应急逆变电源(逆变器)的制作
本活动探究的目的:通过“应急逆变电源(逆变器)的制作”来培养学生动手动脑能力;认识电器元件,三极管、变压器原理等;培养学生的学习兴趣和爱好。 一、认识什么是逆变器
什么叫逆变器?简单地说,它是将直流电源转化为交流电源的一种机器。停电时作为备用电源。逆变器多种多样,大小各异,有的用于停电照明;有的用于电脑停电应急;这一些供电功率小,而我今天要介绍的是功率可以制作较大一些的逆变器。将12V的蓄电池作为电源,把12V直流电压转换为220V交流电的电源。它可以用于家庭的照明、电扇、VCD、电脑等较长时间的使用(蓄电池要稍大一些);它也可以用来充电、调压;它的基本功能有充电、调压、逆变三种;它特别是用于因为电力不足而经常停电的环境,其操作方法十分简单、适用。 2、逆变器的电路图:
三、电子原材料(以输出400W功率设计为例)
1、三极管:型号:3DD15D,16只;(数量多少因设计电功率而定,每一支管子输出功率约为25瓦)。
2、开关:6个(单置),还可以用开关组(后边在介绍);多档位旋钮格式开关1个。 3、电阻;100欧1个;大功率电阻2个,均为1—2欧(这种电阻不容易买到,可用800W的电
炉丝制作).
4、电流表(旁路):1个,可以用电压表改制而成,也可以用汽车电流表(量程为20A—30A)。
5、电压表:1个(200V—300V的)。能买得到,或者废电器上可轻松到。
6、插座:1个。
7、插头:1个。
8、导线:若干。
手动调速永磁耦合器9、变压器:一个。特制的买不到,需要自己绕制(后边介绍)。
10、铝制散热板:2块;厚度0.2毫米,面积:7 cm×1 0 cm。在装修材料处可到。
11、指示灯1盏3.7v或发光二极管1只。
12、保险插座和1安的保险管各一只。也可以不用。
四、制作—该机型的制作难点就是变压器制作————自绕:
1、准备变压器的铁芯一副:最好选用体积较大的铁芯,保证功率的实现;可以用旧的电器上的废变压器,即使烧坏了的变压器,也没关系,因为我们要的是铁芯,它不会被烧坏。如:40毫米×45毫米。不过,小一些的也可以用,但是,功率会小一些。“40毫米×45毫米”含义是什么呢?要清楚。指的是变压器中绕线圈的中心处铁芯的截面积。
2、漆包线:两种规格:
(1)、其一,直径1.8—2.0毫米的12米左右一段;用于绕付线圈约30匝。(假如没有这种规格,可用图片直径0.9毫米的双线绕制)。
(2)、其二,直径0.5—0.6毫米的细漆包线约0.6千克;用于绕原线圈。
3、线圈的绕制方法
(1)选定铁芯后用三合板(或塑料板) 、粘胶作一个绕线的骨架——即线架;如上图所示。
注意:上图中的数据只是用于“40毫米×45毫米”大小的铁心;铁心越小,漆包线越细,匝数越多,功率越小。36xp
(2)绕制付线圈(参照上图)
将直径为1.8mm的漆包线的起点为A,按同一方向(始终注意)绕6匝,抽出一个线头B来;再按原来方向绕20匝,由抽出一个线头C来;再按原来方向绕20匝,由抽出一个线头D来;再按原来方向绕6匝,由抽出一个线头E(初级线圈尾)来。再在这层线圈表面包上一层绝缘纸,若没有可用牛皮纸代替,用于将原线圈与副线圈隔开。这样副线圈就绕好了。
原线圈的绕制:
(3)在绕好的副线圈表面绕制原线圈(参照上图)
绕制的方法与副线圈的绕制一样。只不过是用直径为0.5——0.6mm的细漆包线绕制,其匝数不同而已;不过,要将线头的顺序做好记号,不能混了;否则会影响使用(后边的制作)。
注意:绕制线圈时,除了注意绕线方向,还要将线绕的密实,越紧、密、实越好。由左向右一层一层的均匀的饶,尽量不要堆积。
自动面膜机(4)线圈绕好后,将它与硅钢片(铁心)组成变压器。将硅钢片一片一片的插入线圈的孔中,层层叠放卡紧,就构成了变压器。再用绝缘漆或清漆浸湿整个变压器,晾干变压器就做好了。否则热损失大,噪音大。
(5)大功率的电阻(两枚的)制作:在800W的电炉丝上截取两段电阻分别为2欧的丝段;该阻值可调机子的功率大小。将它们分别用螺丝固定在绝缘的耐高温的合成材料或陶瓷材料板上;使电阻丝悬空,易散热;用螺丝固定便于调整;调电阻就是调整电阻丝的长短。如图:
五、晶体管与散热板的制作
图片两块长方形铝板,厚度:为1-2mm, 规格: 8cm×12cm.将三极管(3DD15D)的管
精油加工设备脚与铝板比对,在三极管的两个脚印处,各钻一个直径为2——3毫米左右的圆孔,保证三极管的管脚插入时候,不与铝板接触,留有缝隙,以防短路;三极管的外壳是集电极,它接电源正极(接地);三极管上另外两孔的用与管子向铝板上用自攻钉固定。每块铝板上要固定6――8只三极管;每只管子要钻4个孔,钻孔时,应注意管子的摆布;以便于8只管子的连接;用自攻钉将8只管子有序的固定好。用导线、焊锡将8只管子的基极、发射极分别连接成一组,即8只管子并联成一组。这个整流的关键组件做起了,不过要做2块待用。
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六、总装
1、制作一个硬质的铁盒子。规格:15CM×25 CM×45 CM。用螺丝钉将变压器固定在铁盒子的中央。将散热放大板安装在变压器的左右两侧,立着固定于机壳上,有利于散热。注意管脚不要与四周线路或机壳接触,防止短路。大功率的电阻R1、R2要与机壳绝缘,逆变时会放出大量的热要防止考坏周围的元件或线路;应把他按在铁盒的上半部分的空白处。将电压表、电流表、插座固定在铁箱的适当位置上;启动电阻的固定——在将100欧的电阻串上一个触发开关,然后,把它的一端焊在铁盒子上,接地,(备连接用);
2、连线:对照电路图将各个元器件焊接起来即可;
注意:
预制梁(1)蓄电池正极接地;
(2)启动用的100欧的电阻及开关串联后,一端焊在机壳上,另一端接在某一组三极管的基极上;
七、调试与使用:
1、充电操作:将K1、K2断开,同时K3、K6闭合即可;通过调整调压旋钮来,调整充电电流的大小(由电流表看出);电流过大会伤害蓄电池;过小充电速度太慢。该电流的大小有经验公式确定:
I最大=[蓄电池容量(安时)]÷10(A)
如:100安时的电瓶,充电电流不应该超过最大值10安;
2 、调压操作:调整充电旋钮开关,能使插座的输出孔的电压发生改变,调整至理想值即可。
3、逆变操作:将开关K4、K5闭合;同时,断开K3、K6即可。将启动开关按以下,逆变就开始了,变压器就发出很小“吱吱”的响声,同时插座内的指示灯会亮起来。表明逆变器已经启动。
调试:调整R1、R2值的大小,使机子功率达到设计功率。设计功率指的是每只三极管25瓦 ;调整时两个电阻的阻值必须相同;阻值与功率成反比,该阻值一般不小于0.5欧。否则,会损坏三极管。调试的效果,可以用它带200-400W白纸灯泡指示出来,就是观察灯的亮度。笔者在1998年自制这款机子,至今仍然还在使用,性能很稳定。
本机中的开关组K3、K4、K5、K6;可以用一个双置开关组代替,只要能实现某两个开关断开,同时另外两个开关闭合;那么闭合这两个开关时,同时另外两个开关断开即可以了。有了这样的开关,充电与逆变的转换就能轻松实现了。某些老式的收音机上有这种类似的开关,可以代用。