Как сделать высоковольтную катушку

Было решено собрать еще один мощный электрошокер для активной обороны. На этот раз основой схемы является знаменитый таймер серии 555. Пожалуй сразу перейдем к схеме.

Основа схемы данного электрошокера – генератор импульсов на 555 таймере, сигнал предварительно усиливается каскадом на комплементарной паре транзисторов серии КТ3107 и КТ3102. Это усиление нужно для того, чтобы напряжение сигнала хватило на срабатывание мощного полевого транзистора. Диод КД212 можно заменить на любой быстродействующий или ультрабыстрый диод. Резистор 120 Ом подобрать с мощностью не менее 1 ватт.

Трансформатор преобразователя. Намотан на Ш – образном феррите от БП. Первичная обмотка намотана проводом 0.7 – 0.8 мм и содержит всего 5 витков.

Далее, нужно изолировать обмотку 5 – ю слоями скотча и начинаем намотку вторичной обмотки. Для вторички можно использовать провод с диаметром 0.07 – 0.1 мм. Вторичная обмотка содержит всего 450 витков.

Через каждые 70 – 80 витков нужно изолировать витки несколькими слоями скотча. Главная особенность данной схемы – малое количество витков во вторичной обмотке трансформатора преобразователя. Благодаря высокочастотному преобразователю, 1 виток вторичной обмотки трансформатора дает 4 вольта напряжения!

Высоковольтная катушка. Для катушки был использован ферритовый магнитопровод от антенны радиоприемника (проницательность не имеет значения).

Стержень заранее изолируем изоляционной лентой со всех сторон и мотаем первичную обмотку, которая содержит 9 витков провода с диаметром 0.7 – 0.9 мм. Для первички желательно использовать многожильный провод с резиновой изоляцией.

После намотки, обмотку изолируем конденсаторной бумагой или же широким скотчем, затем начинаем мотать вторичную обмотку. Она содержит 500 – 600 витков, провод можно использовать от 0.1 до 0.5 мм (оптимальное 0.3).

ВАЖНО!
1) Через каждые 100 витков нужно ставить изоляции, иначе катушка пробивает после нескольких секунд работа, а иногда и сразу.
2) Витки не нужно забивать до краев! Оставляйте зазор минимум 0.5 – 1 см.

Диод в высоковольтной части использован типа КЦ 106, или любые другие диоды (или сборка диодов) с напряжением выше 3 кВ.

Использована сборка высоковольтных конденсаторов, которые накапливают достаточно большой ток, и через искровый разрядник их потенциал подается на первичную обмотку катушки. При хорошей ВВ катушке, можно получать мощные разряды с длиной до 5 см и с частотой 300 – 350 герц.

Питать такого зверя можно от кроны типа энерджейзер, другие не подойдут. Очень удобно использовать никелевые или литий – ионные аккумуляторы. Ток потребления составляет до 4-х ампер.

Люди, которые часто работают с радиоаппаратурой, наматывают высоковольтные трансформаторы своими руками, если нельзя купить нужный прибор. Процедура намотки не сложная, сложнее точно рассчитать параметры магнитопровода и намотки. Самоделки чаще всего используются в электрошокерах, блоках питания систем освещения с газоразрядными лампами, зажигалках, ионизаторах воздуха, игрушках.

Назначение и применение

Высоковольтные трансформаторы (ВВ) относятся к группе преобразователей напряжения. Их предназначение – преобразовать высоковольтное напряжение в низковольтное для питания различных приборов. По принципу работы преобразователи напряжения мало отличаются от силовых трансформаторов. Во вторичной обмотке всегда меньше витков, чем в первичной, если преобразователь понижающий, и наоборот, если прибор повышающий.

ВВ трансформаторы классифицируются по:

  • количеству фаз (одно- или трехфазные);
  • количеству обмоток (две, три или четыре);
  • допускаемым погрешностям;
  • способу установки (внутренняя или наружная);
  • назначению (общее или специальное).

Преобразователи специального назначения используются в различном электрооборудовании:

  • телевизорах и радиоприемниках;
  • устройствах связи;
  • бытовых приборах (например, боках питания для систем освещения).

Большинство преобразователей этого типа маломощные (не более нескольких киловольт-ампер), частота от 50 Гц, предназначены для внутренней установки. Количество намоток зависит от того, в какое оборудование трансформатор будет установлен. Изоляция заливается эпоксидной смолой.

Расчет электрических параметров

Для вычисления мощности используется формула на основе напряжения и тока на выходе:

Мощности плюсуются, если вторичных обмоток две (или больше).

Читайте также:  Российские производители ручного инструмента

Коэффициент полезного действия преобразователя не может быть выше 80%, поэтому первичная мощность:

Ток из первичной намотки во вторичную передается через сердечник, площадь которого полностью зависит от мощности первичной намотки. Для сердечника, который изготовлен из трансформаторной стали, площадь вычисляется по формуле:

Количество витков первичной обмотки:

При использовании сердечника из другого материала (некоторые используют жесть, обожженную проволоку, кровельное железо), то S необходимо увеличить на треть.

Количество витков вторичных намоток:

Так как часть напряжения теряется из-за сопротивления, расчетное количество желательно увеличить на 5-10%.

Выбор материала магнитопровода

Маломощный преобразователь можно сделать на броневом или стержневом магнитопроводе. В броневом стержни с прямоугольным сечением располагаются горизонтально. Это сравнительно сложная конструкция, поэтому используется редко. В стержневом магнитопроводе стержни располагаются вертикально, обмотки цилиндрические.

Для повышающего трансформатора лучше использовать Ш-образный ферритовый магнитопровод. Важно точно подобрать размеры (на стержне должно поместиться требуемое количество витков). Если сердечник нужно разобрать, чтобы сделать другой из полученных пластин, толщина пакета подбирается, базируясь на мощность. Пластины вставляют в катушку, стягивают при помощи шпилек и гаек.

Конструкция сердечника

Чтобы сделать понижающий преобразователь с двумя обмотками своими руками, нужно найти круглый ферритовый магнитопровод.

Такие есть в старых телевизорах и блоках питания компьютеров. В случае с компьютером стержнем служит центральный керн силового трансформатора (его нужно вырезать). Длина 2,1 см, диаметр 1,1 см.

Чаше всего эти преобразователи покрыты эпоксидной смолой. Для того, чтобы их разобрать, требуется разогрев строительным феном. Керны вырезаются болгаркой (колоть не стоит). Поверхность обычно неровная, поэтому столбики обматываются скотчем. Если длины недостаточно, можно склеить два супер-клеем.

Расчет необходимого диаметра провода

Сечение проводов рассчитывается, базируясь на значение и плотность тока (среднее значение 2 А/мм 2 ).

Ток на первичной намотке:

С такими исходными данными диаметр провода (без изоляции):

Если под рукой нет провода с рассчитанным диаметром, можно параллельно соединить несколько более тонких таким образом, чтобы сумма сечений не оказалась меньше рассчитанной.

Для расчета поперечного сечения используется формула:

Если обмотка низкого напряжения создается из толстого провода и располагается над другими витками, плотность тока увеличивается до 2,5-3 А/мм 2 благодаря улучшению охлаждения. В формулу 0,8 заменяется на 0,7 или 0,65.

От необходимости в вычислениях освобождают специальные таблицы, например:

В заключении необходимо вычислить диаметр проводов с изоляцией.

Площадь сечения всех витков любой обмотки:

dиз – диаметр с изоляцией

Все рассчитанные площади складываются, полученное значение умножается на 2 или 3 (это площадь окна сердечника).

Пример расчета

Требуется преобразователь, питающийся от сети 220 В, на вторичной обмотке которого должно быть напряжение 6,3 В и ток 50 мА.

Мощность вторичной намотки:

Мощность первичной намотки:

Площадь сечения сердечника (если он изготовлен из трансформаторной стали): примерно 4,7 см 2 .

Количество витков (на один вольт):

Ток на первичной намотке:

Количество витков на первичной обмотке:

Диаметр провода: 0,8 мм

Количество витков на вторичной обмотке:

Диаметр провода: 0,17 мм

Диаметр с изоляцией определяется по таблице:

Провод лучше всего взять медный, изоляция эмалированная.

Если удалось найти трансформатор, который возможно перемотать, в процессе размотки нужно сосчитать, сколько витков во вторичной обмотке. Если известен коэффициент трансформации, можно определить, сколько витков требуется для нового преобразователя.

Инструкция по намотке

Сердечник нужно обмотать скотчем (5 слоев), вложить в желоб провод с рассчитанным диаметром, намотать по всей длине рассчитанное для первичной намотки количество витков. Оба конца обмотки выводятся на одну сторону и изолируются винилкой.

Последний виток необходимо зафиксировать (подойдут простые нитки), чтобы предотвратить разматывание.

Далее наматывается 4-5 слоев скотча, конструкция помещается в корпус одноразового шприца длиной 3 см. На шприц наматывается 2 ряда скотча и рассчитанное для вторички количество витков, ширина обмотки примерно 1,5 см. Каждый слой нужно заизолировать скотчем или двумя слоями фторопластовой ленты. Концы второй обмотки выводятся на обе стороны. В результате с одного конца получается три вывода, со второго – один.

Читайте также:  Смузи в блендере с бананом и яблоком

Готовая конструкция изолируется скотчем (5 слоев), припаиваются гибкие провода (выводы), наматываются еще 5 слоев скотча.

Если в процессе намотки порвался провод, концы необходимо зачистить, скрутить, спаять и заизолировать. Электрическую прочность увеличивает пропитка каждого слоя намотки лаком на основе акрила или эпоксидной смолы.

Для того, чтобы сделать трансформатор своими руками, не обязательно покупать новый провод. Подходит и старый, если отрезки соединены правильно (свиты и спаяны). При намотке витки должны плотно прижиматься друг к другу. Нежелательно укладывать их перпендикулярно к сердечнику (нужен небольшой наклон). Не допускаются перегибы и сгибы, поэтому требуется определенная натяжка. Скотч для изоляции следует нарезать на полоски шириной 1,5 см, чтобы было легче покрыть провод.

Сборка

Изготовить качественный высоковольтный трансформатор невозможно без пропитки эпоксидной смолой. Цель этой процедуры – удалить пустоты и пузырьки воздуха, вызывающие протечки и пробои. Нужен каркас для заливки и вакуумная установка.

Последнюю тоже можно сделать своими руками, если имеется:

  • обратный клапан (продается в зоомагазинах);
  • шланг из силикона;
  • банка, оснащенная прорезиненной привинчиваемой крышкой;
  • шприц;
  • пластилин;
  • герметик.

В металлической крышке делается отверстие, в которое пропихивается шланг. Все щели замазываются герметиком, потом пластилином с обеих сторон. Воздух из банки выкачивается шприцем (крышка должна вжаться).

Перед пропиткой смола подогревается, добавляется отвердитель. Каркас можно сделать из обычной бумаги, предназначенной для принтера компьютера. К бумаге приклеивается скотч, делается цилиндр по диаметру преобразователя, все склеивается термоклеем. После обработки в вакууме необходимо подождать примерно сутки, потом можно снять каркас.

Перед установкой преобразователь желательно проверить на:

  • целостность магнитопровода;
  • отсутствие разрывов проводов в обмотках;
  • целостность изоляционного материала.

Для проверки изоляции мультиметр переключается на мегомметр, замеряется сопротивление между обмотками или между каждой обмоткой и корпусом (для ВВ оптимальное значение 1 МОм).

Далее измеряется ток в обмотках в рабочем состоянии, чтобы определить, соответствует ли коэффициент трансформации требуемому. Но это не самый лучший метод, если напряжение достаточно высокое. Более безопасно прозвонить выводы. Если они из разных обмоток, на сопротивление бесконечное. При прозвоне выводов одной обмотки сопротивление имеет цифровое значение.

К сети трансформатор присоединяется параллельно. Если на выходе требуется постоянный ток (например, в блоке питания для системы освещения), к вторичной обмотке подключается сглаживающий фильтр из диодного моста и электролитического конденсатора.

Здравствуйте дорогие друзья. Эту статью решил посвятить тем, у кого проблемы с намоткой высоковольтной катушки в электрошокере. Тут вы сможете найти подробное описание по изготовлению такой катушки и думаю вопросы не возникнут, а если и возникнут – обращайтесь смело! Мы рассмотрим несколько наиболее известные варианты по изготовлению катушек. Рассмотрим первый. Итак, высоковольтный трансформатор можно выполнить на пластинах из трансформаторного железа, набранных в пакет. Затем нужно поискать маркер в который влезет сердечик с первичной обмоткой. Намотка выполняется виток к витку (сначала наматывают вторичную обмотку) 500 – 2000 витков проводом ПЭЛ диаметром 0,08. 0,25 мм. Первичная обмотка содержит 20 витков диаметром 0,5-0,7 мм. Межслойную изоляцию лучше выполнять из нескольких витков тонкой (0,1 мм) фторопластовой ленты, но подойдет также и конденсаторная бумага – ее можно достать из высоковольтных неполярных конденсаторов (витки также можно изолировать скотчем в 2-3 слоя).

После намотки обмоток трансформатор заливается эпоксидной смолой. В смолу перед заливкой желательно добавить несколько капепь конденсаторного масла (пластификатор) и хорошо перемешать. При этом в заливочной массе клея не должно быть пузырьков воздуха. А для удобства заливки потребуется изготовить картонный каркас (размерами 55x23x20 мм) по габаритам трансформатора, где и выполняется герметизация. Изготовленный таким образом трансформатор обеспечивает во вторичной обмотке амплитуду напряжения более 90000 В, но включать его без защитного разрядника не рекомендуется, так как при таком напряжении возможен пробой внутри катушки. Защитный разрядник (усы) можно увидеть на любом заводском шокере. Если желаете создать катушку которая будет служить верой и правдой годами, то не ленитесь и аккуратно залейте ее эпоксидной смолой во избежании пробоев обмотки. Это самый распространенный вариант.

Теперь рассмотрим вариант изготовления секционной высоковольтной катушки из пластмассового шланга. Сразу должен сказать, что такой твс можно найти в ксенон – блоке автомобильныx фар, и об этом я не раз говорил в статьяx про шокеры. Как уже стало понятно, вместо слоев в нашем трансформаторе будут секции. Для начала нужно достать трубку из полипропилена диаметром 20мм. Продаются они в магазине сантехники как замена обычным водопроводным трубам. Внимание! Нам нужна пластиковая трубка. Есть очень похожая, но металопластик – не подойдет. Нужен кусок всего 5-6см в длину так что нужно уговорить продавца, чтоб он согласился продать вам маленький кусок. Путем сложного процесса этот кусок должен стать секционным каркасом. Делается это следущим образом – берем дрель, в которую зажимаем сверло или болт близкий по диаметру чтобы влезал в трубку, наматывая на него изоленту добиваемся чтобы трубка сидела плотно и ровно. Далее берем резак который можно сделать из стальной пластины, наждачного полотна и т.д. и начинаем протачивать канавки прикидывая так чтобы не прорезать трубу. В итоге должны получится секции примерно 2х2 мм т.е. 2 мм в глубину и ширину. Чтобы они были ровнее после заточки можно немного подточить надфилем. После чего берем нож для бумаги и вдоль всего каркаса делаем надрез 2-3мм шириной, смотрите окуратнее так как можно прорезать стенку трубы, что черевато переделыванием. Теперь намотка, а для него нам нужен провод диаметром около 0.2 мм. Его можно в блоке питания, или разобрав сетевой трансформатор взять сетевую обмотку и многое другое. Этот провод нужно намотать на все секции нашего каркаса, не слишком усердствуя, чтобы провод не выходил за рамки секции, а лучше чтобы немного недоходил.

Перед намоткой к началу провода припаивается опять же небольшой многожильный проводок, который нужно хорошо зафиксировать клеем чтобы не оторвался в случае чего. Конец провода пока ни с чем не соединяем. Теперь нужно найти ферритовый стержень диаметром около 10мм и длинной около 50. Нам нужен феррит 2000НМ, для этих целей подойдет трансформатор строчной развертки от отечественного телевизора. Нужно снять с него все лишнее. Затем оккуратно расколите его. Если строчник из небольших половинок то их можно склеить суперклеем для получения более длинного стержня. Для обработки феррита нужно применить точило (наждачный круг) чтобы в итоге получился круглый стержень диаметром около 10мм и длинной около 50. Процесс очень тяжелый, и требует нервы. Вместо стержня можно использовать множество маленьких феритовых колечек склееных между собой – некоторым их проще купить, а делаются они тоже из феррита 2000НМ :-)?. Можно и даже удобно использовать феррит от радиоприемника, если нет такого также можно использовать вариант сердечка на трансформаторныx пластинкаx, о которыx говорилось выше. На ферритовый или железный сердечик заранее ставим изоляцию толстой изоляционной лентой, а затем мотаем первичную обмотку. Она содержит 15 – 20 витков провода 0,7мм виток к витку. После окончания первичку следует изолировать той же самой толстой изолентой. Затем стержень вставляем в отверстие нашего секционного каркаса. Тот кто xочет узнать сколько же витков нужно мотать во вторичной обмотке скажу – конкретного числа нет, ее мотают в зависимости от длины дуги которую xотите получить. Вторичную обмотку я всегда мотаю порядка 700 витков и у меня дуги до 3-х миллиметров. Но не стоит для большого эффекта мотать много витков, запомните с возрастанием числа витков возрастает опасность пробоя. Готовую катушку лучше поставить в заранее изготовленный пластмассовый или картонный корпус и залить эпоксидной смолой. Надеюсь было полезно – АКА.

Обсудить статью ИЗГОТОВЛЕНИЕ КАТУШКИ ЭЛЕКТРОШОКЕРА

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *