Предположим, что мы хотим сделать зарядное устройство, которое заряжает любой аккумулятор за полтора часа. Что для этого нужно? Прежде всего трансформатор. Попробуем посчитать ток и напряжение, которые необходимы.
Напряжение. Ток. Мощность.
Базовое напряжение, которого достаточно для заряда аккумулятора, такое же как напряжение снимаемое с автомобильного генератора – около 14 Вольт. К нему прибавляется падение напряжения на проводах и выпрямительных диодах. В сумме получаем около 16 Вольт.
Что бы полностью зарядить батарею 60 Ач в течении полутора часов, необходим ток 60 Ампер. А это 960 Ватт мощности, к которой необходимо прибавить 10 процентов на КПД трансформатора с сетевыми проводами, что в сумме дает более 1000 Ватт. А такие трансформаторы – очень дорогие и редкие «звери».
Но все ли так безисходно? Если пытаться применить отечественный трансформатор, изготовленный по технологии 60 годов, то да. Но если пораскинуть "серым веществом", то есть шансы. К счастью, бытовые СВЧ печки содержат уникальный трансформатор, годящийся для переделки.
На фото, одна из самых маленьких СВЧ печек со снятой крышкой.
Открыв такую печку Вы будете удивлены размерам киловаттного трансформатора.
Силовой трансформатор СВЧ печки (справа) и вентилятор (слева).
Вершиной простоты и изящества являются механические СВЧ печки. В них отпадает необходимость разбираться с тонкостями процессорной схемы управления.
СВЧ печка с механическим таймером на шаговом двигателе.
Внимание! Плата защиты, расположенная в правом верхнем углу, переходит в будущее устройство без изменений, вместе с вентилятором и термопредохранителем (черный, на магнетроне), который закрепляется на трансформаторе!
Если вооружиться отверткой, то можно извлечь таймер управления.
Таймер, фирмы Galanz (TM30MU01U). Максимальный ток - 15 А 125 В (8A 250B).
Таймер имеет две контактные группы и шаговый двигатель.
Этот таймер работает проще простого. Когда Вы поворачиваете ручку установки времени, замыкаются верхние контакты (и размыкаются по окончании времени). Контакты слева - начинают работать, только, если Вы установили частичную мощность.
Что нас может остановить?
Но не покупать, же новую СВЧ печку, что бы сделать зарядное устройство? Конечно не покупать! Но если есть нерабочая, ненужная или разбитая печь, то можно попробовать. Я длительное время занимался ремонтом таких печек. Что я знаю наверняка, что в них выходят из строя три элемента. Магнетрон (лечится заменой), высоковольтный выпрямительный диод, или трансформатор. Последний никогда не сгорал по первичной обмотке. Жизнь трансформатора заканчивалась коротким замыканием во вторичной обмотке, оставляя, таким образом, шансы на вторую жизнь.
Силовые трансформаторы СВЧ печек всегда имеют раздельные обмотки!
Не смотря на то, что такой трансформатор собран на Ш-образном сердечнике – он неразборной. Он тривиально сварен из двух частей. Для его переделки достаточно срезать вторичную обмотку и намотать новую. Между обмотками Вы найдете две металлические пластинки, которые необходимы для нормальной работы магнетрона. Их можно извлечь. Видео, youtube - здесь или здесь.
Разбирать, сердечник трансформатора, ненужно.
Трансформатор намотан из расчета 0,8 - 1,2 виток на вольт. Если применить двух диодную схему выпрямителя, то понадобятся две одинаковые вторичные обмотки. Точно определить количество витков можно, если намотать пробную обмотку. Как это делается можно посмотреть здесь.
Для справки. Площадь сечения провода, для вторичной обмотки, выбирается из расчета нагрева обмотки, и меняется в зависимости от условий охлаждения трансформатора. При постоянной нагрузке трансформатора, плотность тока для меди 1,4 – 3,0 Ампер на мм.кв., а для алюминия 0,9 – 2,0 Ампер на мм.кв. В случае циклической нагрузки, к примеру работа 20%, холостой ход 80% (бытовые сварочные аппараты), можно поднять плотность тока до 5,0 (8,0) А на мм.кв. для меди, и 3,0 (5,0) А на кв.мм. для алюминия.
Если все сделать аккуратно, то трансформатор будет выглядеть приблизительно так: (взято здесь, форум сайта http://6p3s.ru).
Следующая фотография взята здесь. Возможно, это и не самое изящное исполнение, но работает - на все 100 процентов.
Я устанавливаю подобные трансформаторы (в комплекте с вентилятором, конечно) в зарядные устройства и экзотические блоки питания. Даже при самой «экспресс» переделке они позволяют получить 500 Ватт в нагрузке (имеется в виду – после выпрямителя).
О бесплатном сыре.
Трансформатор, большинства бытовых СВЧ печек, рассчитан так, что железо (сердечник) работает в зоне насыщения, что приводит к завышенному току холостого хода (0,9 до 2А в зависимости от изготовителя). Без нагрузки, эти 200 – 400 Ватт, будут теряться на нагрев трансформатора (за 10 минут, без вентилятора, сердечник нагревается до 50 – 70 гр.Цельсия). Поэтому, использовать такой трансформатор как обычный, который круглосуточно включен в розетку, не получится.
Для моих конструкций (зарядные устройства и мощные БП) это не критично. Я ВСЕГДА использую таймер (фото выше) и включаю трансформатор с вентилятором, ТОЛЬКО, когда это необходимо. К примеру, заряд аккумулятора не берет больше часа, а для экспериментов с электролизом – достаточно 10-ти минут.
Конечно, этой информации недостаточно, что бы получилось что то "путное". Поэтому даю три толковые ссылки, которые сделают Вас профессионалом в этих трансформаторах и не только.
В.Володин, г.Одесса, Украина – Профессионал в трансформаторах, преобразователях, сварке. Статья «закрепит» Ваши знания о трансформаторах, как они работают и рассчитываются. Максимально коротко, только то что нужно, с цифрами. Читать обязательно, здесь.
И.Гончаренко, г.Минск, Беларусь – В двух статьях, на редкость профессионально, обобщил тему практического использования и переделки трансформаторов от бытовых СВЧ печек. Об использовании в качестве высоковольтного источника – здесь, о переделке в сварочный трансформатор – здесь.
И последнее. О системе автоматики, применяемой в бытовых СВЧ печках.
При наличии большого количества кнопочек и лампочек, электроника управления СВЧ печки достаточно примитивная. Процессорная часть или механический таймер, включает и выключает трансформатор и, вместе с ним, магнетрон. На 100 процентной мощности магнетрон работает постоянно, на 50 процентной – включается и выключается каждые ~20 секунд, и так далее. Не менее полезным режимом является «размораживание», которое включает нагрев на короткое время, а за тем ждет, пока не будет нажата кнопка «продолжить». В дополнение к блоку управления, в целях защиты в разрыв цепи трансформатора включены термо выключатель и несколько переключателей связанных с передней дверцей, которые разрывают сетевую цепь трансформатора и дают команду процессору управления, при попытке открыть дверцу.
Г.С.Сапунов «Ремонт микроволновых печей» САЛОН-пресс, 1998 – Ответит на оставшиеся вопросы по СВЧ печам, трансформаторам, схемам управления. Найдено здесь.
Важно! Систему защиты от попадания фазного напряжения на корпус СВЧ печки необходимо оставить! Это Ваша страховка на случай непредвиденного случая!!!
Таким образом, используя комплект деталей от нерабочей СВЧ печки дополненный двумя мощными диодами, можно получить очень мощный блок питания или неплохое зарядное устройство, которому может позавидовать большинство автосервисов. Конечно, оно становится похоже на промышленное зарядное устройство, конструкцию которого, я надеюсь, Вы уже посмотрели. Но это только оставляет путь для улучшения нашего зарядного устройства, в будущем. А еще и старую СВЧ печку пристроили.