Трансформаторное_железо_для_выходного_трансформатора

Трансформаторное_железо_для_выходного_трансформатора

Трансформаторное железо для выходного трансформатора

Проектируем выходной трансформатор для лампового усилителя.

Часть первая.

Каждый радиолюбитель, пожелавший собрать ламповый усилитель, сталкивается с вопросом, а какой же ТВЗ ему применить для своей конструкции?
Как рассчитать, как намотать или заказать трансформатор по расчётным данным?
Ведь в интернете он наверняка вычитал, что ТВЗ – это чуть ли не самый главный элемент всего устройства. И от его качества и параметров зависит в целом качество звука всего усилителя.

Так какие же параметры важнее всего в выходном трансформаторе? Как их рассчитать?
Этому и будет посвящена данная статья.
В ней нет ничего нового. Все данные для расчётов взяты из учебников 50 х годов прошлого столетия. А я лишь постараюсь «простым , доступным языком», изложить их здесь с учётом того, что современные носители звука используют полный звуковой диапазон от 20 Гц до 20 кГц, а наш усилитель и ТВЗ в том числе должен с запасом как вниз, так и вверх перекрывать этот диапазон.

Итак, Его величество – выходной трансформатор.
Какие же параметры выходного трансформатора главней всего?
Да практически все. Это:

— Активные сопротивления первичной и вторичной обмоток r1 и r2,

— полное сопротивление анодной нагрузки, т.е. нагрузка, на которую будет нагружена лампа во время работы с вашим ТВЗ и подключенной к нему акустикой.

а —коэффициент «альфа», отношение Ra/ Ri,сопротивления нагрузки к внутреннему сопротивлению лампы в рабочей точке.

L — индуктивность первичной обмотки,

Ls — индуктивность рассеяния,

n — коэффициент трансформации

— Rвых – выходное сопротивление усилителя, определяется внутренним сопротивлением выбранной лампы и параметрами выходного трансформатора.

— Кд – коэффициент демпфирования. Отношение Rн / R вых. Сопротивления нагрузки (динамика) к выходному сопротивлению усилителя.Чем он больше, тем лучше, и при определённых значениях и более, ваш усилитель будет одинаково хорошо звучать с любой по сложности импеданса акустикой.

Итак, для примера я выбираю лампу 300В одного из производителей. Её предельно допустимые электрические параметры следующие:
Ua = 450 вольт,
Ia = 100 ma.
На её ВАХах с помощью программы «TubeCurve» строю нагрузочную линию (обозначена красным).

Согласно своим желаниям. Определяю режим работы лампы.

Pout = 6,304 watt,

КНИ = 2,586%.
Не превышает предельно допустимых.

Это можно проделать и вручную, распечатав ВАХи принтером на листе бумаги.
Определяем коэффициент «Альфа» = а –коэффициент нагрузки.
а = Ra / Ri =5,99 kOm / 0,67 = 8,94

Многие могут возразить: Ведь коэффициент «Альфа» выбирается 3 – 5 Ri.
Отвечу: альфа = 3 — не "хайэнд", альфа = 5-7 — неплохо, альфа = 9-10 — для особых гурманов.
Не причисляю себя к особым гурманам, поэтому выбрал режим неплохой, но очень близкий к последним.
Если вы заметили, я ещё данным режимом потерял немного выходной мощности.
Лампа 300В обычно без труда выдаёт 8 ватт при анодной нагрузке 2,5 – 3 кОм.
Хочу заверить, что потеря мощности ввиду увеличения анодной нагрузки, практически не заметна по слуховым ощущениям. Да и на 6 ватт мне вряд ли когда доведётся эту лампу слушать.

Далее: определяем коэффициент трансформации .

Сопротивление моей нагрузки (динамика) Rn= R2 = 8 Ом.
Отсюда n =√ 8 / 5990 = 0,0365, или Ктр = 27,36.

Расчёт целесообразней всего начинать от КПД – коэффициента полезного действия.
Многие именитые могут заявить: «Да плевать нам на этот КПД, подумаешь, потеряем немного выходной мощности, мы в "хайэнде" за мощностью не гоняемся!»
При этом забывают, что КПД зависит напрямую от активных сопротивлений r1 и r2, это во-первых, а во-вторых — от этих же сопротивлений зависит R вых оконечного каскада усилителя.
Чему же равен КПД? (η)

Вычисляем: КПД = 27,36 * 27,36 * 8 Om / 5990 Om =0,99.
Пусть вас не пугает эта цифра. Она говорит только о том, что мы на правильном пути.
Пугать должна цифра 0,85 или даже 0,8. А мы, от идеального трансформатора перейдём к более реальному и зададимся КПД = 0,95. Можно взять и больше, но габариты такого трансформаторы будут неимоверно увеличиваться в размерах. О чём каждый может потом посчитать.

Леонид Пермяк с «Хаенд – борды» составил и любезно предложил график определения R вых. % выходного сопротивления усилителя от КПД трансформатора и выбранного коэффициента «Альфа».

Тогда, при КПД = 0,95 и «Альфа» = 0,89 R вых = 17% от нагрузки 8 Ом.
R вых = 1,36 Ом. И это очень хорошее значение для нагрузки 8 Ом.
Хочу отметить, что этот результат не точный. Он прикидочный, чего нам ожидать.
После вычисления активных сопротивлений первичной и вторичной обмоток, получим более точный результат выходного сопротивления.
Кд (коэффициент демпфирования) при этом будет = 8 / 1,36 = 5,88.

Для нагрузки 4 Ом, R вых. Должно быть меньше 1 ома.
А как же нам получить эти 1, 36 Ом . Для этого вычислим максимально допустимое сопротивлений первичной r1 и вторичной r2 обмоток.

r1 = 0,5 * 5990 * (1 – 0,95) = 149, 75 Ом. Вполне выполнимая задача. И она благодаря высокому выбранному Ra —сопротивлению анодной нагрузки.

r2 = 0,5 * 8 * (1 – 0,95) / 0,95 = 0,21 Ом.

Итак, максимально допустимые активные сопротивления первичной и вторичной обмоток равны 149,75 Ом и 0,21 Ом соответственно. Меньше эти значения могут быть. Это приведёт к улучшению параметров всего ТВЗ. А увеличение этих значений – к ухудшению.

Теперь можно вычислить, какое будет R вых. усилителя.

R вых. = 0,21 + (670 Ом + 149,75 Ом)/ 27,36 ² = 1,17 Ом. Замечательный результат.
Выходное сопротивление уменьшилось, значит увеличится коэффициент демпфирования.
Далее вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1 для нижней частоты. Для этого воспользуемся формулой сопротивления эквивалентного генератора для нижней частоты.

r1 – активное сопротивление первичной обмотки;

r2 — активное сопротивление вторичной обмотки;

r’2 = r2 * Ктр² — активное сопротивление вторичной обмотки, приведённое к первичной цепи;
R’2 = R2 * Ктр² – сопротивление нагрузки, приведённое к первичной цепи.
R2 – сопротивление нагрузки (динамика). Вычисляем Rэн.

(Ri + r1) = 670 + 149,75 = 819,75
r’2 = 0,2 * 27,36 2 = 149,71
R’2 = 8 * 27,36 2 = 5988,56
(r’2 + R’2) = 6138,27
тогда,
Rэн = 819,75 * 6138,27 / 819,75 + 6138,27 = 723,17 Ом.

Вычисляем минимально необходимую индуктивность первичной обмотки L1.

Приняв Fн=10Гц и спад на этой частоте -3 дБ (выражение под квадратным корнем при спаде – 3 дБ = 1, Мн – коэффициент частотных искажений ), вычисляем минимально допустимую индуктивность первички:

L1 = 723,17 / 6,28 * 10 = 11,52 Гн. Округлю до 12 Гн.

Кто-то может возразить, что уж больно мала получилась индуктивность первичной обмотки. Она должна быть как минимум раза в 3 больше. Но, параллельно первичке (и приведённой к ней нагрузке) у нас прежде всего подключено Ri лампы, равное в данном случае 670 Ом. И оно хорошо демпфирует первичку, от которой теперь уже не требуется большой L1.

Потому-то я и старался применить лампу с маленьким Ri — чтобы не потребовалось большой индуктивности и многих витков первички.
Применённая мной формула Rэн есть выражение для двух параллельно соединённых сопротивлений — Ri и Ra c учётом паразитных активных сопротивлений.

Однако, в этой бочке мёда есть и ложка дёгтя. И выражается она в том, что норма на спад величиной -3 дБ слишком слабая. Дело в том, что если на какой-то НЧ-частоте такой спад, то ощутимый спад начинается где-то на декаду выше этой частоты, т.е., если такая норма заложена на частоте 10 Гц, то начало спада — где-то на 100 Гц.
Вот картинка, только из очень древней книги:

Именно поэтому, для того, что бы получить «полноценную» частоту 40 Гц, многие ГУРУ, рассчитывают ТВЗ для нижней частоты Fн = 5 – 6 Гц.
Не буду пересчитывать на Fн = 5 Гц и продолжу расчёт как задумал. А каждый желающий может это проделать самостоятельно, и посмотреть что из этого вышло.

Проектируем выходной трансформатор для лампового усилителя.

Часть вторая.

Далее рассчитываем ТВЗ применительно к железу.
Обычно, для лампы 300В берут сердечник от ОСМ 400 ватт. В крайнем случает от ОСМ 250 ватт.
Ввиду того, что мной выбрано Ra достаточно большое и = 5990 Ом, амплитуда тока в связи с этим уменьшилась. Выходная мощность тоже упала.
Попытаюсь использовать имеющиеся у меня стандартный сердечник ШЛ 25 х 50. из электротехнической стали 3408, толщина ленты 0,3 мм.
Такой сердечник согласно справочных данных имеет габаритную мощность при индукции В = 1,6 Тесла, 230 Ватт.
Данный сердечник имеет внушительное окно, что позволит вместить не мало провода.

Для того, что бы продолжать расчёт, необходимо определить пригодность имеющегося железа для данного трансформатора.
Для этого необходимо знать его габаритные размеры и электрические параметры, начальную магнитную проницаемость Мю 0 или индукцию насыщения сердечника.
Чтобы это узнать, необходимо будет провести небольшую лабораторную работу и собрать небольшую схему.

На каркас трансформатора намотать пробные 100 витков. Постепенно увеличивая напряжение с ЛАТРа, отследить по осциллографу тот момент, когда синусоиду начнёт «ломать». Затем допустимое значение индукции рассчитывают по формуле:

где U1 — показания прибора, В; S — площадь сечения магнитопровода, см2 (чистого железа). Однако, не все смогут воспользоваться этим способом, ввиду отсутствия необходимых приборов. Поэтому будем рассчитывать более доступным, но уже приблизительным способом.
Зная, что железо из шихтованных пластин, «Ш» — образное, насыщается при 1,2 Т (Тесла =12000 Г (Гауссов)), а ленточных ШЛ, ПЛ при 1,6 Т = 16000 Г, для ТВЗ однотактных усилителей, примем значение максимальной индукции в сердечнике равное половине максимальной индукции насыщения.
Т.е. от 0,6 Т для Ш железа до 0,8 для ШЛ, ПЛ железа. Итак, имеется сердечник ШЛ 25 х 50 из электротехнической стали 3408, с толщиной ленты 0,3 мм.

-Площадь сечения рабочего керна — Qж = 2,5 * 5 * 0,95 = 11,875 cm2 0,95 — Кст – коэффициент заполнения сердечника сталью. Так обещает завод производитель. -Длина средней магнитной силовой линии lж = 21,3 см — взято из справочника. но можно рассчитать по формуле:

— Средняя длина витка lв = 21,00 см. Зависит от размеров каркаса и зазоров между элементами каркаса и сердечника. но можно рассчитать по формуле:

Тогда, индуктивность первичной обмотки по магнитопроводу будет равна

Где Мю 0, при неизвестном железе автор советует от 400 — до 600, возьму по минимуму 400.
Зазор в сердечнике. при токе 100ма возьму lз = 0,02cm, что будет соответствовать 0,1 мм под каждую подкову. А после всех расчётов зазор подкорректирую.
Исходя из того, что минимально допустимая индуктивность у меня 12 Гн, считаю количество витков W первичной обмотки: W1 = 2448 витков, вторичной, W2 = 2448 / (Ктр = 27,36) =89,47 витков. = 89.
Учитывая то, что средняя длина витка намотки 21 см, а максимально допустимое активное сопротивление 149,75 Ом получаем общую длину провода первичной обмотки 2448 витков * 0,21 м = 514,1 метра.
Тогда:

149,75 Ом : 514,1м = 0,291 Ом/метр.
По этому параметру, согласно таблице определяем диаметр провода. Это между 0,265 и 0,28.
Выбираем больший = 0,28 по меди и для ПЭТВ 0,33 по лаку.
Там же по таблице смотрим, что провод диаметром 0,28, при плотности тока 2 А/мм? соответствует току 124 мА. Ток покоя лампы равен 91,78 мА. Подходит.

Вторичная обмотка: W2 = 89 витков * 0,21 метр = 18,7 метра.
0,21 Ом : 18,7 м = 0,011 Ом/метр.
Соответствует проводу диаметром 1,45 мм по меди 1,56 по лаку. Сечение 1,651 мм?.
Данные по вторичной обмотке в последующем могут быть преобразованы при конструктивном расчёте.
В зависимости от желаемого секционирования, провод может быть применён значительно меньше по диаметру (сечению), но суммарное сечение всех обмоток должно остаться не меньше. 1,651 мм?.

Читайте также:  Теплый_пол_пленочный_с_инфракрасным_излучением_цена

Конструктивный расчёт. (Или, как разместить всё это на каркасе сердечника).

Хочу предупредить, что я делаю намотку очень плотной. Изоляцию между слоями не делаю. Между секциями применяю очень тонкую, 25 микрон пропиленовую изоляцию в несколько слоёв.
После намотки катушку пропитываю в лаке МЛ-92 с последующей сушкой.
Итак, габариты намотки по каркасу 59 х 23 мм. Это значит, что провода первичной обмотки, диаметром 0,28 по меди, 0,33 по лаку уместится 59 : 0,33 = 178 витков, реально
175 витков.
2448 : 175 = 13,988, округляем = 14 слоёв.
Высота намотки = 14 * 0,33 (по лаку) = 4,62 мм без учёта изоляции и вспучивания.

Для укладки вторичной обмотки выберем такой вариант, уложим все витки вторички в одном слое.
59 : 89 = 0,66 мм – мах. Диаметр провода по лаку. Реально столько витков не уложить.
Реально уложится провод диаметром 0,56 мм по меди, 0,62 по лаку.
Провод 0,56 имеет сечение 0,247 кв. мм . А нам необходимо минимальное сечение 1,651 кв.мм. Значит 1,651 : 0,247 = 6,68, округляем = 7 слоёв в параллель.
Высота намотки = 7 * 0,62 = 4,34 мм.
Общая высота намотки = 4,62 + 4, 34 = 8,96 мм. * 1,2 – 1,3 коэффициент вспучивания, зависит от того, кто как мотает = 10,76 – 11,65 мм + толщина изоляции, смотря кто сколько её кладёт.
Вот если это всё уместится на вашем трансформаторе, то можно сказать, что получился удачным, с минимальными необходимыми требованиями.
Если же про расчёте на каркасе остаётся много места, как получилось у меня. То, смело увеличивайте количество витков о одновременным увеличением диаметра провода, так, что бы активные сопротивления обмоток не превысили заданных значений. Меньшие их значения приведут только к улучшению параметров ТВЗ.

Что получилось у меня.
W1 — 3384 витка, провод 0,355 по меди, 0,385 по лаку, r1 = 128 Ом, 24 слоя, (3 — 6 — 6 — 6 — 3). Все последовательно.
W2 — 123 витка, провод 0,425 по меди, 0,47 по лаку, r2 = 0,16 Ом. 20 слоёв, по 5 слоёв между первичкой. Все параллельно. На нагрузку 8 Ом.
Итого 9 слоёв.
Изоляция только между слоями, пропилен 25 микрон, по 3 слоя. Пропитка в лаке МЛ92, с последующей сушкой.
Индуктивность первички могу посчитать пропорционально.
3384 / 2448 = 1,38 1,382 = 1,9. Ранее рассчитанные 12 Гн * 1,9 = 22,8 Гн.
За секционированием не следует сильно гнаться. В данном случае хорошие результаты получаются при общем количестве секций равном 7.
И последнее, уточняем немагнитный зазор.

8 * 3384 * 92 * 10-7 = 0,25мм.
Так как магнитный поток прерывается дважды, толщина прокладки будет вдвое меньше и = 0,125мм под каждую подкову.
Теперь, зная длину провода, можно рассчитать его вес, заодно и стоимость.
Спасибо за внимание. На этом расчёт закончен.
Хочу обратить внимание, что для пентодов, тетродов — расчёт производится точно так же, с учётом их характеристик.
Сопротивление нагрузки Ra выбирается оптимальное, по ВАХ и наименьшим нелинейным искажениям.
Если напряжение на аноде не соответствует паспортным значениям, то необходимо их сначала преобразовать под соответствующие напряжения. Задача довольно хлопотная.

И ещё, можно так же рассчитать индуктивность рассеяния Ls и вычислить частоту среза по ВЧ. Но это потом, при необходимости.

Не судите строго, может быть о чём-то забыл упомянуть.

Один маленький интересный совет.
Если есть возможность, то для уменьшения активного сопротивления обмоток, при том же количестве витков, следует выбирать сердечник квадратного сечения.
Для примера:
Сердечник 16 кв см.
Если стороны рабочего керна равны между собой и равны 4 и 4 см, то длина витка (не считая каркаса) = 16 см.
Изменим размеры сторон. 2 и 8 см = 16 кв.см. Периметр = длине витка =20 см.
4 лишних см. х 2500 витков = 100 лишних метров провода(это только по периметру сердечника).
Для провода 0,3 по меди это 24,8 Ом лишних.

Трансформаторное железо для выходного трансформатора

Подняв все свои архивы (не расчётные, а намоточные – есть у меня такие), я всё уточнил, причесал, привёл в божеский вид.

Выкладываю ВТОРУЮ ВЕРСИЮ статьи, исправленную.
Теперь, как вы видите, она и называется по-другому

Речь в этой статье пойдёт о том, как приготовить простые (несложные), но «приятные» трансформаторы из распространённого подручного (иногда и подножного) железа и проводов доступных марок и диаметров.

Мне постоянно задают вопросы о намотке трансформаторов.
Чтобы как-то упростить ситуацию с ответами, которых от меня ждут иногда подолгу, я решил собрать из своих старых рабочих тетрадок все (ну или почти все) трансформаторные рецепты в одну кучу и выложить это в виде небольшой статейки.

Сначала, однако, разберёмся, какое железо является распространённым.

Я в своё время начинал с ТС180 (ТС200, ТС250-2М), ТСШ170, ОСМ-0,16 (ОСМ-0,25; ОСМ-0,4).
Как показывает практика, ситуация с годами не изменилась (да и как она могла измениться, когда мы вынуждены «пережёвывать» остатки былой роскоши нашей советской промышленности), поэтому начинающие лампостроители используют вышеперечисленное железо в 99% случаев.

Ещё конечно надо дать рецепт перемотки трансформаторов от Прибоя, которые при неплохом железе имели довольно бездарно намотанные катушки, могущие втиснуть в себя в полтора раза больше меди, чем на них намотано в оригинале.

Какие трансы реально намотать на всём этом железе?

Выходные трансформаторы на ТСШ-170.

Это Ш-железо. Набор 30 х 60. То есть в чистоте чуть более 16-ти квадратов.
Окно 19 х 53 мм. Не очень большое , но нам хватит.
Габариты намотки – 17 х 50 мм.
Чаще попадаются ТСШ170 с толщиной пластин 0,5 мм, реже – 0,35 мм.
Для наших целей лучше второй вариант, но и первый никто не запрещает.

1. Выходной транс для SE на 2 ком / 4; 8 ом.

Первичка – 2340 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,355 мм в трёх секциях (5+10+5 слоёв по 117 витков в слое). R акт первички – 102 ома.
Вторичка – 160 витков (отвод от 113-го витка) проводом 0,55 мм в двух секциях. Два слоя по 80 витков, в каждой секции по две вторички в параллель. Всего – четыре запараллеленных обмотки. R акт вторички – 0,77 ома. Приведённое – 165 ом.

Для чего применять такой транс – решайте сами.
У меня он работал с 6П42С в триоде.
Зазор — 0,2 мм.

2. Выходник на SE 6С33С.

Если кто-то думает, что на ТСШ170 нельзя намотать выходной трансформатор на 6С33С или 6С18С, то это не так.

Первичка – 1050 витков провода ПЭВ-2 0,6 мм в трёх секциях (4+6+4 слоёв по 75 витков в слое.) R акт первички – 17 ом.
Вторичка – 100 витков (отвод от 71-го) проводом 0,93 мм в два слоя по 50 витков. Две параллельных секции. R акт вторички – 0,335 ома. R приведённое – 37 ом.
Приведённое к аноду сопротивление – 936 ом при восьми и четырёхомной нагрузке соответственно.

Зазор при 200-250 ма – около 0,25 мм.

Индуктивность такого трансформатора около 4 гн, что является минимально допустимым, на мой взгляд, значением для 6С33С. Тем не менее, работать будет вполне неплохо. Попробуйте!

3. Выходной трансформатор для 6П45С или 6С41С.

Приведённое сопротивление – 1,31 ком.

Первичка – 1680 витков ПЭВ-2 0,425 мм, три секции (4+8+4 слоёв по 105 витков в слое).
R акт первички – 54 ома.
Вторичка – 138 витков проводом 0,93 мм. Две секции по три слоя, в каждом слое 46 витков. Отвод для четырёх ом от 92-го витка, т.е. от конца второго слоя.
R акт вторички – 0,46 ома. Приведённое – 68 ом.

Здесь надо сделать некоторое уточнение.
Если вторичка состоит из трёх слоёв, то отвод для четырёх ом удобно делать от конца второго слоя (0,667 обмотки близко к требуемым значениям 0,707).
Если же она состоит из четырёх слоёв, то отвод можно сделать от третьего слоя (0,75 обмотки также близко к 0,707).
Небольшая неточность приведённого к аноду сопротивления в данном случае не страшна, усилители-то у нас триодные, они легко переносят подобные «отклонения».

Зазор при 150 ма – около 0,2 мм, учитывая наличие технологического зазора.

4. Транс для двухтактника на 6П36С.

Хорошая лампа 6П36С. Недорогая и хорошо звучащая.
Вот для двухтактника на 36-х трансформатор с Ra-а = 6,85 ком на нагрузке 16, 8 и 4 ома.

Каркас делим средней щекой. Мотаем половины в разные стороны.

На каждой половине:
Первичка — две секции по 560 витков (10 слоёв по 56 витков) провода ПЭВ-2 0,355 мм.
R акт первички – 98 ом.
Вторичка – между ними – 112 витков того же провода в два слоя, отводы от 56-го и 79-го витка для 4-х и 8-ми ом соответственно. 112 витков – для 16-ти ом.
Таких вторичек три в параллель на каждой половине.
R акт вторички – 0,88 ома. Приведённое – 352 ома.
Соединяем первичные обмотки перекрёстно-последовательно, вторичные – параллельно. Подробнее смотрите в монографии Г. Цыкина.

Итого на каркасе 2240 витков в первичной обмотке и 112 во вторичной.
Железо, естественно, собирается вперекрышку без зазора.

Остаётся добавить, что такой выходник подойдёт для РР на ГУ50, 6С4С, 6П3С, Г807 и пр. лампах с внутренним сопротивлением 0,8 – 1,5 ком.

5. Простой выходной трансформатор на 3,6 ком для однотактников на тех же лампах (6С4С, ГУ50 и пр.)

Первичка – 2400 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Три секции по 5+10+5 слоёв, в каждом слое 120 витков. R акт – 108 ом.
Вторичка тем же проводом 120 витков, отвод для 4-х ом от 85-го витка. Две секции по четыре параллельных слоя. Всего восемь параллельных слоёв.
R акт вторички – 0,7 ома. Приведённое – 280 ом.
КПД – 89%.

6. И ещё один выходной трансформатор для однотактника.

Кто-то скажет 2400 витков – мало. Согласен. Но ведь и сопротивление первички надо бы удерживать хотя бы в пределах 100 ом.
Вот ещё один вариант — компромиссный.

Первичка – 3120 витков провода ПЭТВ-2 0,315 мм. Три секции (6+12+6 слоёв по 130 витков в слое). R акт – 182,5 ома.
Вторичка – 113 витков ПЭТВ-2 0,41 мм, отвод от 80-го витка для 4-хомной нагрузки.
Две секции по шесть параллельных слоёв. Всего – двенадцать параллельных вторичек.
R акт вторички – 0,33 ома. Приведённое – 250 ом.

Приведённое к аноду сопротивление первички – 6,53 ком.

Такой транс работал у меня с УО186 (Ri = 1,1 ком).

Трансформаторы на ОСМах.

Сначала разберёмся, какие ОСМы нам подойдут.

Для выходников вполне применимы ОСМ-0,16, ОСМ-0,25, ОСМ-0,4.
Для межкаскадников – ОСМ-0,1.

Вот на них и остановимся.

Первое, чего, наверное, многие ждут.

7. Межкаскадник на ОСМ-0,1 для ламп Ri

Теперь выходные трансформаторы на ОСМ.

Это ШЛ 32 х 40.
Чистое сечение – 12,2 квадрата. Немного, конечно.
И окошко у него небольшое. Габариты намотки – 15 х 50 мм.
Но кое-что намотать на нём всё-таки можно.

8. Выходник для SE 6С4С, Ra = 4,64 ком.

Первичка: 2520 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 126 витков в слое.
Rакт первички – 96 ом.
Вторичка: 108 витков (отвод от 76-го) проводом ПЭВ-2 0,43 мм. Две секции по четыре параллельных слоя. Всего восемь параллельных обмоток.
Rаки вторички – 0,35 ома. Приведённое – 188 ом.

Читайте также:  Связать_наволочку_на_подушку_спицами_для_начинающих

Зазор – не более 0,1 мм.

Как-то для безобразно «кривой» рефлекторовской трёхсотки мне пришлось намотать транс 8,5 ком / 5,4 ома, чтобы она могла хоть как-то справляться с акустикой «AN-zero2».
Первичная обмотка на таком же железе была тоже 2520 витков, а вторичка – 65 витков ПЭВ-2 0,71 мм, шесть слоёв в параллель. Если кому нужен такой «экстремальный» вариант – пожалуйста.

9. Трансформатор для SE 6П42С, Ra = 1,6 ком / 4 и 8 ом.

Люблю я лампу 6П42С в триоде. Ничего для неё не жаль, даже провода ПЭЛШО.

Первичка: 2160 витков ПЭЛШО 0,355 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 108 витков в слое.
Rакт первички – 78 ом.
Вторичка: 162 витка ПЭВ-2 0,87 мм. Две секции по три слоя, в слое 54 витка. Отвод на четыре ома от 108-го витка, т.е. от конца второго слоя.
Обе секции вторички параллелятся.
Rакт вторички – 0,5 ома. Приведённое – 88,9 ома.

Зазор – 0,15 мм при токе 150 ма.

Провод ПЭЛШО имеет отличные звуковые свойства, стоит попробовать, потом на обычный ПЭВ не «пересядете».

ОСМ-0,25.

ШЛ 32 х 50 – 70.
Габариты намотки 66 х 17 мм.

Как-то судьба немного меня с этим железом сводила.
Вот только пару приличных выходных трансов на нём я обнаружил в своих записях.

10. Выходной транс на 300В. Ra = 4,32 ком / 4 и 8 ом.

Первичная обмотка: 3240 витков ПЭВ-2 0,355 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 162 витка в слое. Rакт первички – 135 ом.
Вторичная: 144 витка ПЭВ-2 0,85 мм в два слоя, 72 витка в слое, отвод от 102-го витка.
Четыре таких вторички в параллель. Rакт вторички – 0,25 ома. Приведённое вторички – 127 ом.

КПД транса = 93,7%.

Индуктивность такого трансформатора около 45 гн, что позволяет услышать довольно низкий бас с ламп, подобных 300В, ГУ50, 6С4С, EL34 и пр.

Зазор – около 0,1 мм для 100 ма тока.

11. Выходник для SE 2 х 300В. Ra = 1,85 ком / 4 и 8 ом.

Был случай, когда просили меня выкачать 20 вт с двух 300В в однотакте. Пришлось городить вот такой транс.

Первичка: 2600 витков. Три секции, 5+10+5 слоёв по 130 витков проводом ПЭВ-2 0,45 мм.
Активное сопротивление первички – 62 ома.
Вторичка: 180 витков (с отводом от 127-го витка) в двух слоях по 90 витков проводом ПЭВ-2 0,69 мм. Две секции по две (всего четыре) параллельных вторички.
R акт. вторички – 0,48 ома. Приведённое – 100 ом.

Зазор для тока 200 ма – ориентировочно 0,2 мм.

Теперь подобрались к железу ОСМ-0,4 .

ШЛ 40 х 50 – 72. Габариты намотки – 23 х 68 мм.

Этого-то я тонны перемотал!
Ничего так железо, довольно удобное во многих отношениях.

12. Выходной трансформатор для SE 300B. Ra = 5,25 ком / 16, 8 и 4 ома.

Когда надо получить большую линейность, высокий демпингфактор и низкий бас, мотайте такой транс.

Первичка: 3312 витков ПЭВ-2 0,41 мм. Четыре секции, 4+8+8+4 слоёв по 138 витков в слое. Rакт. первички – 108 ом.
Вторичка: 188 витков ПЭВ-2 0,6 мм в два слоя по 94 витка в слое. Отвод на 8 ом от 133-го витка, на 4 ома – от 94-го витка, т.е. от конца первого слоя. Три секции по две таких вторички в параллель, всего шесть параллельных вторичек.
Rакт. вторички – 0,48 ома. Приведённое – 150 ом.

Индуктивность такого трансформатора – около 60 гн позволяет его использовать даже с ГМ70, надо лишь позаботиться о киловольтной изоляции.

13. Выходник на ГМ70. Ra = 5,91 ком / 16 и 6 ом.

Первичка та же, что и в предыдущем варианте: 3312 витков ПЭВ-2 0,41 мм. Но в пяти секциях, 3+6+6+6+3 слоёв по 138 витков в слое. Rакт — те же 108 ом.
Вторичка: 176 витков (отвод от 108-го) в два слоя проводом ПЭВ-2 0,65 мм по 88 витков в слое. Никто не запрещает сделать отводы на 4 ома от 88-го витка и на 8 ом от 125-го.
Я просто ограничен был техническим заданием своего друга, для которого мотался этот выходник. А у него одна акустика – довольно «кривая» B&W604, зато другая – роскошный 300-литровый ПАС на 4А32. Вот потому и 6 и 16 ом.
Вторичных обмоток четыре секции по 1+1+2+2 обмотки, соединены параллельно.
Всегошесть параллельных секций.
Rакт. вторички – 0,38 ома. Приведённое – 137 ом.

КПД транса – 95,8%.

Зазор для ГМ70 при токе 130 ма – 0,12 мм.
Вообще при выставлении зазора смотрите на осциллограф.
Когда синус на большой амплитуде менее всего искорёжен – это правильный зазор!

14. Трансформатор для SE 6С33С. Ra = 1 ком / 8 и 4 ома.

Трансформатор для такой низкоомной лампы тоже должен быть весьма низкоомным.
Вот вариант на ОСМ-0,4.

Первичная обмотка: 1104 витка ПЭВ-2 0,89 мм. Три секции, 4+8+4 слоя по 69 витков в слое. Rакт первички – 7,6 ома.
Вторичная обмотка: 100 витков ПЭВ-2 1,25 мм в два слоя по 50 витков в слое. Отвод от 71-го витка. Две таких вторички укладываются между тремя первичками и параллелятся.
Rакт вторички – 0,175 ома. Приведённое – 21,3 ома.

КПД транса – 97%. Однако, это не предел. Его можно ещё повысить, если правильно распределить доли приведённых сопротивлений первички и вторички в КПД транса.

Такой выходник подойдёт и для двух параллельных 6С41С или ЕС360.

15. И ещё SE ГМ70. Ra = 6,72 ком / 8 и 4 ома.

Всё-таки индуктивность для ГМ70 должна быть большой. Вот вариант на 85 гн в первичке, но почти на грани фола по её активному сопротивлению (170 ом).

Первичка: 3888 витков ПЭВ-2 0,355 мм. Секций пять, 3+6+6+6+3 слоёв по 162 витка в слое. Rакт первички – 170 ом.
Вторичная обмотка: 138 витков провода ПЭВ-2 0,89 мм в двух слоях по 69 витков в каждом. Отвод от 98-го витка. Четыре таких вторички располагаются между пятью первичками и соединяются параллельно.
Rакт вторички – 0,24 ома. Приведённое – 190 ом.

Хватит о железе ОСМ.

Перейдём к ещё более «народному» варианту – ТС180.

Это железо двухкатушечное, ПЛР 21 х 45.
Чистых 8,8 квадратов сечения.
Плюс весьма вместительные катушки.

Посмотрим, что можно на них намотать.

Первым делом напрашивается выходной трансформатор для РР.

16. Выходник для РР Г807. Ra-а = 8,34 ком / 8 ом.

Первичка: 4560 витков ПЭВ-2 0,31 мм. Rакт первички – 190 ом.
Вторичка: 144 витка ПЭВ-2 1,00 мм. Rакт вторички – 0,145 ома.
Приведённое – 145 ом.

На каждой катушке:
Четверть первичной обмотки – 1140 витков. Пять слоёв по 228 витков в слое.
Половина вторичной – 72 витка. Четыре слоя в параллель.
Ещё четверть первичной – 1140 витков. Пять слоёв по 228 витков.

Обмотки первички соединяются перекрёстно-последовательно,
вторички – последовательно.

Этот трансформатор играл отличный бас. Кому такой нужен – пожалуйста!
Имейте в виду, что интересным вариантом будет запараллеливание первичек.
Тогда можно экспериментировать с Rа-а в широких пределах.

17. Транс для РР 6П45С. Ra-а = 1,8 ком / 8 и 4 ома.

Первичная обмотка: 3400 витков ПЭВ-2 0,415 мм. Четыре секции по 5 слоёв, 170 витков в каждом слое. Rакт первички – 82 ома.
Вторичная: 240 витков ПЭВ-2 0,95 мм в трёх слоях по 80 витков. Отвод на 4 ома от 160-го витка, т.е. от конца второго слоя. Rакт вторички – 0,54 ома. Приведённое – 108 ом.

Коммутация обмоток такая же, как и в предыдущем варианте.

КПД транса – 89,4%.

Из двух ПЛ-сердечников можно собрать один ШЛ.
Если проделать это с ТС180, то получим
ШЛ42 х 45 — 85 со здоровенным окном – 27 х 85 мм.
Габариты намотки – 25 х 80 мм.

Вот два SE транса на таком железе.

18. Выходник для SE ГМ5Б. Ra = 4,46 ком / 8 и 4 ома.

Первичка: 2700 витков ПЭВ-2 0,55 мм. Три секции, 5+10+5 слоёв по 135 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 55 ом.
Вторичка: 116 витков на 6 ом, отвод для четырёх ом от 83-го витка. Провод – ПЭВ-2 диаметром 0,65 мм. Две секции вторички, в каждой по шесть (всего двенадцать) параллельных слоёв. Активное сопротивление вторички – 0,13 ома.
Приведённое – 72 ома.

Зазор – около 0,12 мм для тока 130 ма.

19. Транс для SE 300В. Ra = 4 ком / 16, 8 и 2 ома.

У этого трансформатора не совсем привычная вторичка, но такие «ответвления» были продиктованы имеющейся акустикой и конструктивно оказались вполне удобны.

Первичная обмотка: 3600 витков ПЭЛШО 0,4 мм. Три секции, 6+12+6 слоёв по 150 витков в каждом слое. Rакт первички – 125 ом.
Вторичная обмотка: 228 витков (отводы от 152-го витка на 8 ом,) проводом ПЭВ-2 0,96 мм. Мотается в три слоя по 76 витков в слое. Четыре таких параллельных вторички в двух секциях. Активное сопротивление вторички – 0,37 ома, приведённое – 93 ома.

Зазор – 0,15 мм для тока 100 ма.

Был сделан ещё один клон этого трансформатора для лампы ГМ70.
Вот такой:
Ra = 4,67 ком / 8 ом.

Первичка – 3600 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм.
Четыре секции — 4+8+8+4 слоёв по 150 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 92,5 ома.

Вторичка – 152 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0,96 мм в два слоя по 76 витков в слое.
Три секции по две параллельных вторички в каждой секции.
Всего шесть запараллеленных вторичек.
Активное сопротивление вторички – 0,165 ома, приведённое – 92,5 ома.

КПД этого транса – 96%.

Интересно:
«Коэффициент качества по Бурцеву» данного выходника –
12000 х 92,5 / 1500 + (1500+92,5)/(6,28 х 0,577) = 1180.
Что соответствует оценке «хорошо» в его критерии качества 

Ну и напоследок, как я и обещал, вариант перемотки прибоевского трансформатора, при котором он из «прибОйца» превращается в «прибойцА».

20. РР-транс для 6П42С в чистейшем классе «А». Ra-а = 3,81 ком / 16, 8 и 4 ома.

Первичка: 3724 витка ПЭВ-2 0,45 мм. Rакт – 82 ома.
Вторичка: 248 витков ПЭВ-2 1,00 мм в четырёх слоях по 62 витка в слое. Отводы от 186-го и от 124-го витков. Rакт – 0,55 ома. R приведённое вторички – 124 ома.
Секции на каждой катушке такие:
931 виток первички,
вся вторичка,
931 виток первички.

Коммутация первичной обмотки перекрёстно-последовательная, вторичной – параллельная.

КПД транса – 94,6%.

Вот, пожалуй, и все основные варианты трансформаторов на распространённом железе.

Многие трансы остались за бортом данной статьи по причине либо излишней компромиссности (например, межкаскадники на ТС-60 от ВМ-12, которые я ставил своим друзьям вместо проходных конденсаторов, потому что эти трансы имеют минимальный габарит – ШЛ 20 х 32 — и способны не только вместить в себя более-менее удобоваримый межкаскадный трансформатор, но и втиснуться на место убранного конденсатора) , либо по причине меньшей распространённости железа (парафазные трансформаторы на ТС70, ТС80, ТС100, выходник на ТБС-0,25 – ШЛ 32 х 64), либо просто сложные для повторения (например, многовитковые межкаскадники с хитрым секционированием многочисленных обмоток).

Но и двадцати перечисленных вариантов вполне достаточно, чтобы смело приступать к различным ламповым проектам.

Читайте также:  Особенности_национальной_охоты_беседка

Одним словом, мотайте трансформаторы, друзья!
И пусть Квортрупы, Саутеры и Сакумы завидуют нам!

Автор: Алексей Шалин. 4 декабря 2005 года

Вас может заинтересовать:

Комментарии к статьям на сайте временно отключены по причине огромного количества спама.

Реклама: Асфальтирование в Московской области — где купить в Московской области мо-песок.рф.

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна.

Трансформаторное железо для выходного трансформатора

Вокруг выходных трансформаторов для ламповых усилителей в последние годы создан некий ореол мистики и таинственности, знания, доступного лишь избранным. Отчасти так и есть, однако… Методики инженерного расчета трансформаторов были разработаны более полувека назад и за эти годы претерпели несущественные изменения лишь в части использования новых магнитных материалов более высокого качества [1]. Основные же принципы и расчетные соотношения остались прежними. Законы физики не изменяются за полста лет…

Расчёт параметров выходного трансформатора

Исходные данные для расчета трансформатора определяются в процессе расчета оконечного каскада усилителя. Ими являются — выходная мощность, приведенное сопротивление нагрузки в цепи анода, индуктивность первичной обмотки и индуктивность рассеяния трансформатора [2].

Определение необходимых размеров магнитопровода

Первоначально надо определить требуемый габарит магнитопровода. Пригодность имеющегося железа можно ориентировочно оценить по условию:

где Vc — активный объем стали;

L1 — расчетная индуктивность первичной обмотки, Гн;

UA — амплитуда напряжения на зажимах первичной обмотки, В;

FH — нижняя граничная частота, Гц;

Bmax — максимальная амплитуда магнитной индукции, Гс.

S — площадь сечения магнитопровода, см2;

lC — средняя длина магнитной силовой линии, см.

Для броневого магнитопровода средняя длина магнитной силовой линии рассчитывается, как:

А для стержневого:

где обозначения соответствуют принятым на Рис. 1.

Рис. 1 Основные размеры магнитопроводов

При оценке габаритов магнитопровода величину Вmax следует ориентировочно принять равной 7000 — 8000 Гс для пластинчатых и 10000 Гc для витых разрезных наборов железа.

Экспериментальное определени индукции трансформатора

Для дальнейших расчетов максимальное значение индукции Вmax желательно определить экспериментально на выбранном железе. С этой целью на каркас трансформатора наматывается пробная обмотка в 100 витков и включается в схему по Рис. 2. Магнитопровод при этом должен быть собран без зазора. Плавно увеличивая напряжение на обмотке с помощью ЛАТРа, наблюдают форму тока через нее. В момент появления заметных на глаз искажений формы синусоиды фиксируют напряжение на обмотке (показания прибора V1).

Рис. 2 Схема для измерения максимальной индукции в магнитопроводе

Затем допустимое значение индукции рассчитывают по формуле:

где U1 — показания прибора, В;

S — площадь сечения магнитопровода, см2 (чистого железа).

Определение коэффициента трансформации

Расчет конструктивных данных начинают с определения коэффициента трансформации, который, при заданной величине сопротивления нагрузки усилителя, обеспечит расчетную величину анодной нагрузки выходной лампы.

где n — коэффициент трансформации;

N1 — число витков первичной обмотки;

N2 — число витков вторичной обмотки;

RA — расчетная величина сопротивления анодной нагрузки лампы, Ом;

RH — сопротивление нагрузки усилителя, Ом;

К — КПД трансформатора.

Величина КПД однотактных трансформаторов на мощности 5 — 30 Вт обычно лежит в пределах 0,8 — 0,9. За значение сопротивления нагрузки усилителя желательно принять величину, равную:

где Rном — номинальное сопротивление акустической системы;

Rmin — минимальное сопротивление акустической системы в рабочем диапазоне частот.

Такая величина является компромиссной с точки зрения обеспечения как расчетного сопротивления анодной нагрузки лампы в номинальных условиях с одной стороны, так и коэффициента демпфирования с другой.

Расчёт числа витков первичной обмотки

Число витков первичной обмотки вычисляется из условия непревышения максимально допустимого значения индукции в магнитопроводе:

где U1M — максимальная амплитуда напряжения на зажимах первичной обмотки, В;

ВМП — максимально допустимая амплитуда переменной составляющей индукции, Гс.

где ВM — изморенное ранее значение максимальной индукции, Гс.

Опыт расчета и изготовления значительного количества разнообразных трансформаторов (как выходных, так и межкаскадных) позволяет сделать вывод, что значение ВМП не должно превышать 3500 — 4000 Гс для пластинчатых магнитопроводов (шихтованных) и 5000 Гс для витых разрезных (ленточных). Следует отметить, что витые сердечники, несмотря на более высокие качественные параметры в силовых трансформаторах, несколько уступают пластинчатым для применения в выходных. Искажения сигнала, вносимые трансформатором из-за нелинейности характеристики В/Н при использовании витых магнитопроводов проявляются при меньших значениях индукции, хотя, после появления, нарастают медленнее.

Это явление объясняется тем, что магнитный поток концентрируется во внутренних витках магнитопровода, где длина силовой линии короче. В результате сердечник постепенно насыщается, начиная от внутренних слоев и заканчивая внешними. Внутренние слои оказываются насыщенными гораздо раньше внешних, что проявляется в виде небольшого искривления характеристики намагничивания железа даже при средней индукции 4000 — 6000 Гс. Более высокое качество железа витых сердечников несколько смягчает этот эффект, но полностью устранить не может.

Количество витков первичной обмотки можно определить и по другой формуле, исходя из условия обеспечения расчетной индуктивности:

где L1 требуемая индуктивность обмотки, Гн;

m — магнитная проницаемость материала сердечника при заданных ампер-витках постоянного подмагничивания.

Однако, практика показывает, что расчет по формуле (10) приводит к заниженному числу витков по сравнению с (8), а это недопустимо из-за резкого роста искажений на низких частотах вследствие насыщения магнитопровода.

Только при высокой нижней граничной частоте (более 100 — 150 Гц) формула (10) дает большее значение числа витков. Кроме того, она неудобна тем, что в расчет входит величина m , зависящая от ампер-витков постоянного подмагничивания, определить которую до экспериментального изготовления трансформатора можно лишь приблизительно по графикам соответствующих зависимостей [1], [3], [4].

Расчёт числа витков вторичной обмотки

Число витков вторичной обмотки рассчитывается как:

Расчёт диаметра провода

Диаметр провода (чистой меди) первичной обмотки:



Формула (13a) справедлива для расчета средней длины витка на броневом сердечнике (Рис. 1а), а формула (13b) — на стрежневом (Рис. Ч в), величина dk (см) — толщина материала каркаса.

Диаметр провода вторичной обмотки:

Если вторичная обмотка состоит из нескольких параллельно соединенных секций, то диаметр провода секции рассчитывают как:

Размещение обмоток трансформатора

После расчета обмотки необходимо проверить их размещение в окне магнитопровода. Наилучшим считается такое размещение, когда и первичная и вторичная обмотки укладываются в целое число слоев и полностью заполняют окно магнитопровода. Для достижения такого результата допустимо варьировать число витков и диаметр провода обмоток в небольших пределах (до _* 10%).

Заполнение окна магнитопроводаможно проверить по формулам:

где A1 , А2, Aиз — толщины первичной обмотки , вторичной обмотки и межобмоточной изоляции;

р1, р2 — число слоев первичной и вторичной обмоток;

d`1, d`2 -диаметры проводов с изоляцией первичной и вторичной обмоток;

dиз — толщина межслойной изоляции.

Индуктивность рассеяния трансформатора достаточной точностью определяется по формуле;

где l0 — средняя длина витка, см;

h’ — высота намотки слоя, см;

к — количество секций.

Для получения расчетной величины индуктивности рассеяния, обмотки трансформатора в большинстве случаев необходимо секционировать. Наиболее просто и эффективно выполнить послойное

Рис. 3 Пример размещения обмоток в окне магнитопровода (цилиндрическое секционирование)

(цилиндрическое) секционирование, когда обмотки наматываются на каркас частями, а в конце соединяются последовательно или параллельно. Чаще всего применяют последовательное включение секций первичной обмотки и параллельное — вторичной. Суммарное число секций первичной и вторичной k должно быть таким, чтобы индуктивность рассеяния LS, вычисленная по (17), не превышала найденную при электрическом расчете оконечного каскада. Один из вариантов размещения секций на каркасе приведен на Рис. 3. Необходимо помнить, что общее число секций первичной и вторичной обмотки должно быть нечетным, а крайние секции (т.е. непосредственно лежащая на каркасе и внешняя) должны принадлежать одной обмотке и иметь половинное число витков по отношению к внутренним секциям той же обмотки. Только в этом случае выполняется условие компенсации полей рассеяния соседних секций и индуктивность рассеяния будет соответствовать расчетной.

Если обмотка распределена на двух катушках (стержневые трансформаторы), то секции ее должны чередоваться от одной катушки к другой.

Это условие относится и к двухтактным трансформаторам, где обмотки каждого плеча обязательно должны иметь одинаковое число секций на одном и на другом стержнях магнитопровода.

Определение величины немагнитного зазора

Неотъемлемой конструктивной особенностью трансформатора выходного однотактного каскада является немагнитный зазор между частями магнитопровода. При его отсутствии постоянная составляющая анодного тока выходной лампы, протекающая через первичную обмотку, вызывает насыщение железа и, как следствие, происходит катастрофическое падение магнитной проницаемости и возрастание искажений, вносимых трансформатором. Зазор не позволяет магнитопроводу войти в насыщение от постоянного подмагничивания (поскольку он эквивалентен многократному увеличению длины магнитной силовой линии для постоянной составляющей магнитного потока) и, в то же время, не влечет за собой драматического снижения величины m . Оптимальным является такой немагнитный зазор, при котором индукция, соответствующая постоянной составляющей магнитного потока, находилась бы примерно на середине линейной части характеристики намагничивания. Для наиболее распространенных типов электротехнической стали величина зазора может быть ориентировочно определена по формуле:

I0 — ток постоянного подмагничивания, А;

lC — длина силовой линии, см.

Более точно величину зазора подгоняют экспериментально при номинальном токе подмагничивания, исходя из условий получения наибольшей выходной мощности на нижней граничной частоте и минимальных искажении при половине номинальной выходной мощности на той же частоте сигнала.

Поскольку теоретический расчет оптимального зазора достаточно сложен и требует значительного количества экспериментальных данных о качестве применяемого железа, то представляется более целесообразным использовать практический подбор зазора в готовом трансформаторе.

Паразитные ёмкости и методы борьбы с ними

В заключение следует обратить внимание на такие неприятные и неизбежные явления, как межобмоточная и распределенная емкости трансформатора. Совместно с индуктивностями обмоток (или их частями) и индуктивностями рассеяния, они образуют паразитные колебательные контуры, резонирующие в области верхних звуковых и ультразвуковых частот. Эти резонансы искажают частотную и фазовую характеристики трансформатора (набег фазы из-за распределенной емкости плохо сконструированного трансформатора на высших частотах может достигать 400° — 7000° и, кроме того, быть немонотонным). Радикального средства борьбы с этими явлениями нет, но уменьшить их можно следующими способами:

  1. Равномерной плотной укладкой (виток к витку) обмоток трансформатора.
  2. Использованием межслойной изоляции внутри секций каждой обмотки (бумага 0,05 — 0,1 мм).
  3. Увеличение толщины межобмоточной изоляции (что несколько уменьшает коэффициент заполнения окна, зато существенно снижает междуобмоточную емкость).
  4. Использование магнитопровода расчетного размера. (Увеличение габаритов трансформатора против необходимого введет к росту указанных емкостей, а увеличение длины витка — к росту Ls).
  5. Укладка расчетного числа секций (непомерное увлечение секционированием резко увеличивает междуобмоточную емкость).

Пропитка катушки трансформатора различными компаундами имеет как достоинства, так и недостатки. К первым относится увеличение механической прочности и снижение резонансов конструкции. Ко вторым — увеличение паразитных емкостей и снижение частот паразитных электрических резонансов вплоть до звукового диапазона. Решение о пропитке трансформатора должно приниматься только после тщательного анализа всех "за" и "против".

Заключение

И, наконец, хотелось бы напомнить, что выходной трансформатор — это клубок компромиссов. Не следует гнаться за идеальными параметрами и огромной массой: в 99% случаев улучшение одного параметра ведет к ухудшению нескольких других. Излишнее количество секций увеличивает межобмоточную емкость; излишнее число витков — индуктивность рассеяния и активное сопротивление. Таких примеров множество. При расчете задавайтесь разумными исходными параметрами и не делайте из трансформатора противовес для башенного крана. Не требуйте от трансформатора невозможного, но разумно используйте то, что он может предоставить.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector