки напряжения.

Обязательно уточняется нагрузка конкретных приборов. Однофазовые трансформаторы приобретаются для бытовых приборов небольшой мощности, трехфазовые стабилизаторы — для большого количества приборов с необходимостью в распределении нагрузки.

Одним из самых популярных и востребованных трансформаторов считается «Ресанта АСН» — однофазовый цифровой стабилизатор, обладающий доступной ценой в 2600 рублей. Такой трансформатор крепится на стену.

Более дорогой и надежной моделью является стабилизатор «Штиль». Его примерная стоимость составляет 4000 рублей. Стабилизатор «Штиль» оптимально подходит для защиты электронной техники и бытовых приборов при переменном напряжении.

Стадия производства каркаса

Каркасную часть изготавливают из картона. Тем, кто еще не имеет опыта такой сборки и потому не знает, как сделать каркас трансформатора своими руками, надо принять во внимание, что внутренняя его часть должна иметь большие габариты, нежели сердечник.

В случае применения кольцеобразного сердечника катушек будет две. При выборе Ш-образной конфигурации сердечника катушка будет только одна.

Трансформаторы напряжения

Трансформаторы напряжения — статические электромагнитные приборы, изменяющие переменное напряжение. Подобные стабилизаторы подразделяются на несколько категорий в зависимости от назначения:

Силовые. Применяются для повышения и понижения напряжения, что позволяет передавать ток на дальние расстояния и к устройствам-потребителям.
Технологические. Приборы повышенной мощности, используемые с технологическими целями — печными, сварными и прочими.
Маломощные. Устанавливаются на теле- и радиоаппаратуру, бытовые приборы и различные электронные схемы.
Измерительные. Применяются для расширения границ измерения устройств.

Трансформаторы напряжения могут использоваться как для контроля, так и для измерения напряжения и мощности. Могут питать сигнализационные системы, электрические цепи автоматики и эффективно защищают линии электропередач.

Польза детализированного чертежа

После предоставления исчерпывающих ответов на перечисленные вопросы может быть составлена на бумаге или компьютере схема устройства трансформатора. Сделать это совсем не лишне даже при четком понимании всех параметров и особенностей радиодетали.

Нередко чертеж позволяет существенным образом уточнить

Схему подключения и выведения наружу контактных проводов;
Количество пластин в Ш-образном сердечнике;
Способ компоновки первичной и вторичной катушек.

Повышающие трансформаторы

Это силовые приборы, устанавливаемые в электрических цепях бытового или производственного назначения и повышающие напряжение. В зависимости от области использования и характеристик трансформаторы для дома подразделяются на несколько видов, подающих напряжение:

Автотрансформатор. Однофазный однообмоточный прибор.
Трансформатор тока. Стабилизатор, состоящий из сердечника, нескольких обмоток, оптических датчиков и резисторов.
Силовые устройства. Передача тока между контурами осуществляется при помощи электромагнитной индукции.
Антирезонансные стабилизаторы. Закрытые однофазные или трехфазные приборы.
Заземляемые трансформаторы. Оснащены обмоткой специального типа.
Пик-трансформаторы. Разделяют переменный и постоянный токи.
Трансформаторы для дома. Предназначены для передачи электричества от источника к прибору-потребителю и устранения помех в работе бытовых устройств.

Как устроен?

В состав устройства входит ферромагнитный сердечник и две обмотки. Деление обусловлено принципом действия. Первичная, контактируя с электросетью, создает магнитное поле, пересекающее витки вторичной обмотки. Между ними не должно быть контакта. Больше витков в первичной обмотке позволяет создать пониженное напряжение. Вследствие этого возникает электродвижущая сила, генерирующая напряжение, которое существенно различается со входным.

На его показатели влияет количество витков. Работа сопровождается неизбежными потерями, составляющими 3% от мощности.

Подавляющая часть электрических бытовых приборов для работоспособности требует сеть переменного тока. Как правило, понижающие трансформаторы размещены в специальном корпусе. Но это во многом определяется его назначением и моделью и конечно самой фирмой изготовителем. Это связано с тем, что они выступают составляющими элементами большинства блоков питания, стабилизаторов и других подобного рода устройств. Распространены модели с несколькими выводами на вторичной обмотке. Признание публики они завоевали за счет универсальности и многофункциональности.

Домашние повышающие трансформаторы

Устанавливаются в ситуациях, когда напряжение электрической сети менее требуемых 220 В. Такие модели обладают постоянным коэффициентом трансформации: при стабильном напряжении электросети итоговый показатель будет значительно выше необходимого для питания электроприборов, что может стать причиной их поломки. Контроль выходного напряжения предусмотрен на некоторых моделях в ручном режиме. Промышленные трансформаторы устанавливать дома нельзя, поскольку их работа может быть опасна ввиду использования специализированных масел для охлаждения.

Понижающие трансформаторы

Для подключения приборов, напряжение в 220 В для которых слишком высоко, устанавливают понижающие трансформаторы на 15 или 10 вольт. Преимуществами таких трансформаторов для дома являются следующие характеристики:

Защита от возгорания и поражения электрическим током, что актуально при использовании подобных устройств в помещениях с высоким уровнем влажности — ванных комнатах, банях и прочих.
Минимальное потребление электроэнергии — осветительные приборы низковольтного типа потребляют в несколько раз меньше энергии, в отличие от стандартных.
Увеличение эксплуатационного ресурса приборов.

Зарядные устройства различных гаджетов и бытовых устройств оснащаются интегрированными трансформаторами, в связи с чем они не требуют установки подобных стабилизаторов. Самостоятельная установка трансформаторов для дома необходима при монтаже низковольтного освещения, основанного на галогенных и светодиодных лампах.

Почему возрастает популярность электронных трансформаторов?

Технический прогресс способствовал возникновению на рынке электронных понижающих трансформаторов. В сравнении с классическими они имеют ряд преимуществ. Это способствовало закреплению их на рынке и постепенному внедрению в быт рядового пользователя.

Одна из главных особенностей заключается в конструкции. На смену привычным катушкам и сердечникам пришли точные микросхемы, конденсаторы, резисторы и другие точные составляющие. Использование такого рода устройства имеет свои отрицательные и положительные стороны.

Достоинства:

Компактные размеры. В отношении классических трансформаторов они стали компактнее и не занимают много свободного места. Новинка компактна, легка, проста в установке и последующем использовании.
Высокий КПД.
Для запуска необходима входная нагрузка. Обычное включение в сеть не активирует работу трансформатора. Это экономит электроэнергию.
Бесшумный режим работы;
Высоко интенсивная работа не перегревает преобразователь напряжения. При любых нагрузках сохраняется безопасная для человека и окружающих температура корпуса.
Наличие встроенной защиты от коротких замыканий и опасных перегрузок.
Устройство оснащено схемой, обеспечивающей безопасное использование электрических сетей;
Доступная цена.

Недостатки:

бюджетные модели не имеют защиты;
многие модели поставляют на прилавки без встроенного фильтра;
быстро выходит из строя;
низкая мощность.

Резюме

Приобретение трансформатора для домашнего использования в большинстве случаев является необходимым решением и не представляет труда при условии внимательного изучения классификации приборов и их предназначения. Корректный подбор стабилизаторов обеспечивает необходимую для работы бытовых приборов мощность без риска поломки техники и выхода ее из строя. Установка трансформаторов может производиться как самостоятельно, так и после обращения к специалистам.

Нестабильное напряжение в электрической сети – проблема нередкая и влекущая за собой неприятные последствия от поломок электроприборов до порчи электрической проводки и возгораний. Частично решить самые разнообразные неполадки можно, установив трансформатор для дома – статистический электроаппарат, используемый для преобразования электрического тока или напряжения.

Лучшие трансформаторы с изменением 220-110 В

Robiton 3P100

Источник питания для электрических приборов с напряжением не более 110 В. Максимальная выходная мощность составлять 100 Вт. Он оснащен защитой от перегрева, короткого замыкания и перегрузок.

трансформатор Robiton 3P100

Достоинства:

компактные размеры;
прошел сертификацию по европейским стандартам качества;
в комплекте идет сетевая вилка европейского образца.

Недостатки:

из выхода 50 Гц возможна не корректная работа некоторых машинок для стрижки;
питает только один используемый прибор.

Проблемы в электрических сетях

Изначально электричество подаётся через линии электропередач от повышающих трансформаторов поставщика и может проходить до нескольких сотен километров до отдельного дома. При установке понижающего агрегата на несколько домов-потребителей нагрузки будут подразделяться между всеми подключенными домами.

Гораздо выгоднее, хотя и дороже, установить индивидуальный трансформатор для дома – таким образом внутренняя электрическая сеть будет получать уже пониженный до 220В ток.

В случаях, когда в электрической сети наблюдается регулярная просадка напряжения, при которой приборы не в состоянии функционировать в полную силу, решить проблему можно установкой повышающего трансформатора.

Катушечные прутья и ручка

Далее сверлятся мииатюрные отверстия диаметром 8 мм. В них вставляются прутья, на которые будет нанизываться трансформаторная катушка.

Остается нанести резьбу небольшого диаметра, закрутить шайбу и смонтировать ручку.
Важно отметить, что габариты подобного станка могут быть какими угодно.
Другими словами, его можно в полной мере приспособить для сердечника задуманного размера.
Однако, если проект предусматривает использование кольцевого сердечника, то обматывать его придется исключительно вручную.

Виды и классификация

В зависимости от технических свойств и сферы применения, трансформаторы подразделяются достаточно разнообразно. Основными параметрами классификации трансформаторов являются:

количество фаз;
число обмоток;
класс точности – колебания максимально возможных значений погрешностей;
способ охлаждения;
тип размешения.

Если работа трансформатора направлена на регулировку электрического тока, то аппарат так и называется – трансформатор тока. В случае, когда устройство призвано регулировать напряжение, это будет трансформатор напряжения.

На направление перемен величины напряжения влияет такой показатель, как соотношение количества обмоток прибора:

первичной, принимающей напряжение;
вторичной, передающей изменённое значение напряжения электрического тока.

В случае, когда трансформатор имеет во вторичной обмотке большее число витков, чем в первичной, он относится к повышающим, при меньшем количестве – к понижающим.

На мощность трансформатора влияет сечение проводов обмоток, а на вес и размер – тип сердечника и материалов изготовления проводов. По исполнению трансформаторы делятся на однофазные и трёхфазные.

Самым лёгким и малогабаритным считается автотрансформатор, обеспеченный всего одной обмоткой. Также автотрансформаторы являются наиболее бюджетным вариантом и часто используются в приборах автоматического управления, а также применяются в высоковольтных электрических сетях. Единственным недостатком такого трансформатора является отсутствие гальванической развязки.

Сборка намоточного станочка

При собственноручном изготовлении данного электротехнического устройства нужно будет осуществить намотку проволоки. Намотка трансформатора своими руками осуществляется на простейшем кустарно изготовленном станочном приспособлении. Сделать его можно за пару часов.

Сначала нужно взять дощечку размерами 10х40 см. К этому основанию следует присоединить шурупами пару брусков размерами 50х50 мм. Дистанция между ними должна составлять как минимум тридцать сантиметров.

Трансформаторы напряжения

Трансформатором напряжения называется статический (неподвижный) электромагнитный прибор, меняющий значения переменного напряжения. По назначению такие устройства разделяют на несколько видов:

силовые – используются в электроснабжении как для повышения (для передачи его на дальние расстояния), так и для понижения (до рабочих значений устройств-потребителей) напряжения;
технологические – устройства повышенных мощностей, применяются с технологическими целями (сварочными, печными и другими);
маломощные – питают теле- радиоаппаратуру, бытовую технику, а также применяются в схемах различной электроники;
измерительные – применяются с целью расширения границ измерения приборов.

Применяются трансформаторы напряжения как для его измерения, так и для контроля параметров мощности. Эффективно питают электрические цепи автоматики, сигнализационные устройства, а также используются при защите линий электропередач.

Повышающие трансформаторы

Являются силовыми конструкциями, используемыми в электрических цепях бытовых либо производственных назначений, меняя напряжение в направлении повышения.

По характеристикам и областям использования различают следующие виды повышающих напряжение устройств:

автотрансформатор – однофазный прибор с одной обмоткой;
трансформатор тока – устройство с использованием нескольких обмоток, сердечника, оборудованный резисторами и оптическими датчиками;
устройство силового типа – предназначен для передачи тока между контурами посредством электромагнитной индукции;
антирезонансный агрегат – полностью закрытое однофазное или трёхфазное устройство;
заземляемые устройства – имеют специальные типы обмотки;
пик-трансформаторы – применяются с целью для разделения постоянного и переменного токов;
домашние бытовые агрегаты – передают электричество от источника тока к прибору потребителю, предотвращают помехи в работе приборов.

Трансформаторы, преобразующие напряжение из 220В в 380В, широко используются в трёхфазных сетях производственных зон. С их помощью легко решаются проблемы создания дополнительных линий электрического питания. Кроме того, данные агрегаты помогают симметрично распределять нагрузки по фазам сети в местах, где отсутствует сеть 380В.

Намотка проволоки и нанесение изоляции

Если в качестве основы был выбран круглый сердечник, то его следует сначала обмотать изолентой. Далее можно будет начинать наматывать провод.

По окончании нанесения первичной обмотки она накрывается плотной изоляцией.
Следом придет время накрутки второго слоя.
Концы обмоток выводятся наружу, и к ним припаиваются контакты для сопряжения с другим оборудованием.

Повышающий трансформатор для дома

Необходимость купить повышающий трансформатор для дома возникает в случае, когда напряжение в электрической сети не достигает требуемых 220 В. Однако следует помнить, что устройство обладает постоянным коэффициентом трансформации. Это значит, что при достижении в сети стабильного напряжения электричества, на выходе значение будет существенно превышать требуемое для питания электроприборов, что может привести к их поломке.

Существует вариант приобретения регулируемого устройства, в котором предусмотрен ручной контроль напряжения на выходе.

Стоит знать, что установка дома промышленных трансформаторов может быть крайне опасна в связи с использованием для их охлаждения специализированных масел.

Понижающие трансформаторы

Для отдельных приборов, используемых в быту, напряжение в 220В является излишним – для их подключения рекомендуется использовать понижающие трансформаторы (220 на 15 вольт или 220 на 10 вольт).

К преимуществам использования данных мини-трансформаторов для дома можно отнести:

защита от поражения электрическим током и возникновения возгорания (особенно актуально в банях, ванных комнатах и прочих помещения, обладающих повышенной влажностью);
экономия потребления электроэнергии (низковольтные осветительные приборы потребляют в разы меньше энергии, чем обычные);
продление срока службы приборов.

Зарядные устройства для телефонов, ноутбуков и прочих гаджетов уже имеют встроенные трансформаторы, а вот при монтаже низковольтного освещения с использованием светодиодных и галогенных ламп, требуется самостоятельная установка устройств для понижения напряжения.

Итак, купить трансформатор для частного дома или дачи не составит трудностей, если внимательно изучить виды и предназначение различных типов устройств. Правильный выбор поможет обеспечить наличие требуемых для работы приборов мощностей без риска выхода техники из строя.

Собственноручная сборка

Множество радиолюбителей и просто любознательных людей периодически спрашивают, как именно собрать тот или иной трансформатор собственными силами.

При всей простоте решения данной задачи необходимо все же иметь некоторые навыки работы с радиодеталями и понимать физические принципы действия этого устройства.

Естественно, что предварительно придется внимательно изучить всю технологию:

Подготовки сердечника;
Намотки катушек;
Нанесения слоев изоляции.