Расчет и намотка выходного трансформатора для лампового усилителя
Выбираем выходную лампу – строим нагрузочную прямую и выбираем РТ на ВАХах, находим приведенное сопротивление, выбираем сопротивление акустики (нагрузки), в результате вычисляем соотношение витков первичной и вторичной обмоток = Ктр = √КВ (приведенное сопротивление анода: сопротивление акустики).
Выбираем трансформатор – больше «железа», меньше меди, без фанатизма с габаритной мощностью (из практики воспроизведения низких частот) достаточно 100-160 Вт (10-14 см 2 площади центрального керна). Парадокс, лучший звук у Ш «железа» от компьютерных китайских бесперебойников. Неплохие результаты показал ТСШ-170, правда у него неудобство со сборкой и креплением.
Запасаемся большим тюбиком клея “Момент”, тонким канцелярским и нешироким малярным скотчем. Штанген, металлическая точная линейка, калькулятор, карандаш. ЗАМЕРЫ – окно, что ограничивает железо, точно до десятых мм.
На столе – таблица номиналов диаметров намоточного провода, сечений по меди и по лаку, допустимый ток при токовой нагрузке.
Готовим каркас катушки – чистим от заусенцев, думаем и потом сверлим необходимое количество «дырок» для выводов проводов и контактных для пайки-крепления. Если не получается с мозгами – пропиливаем сквозную щель, одну-две.
Дырки для выводов, для фторопластового провода, чтобы намоточный тонкий не ломался. Дырки для крепления-пайки под голую медь 0,75-1,0 мм, потом залудим.
Готовим межсекционную изоляцию – полоски офисной бумаги с бахромой по 1,5 мм шире окна катушки с каждой стороны.
Замеряем:
Пример: 34,5х10 мм, дно = 34,5 мм, высота = 10 мм.
Секционирование – соединение обмоток ТОЛЬКО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ! Любой слой заполняется только полностью и без просветов.
Сначала не меньше половины первички, затем межсекционная изоляция – 3 слоя подготовленной офисной бумаги с бахромой, затем – слой вторички, межсекционная изоляция, затем четверть первички, межсекционная 3 слоя, слой вторички, межсекционная, оставшаяся четверть первички, межсекционная 3 слоя, затем можно слой первички (около 200 витков) для катодной обмотки, и последний оставшийся слой вторички – на нем желательно делать выводы-петли через каждые 5-7 витков для подстройки под конкретную акустику, на слух.
Итого получается: ½ I – II – ¼ I – II – ¼ I – К – II (5+5+5+5+5+5)
РАСЧЕТ
Прикидываем – количество витков вторички в одном слое проводом около 1,0 по меди (из практики) – 1,09 лак.
34,5 : 1,09 = 31,65 – 1 виток = 30 витков слой вторички.
Таких слоя будет 3 (три).
Моя задача – первичка 5к и два вывода на 8 Ом и 16 Ом.
Вычисляем витки первички. Через Ктр, для 8 Ом = 25, для 16 Ом = 17.
(Ктр = кв.корень [5к : Ra]) = корень (5000 : 8) = корень 625 = 25 для 8 Ом, и соответственно 16 Ом = 17.
Значит два слоя вторички – 8 Ом, три слоя – 16 Ом.
Прикидываем равенство первичек.
Два слоя вторички = 60 витков (на 8 Ом) х 25 (Ктр 8 Ом) = 1500 витков – прикидочная первичка на 8 Ом.
Три слоя вторички = 90 витков (на 16 Ом) х 17 (Ктр 16 Ом) = 1530 витков – почти одинаково. Выбираем среднее (да простят ГУРУ инета) = итого первичка 1515 витков.
Расчет диаметра первички
Реальная площадь окна = 34,5 х 10 = 345 мм 2 .
Из практики – первичка и вторичка требуют одинаковые площади, на первичку = 345 : 2 = 172,5 мм 2 .
Из практики на вспучивание и изоляцию эту площадь делим на 1,4 и получаем чисто под провод первички = 172,5 : 1,4 = 123,21 мм 2 , делим его на количество витков и получаем площадь для одного витка = 123,21 мм 2 : 1515 витков = 0,08133 мм 2 . Извлекаем квадратный корень и получаем искомый диаметр провода первички по лаку: √0,08133 = 0,2852 мм.
По таблице по лаку ищем ближайшее меньшее, получается по меди: 0,25 – 0,23 мм.
Т.к. провод по меди 0,23 «держит» не менее 110 мА = нам хватит, его и применяем.
ИТОГО: карта намотки = 758 (1515:2) витков 0,23 мм – изоляция – 30 витков 1 мм – изоляция – 379 (1515:4) витков 0,23 мм – изоляция – 30 витков – изоляция – 379 витков 0,23 мм – изоляция – слой 0,23 мм – изоляция – 30 (5+5+5+5+5+5) 1.
Мотаем:
Под начало и в конце любого слоя кладем немного клея, чтобы провод не «микрофонил» и укреплял бумагу.
Резвой – «длинные обмотки укладываем аккуратно кучками в четверть высоты, заполняем слой»
При очень длинных обмотках возможно применение межслойного канцелярского скотча в один слой.
Выводы тонкого обмоточного провода желательно маркировать разноцветными кембриками:
Собираем
Пушпул = без зазора, однотакт = с зазором.
При токе анода до 50 мА – зазор 0,05 мм – один слой кальки, при токе 100-120 мА = зазор 0,1 мм – один слой обычной офисной бумаги, ТОЛЬКО НА ЦЕНТРАЛЬНОМ КЕРНЕ !
Выводы толстых проводов соединяем и формуем как клеммы подключения, придумывать ничего не надо. Тонкие – зачищаем обжигом и аккуратно чистим мелкой наждачкой. Залуживаем и надежно припаиваем к подготовленной панельке из текстолита с закрепленными голого провода около 1 мм клеммами. Эту панельку для удобства крепим на болтах в ближайшем месте от выводов из катушки.
Не забываем маркировку – на «пузе» катушки с удобной стороны под скотч приклеиваем бирку карты намотки и расположения контактов.
Осталось за малым, рассчитываем усилитель (чуть позже), достаём лампы-деталюшки, «слесарим» корпус, изголяемся с питанием, монтируем, жжём канифоль, ругаемся на несоответствие действительности инетовских подписанных ВАХов, пересчитываем под реальные замеры, жжём канифоль, заменяем выбитые квартирные пробки, плюемся на акустику, и наслаждаемся Вотерсом, ну или звуком “Бегущего по лезвию” (Шоночка просто красавица!).
Ответы на вопросы «Почему?» ищем в первоисточниках и не дай божЕ слушаем инетовских ГореГуру (а есть и с сангиг образованием), только через разрядку 450 В конденсаторов на собственных пальцах = другого пути нетУ!
Источник
Универсальный выходной трансформатор лампового УМЗЧ
Речь пойдет о намотке двухкатушечного выходного трансформатора на витом разрезном магнитопроводе стержневого типа. Основной донор – пара силовых трансформаторов из промышленных БП (Фото 2). Обмоточный провод – б/у. Приведенное сопротивление нагрузки будущих выходных трансформаторов – 5 кОм (для ламп 6П6С, 6Ф6, 6V6 и др. с относительно высоким внутренним сопротивлением, включение триодное), возможное сопротивление АС – 4, 8, 16 Ом. Межслойные и межсекционные прокладки – чертежная калька 0,05 мм. Послойная пропитка воскопарафиновой смесью. Трансформатор может быть использован в однотактных и двухтактных выходных каскадах. В любом из случаев возможно ультралинейное включение, часть анодной обмотки может быть перенесена в катодную цепь (местная ООС).
Несколько слов о материалах. В работе применены подножные, имеющиеся материалы — живем мы несколько удаленно и от магазинов и от почты. Добираться до них дорого и долго, да и стоимость почтовой пересылки бывает выше цены содержимого. Речь, главным образом об обмоточном проводе. Ряд мер была вынужденно принята из-за неточного соответствия диаметра (обеспечение симметрии двух катушек одного тр-ра на случай двухтактного применения, заполнение свободного места в слое, соединение кусков в намотке) и старой непрочной лаковой изоляции (пропитка).
Что понадобилось для работы.
Набор мелкого слесарного инструмента, специальные приспособления для намоточных работ, материалы – провод, бумажные прокладки, мелочи.
Заготовил должное количество обточного провода. Главная забота – провод для анодной обмотки – его требуется много. Провод диаметром
Фото 3. Сматывание провода со старого трансформатора. Кстати, тоже выходного, промышленного двухтактного на ШЛ сердечнике. Катушка для удобства установлена на оси в стойках.
Фото 5. Смотанный со старых катушек провод конечно нельзя сразу же пускать в намотку – он заметно неровный, намотка нового трансформатора, и так не слишком плотная, будет совсем рыхлой. На фото работа выравнивалки – приспособления с рядом колесиков. После нее провод как новенький.
Весь добытый провод рассортировал, взвесил каждую катушку и разделил так, чтобы обе половинки трансформаторов были максимально симметричными, ну и оба трансформатора в правом и левом каналах не слишком разнились.
Трансформатор-донор (Фото 2) разобрал – развинтил крепеж стягивающий половинки «подков» сердечника, зажал одну из них в мощных тисках, тюкнул по второй молотком через деревянную прокладку. Освободил катушки, смотал с них провод. Карболитовые каркасы зачистил от заусенцев и остатков застывшей ферромагнитной пасты (внутри), пропилил по две дополнительных щели с каждой стороны щечек для многочисленных выводов выходного трансформатора (Фото 6).
Из сухой березы выстрогал и точно подогнал брусок по внутреннему сечению каркасов катушек, просверлил по центру отверстие для оси намоточного приспособления, установил один из каркасов в станок. В удобном месте уставил и зафиксировал столярной струбциной подставку для катушки провода. После нескольких эволюций выяснил наиболее удобное ее положение – при вращении ручки станка по часовой стрелке провод подается из под руки (Фото 7).
Катушка содержит не одну тысячу тщательно уложенных витков – намотать все это сразу, в один присест мучительно. Работать с удовольствием помогают музыка, аудиокниги и многочисленные перерывы. На время перерывов катушки приходится фиксировать от самопроизвольного разматывания. И подающую и трансформаторную. Подающую оказалось удобно застопорить кусочком мягкой тряпочки воткнутой снизу (Фото 8), приемную – куском широкой липкой ленты наклеенной наискось по намотке (Фото 9).
Описанная пара трансформаторов намотана в том числе и для проверки нескольких идей – незначительное и неравномерное секционирование (большая часть первички ближе к сердечнику), выравнивание паразитной емкости постепенным увеличением толщины межобмоточной изоляции (Рис. 10).
0,3 мм, вторичная
0,8 мм. Прокладки – межслойные 1 слой чертежной кальки, межобмоточные см.рисунок.
Карта намотки (Рис.10) скорректирована по фактическим значениям поместившегося в слоях провода. Анодные секции в готовом трансформаторе соединяются последовательно – требования к ее точности, в особенности в однотактном применении невысокие. Секции же вторичной обмотки (Рис.10, выделены красным цветом) соединяются параллельно у обеих катушек и должны содержать совершенно одинаковое число витков. К счастью их немного и выполнены толстым проводом. При намотке, витки в готовой ненакрытой секции, а это один слой, пересчитывал швейной иглой под лупой. В случае применения трансформатора в двухтактном каскаде, обе катушки одного трансформатора должны быть также точно равны.
Выходной трансформатор весьма требователен к применяемым прокладкам. Это вызвано большим количеством толстой межслоевой изоляции, высоким значением получившихся паразитных параметров. В качестве прокладок использовал хрестоматийный вариант — чертежную кальку с нарезанной по краям бахромой (Фото 11) для предотвращения западания витков по краям.
Размеченные длинные полосы кальки отрезал острым канцелярским ножом под мет.линейку, бахрому нарезал ножницами. Быстрее получается если сложить полосы в стопочку и прокусывать края кусачками-бокорезами с победитовыми лезвиями.
Пропитка намотки послойная, воско-парафиновой смесью – на электрической лабораторной (регулируемой и низкотемпературной) плитке сплавил в нержавеющей (можно алюминиевой) посудине чистый пчелиный воск с наломанными парафиновыми (стеариновыми?) свечками. При использовании обычных, особенно огневых нагревателей следует использовать водяную баню – расплавленный горячий воск весьма горюч.
Остывший но еще теплый сплав сформовал в небольшие удобные палочки толщиной с палец.
Для пропитки приготовленным составом действовал так: после намотки слоя провода, перед накрытием его бумажной прокладкой, чуть согревал медь горячим воздухом из строительного фена и ерзал по обмотке палочкой воска. Размягчившись он густо и неровно размазывался по обмотке (Фото 13).
Еще раз обдув горячим воздухом обмотку плавим налипший воск, жидкий, его затягивает внутрь капиллярными силами, пропитывается бумага. Повторяем процедуру до прекращения впитывания, собравшиеся снизу подтеки удаляем деревянной лопаточкой (Фото 14). Плотно укладываем бумажную прокладку, подклеиваем ее конец клеем-карандашом, продолжаем намотку.
Пропитка выходных трансформаторов позволяет в том числе и улучшить, залечить изъяны лаковой изоляции старого провода, существенно снизить потери и вероятные призвуки от магнитострикции, однако повышает паразитную межобмоточную емкость и сужает полосу воспроизводимых частот «сверху».
Несколько приемов регулярно использовавшихся при намотке.
Заполнение пустого места в обмотке. Речь идет о секциях вторичной обмотки. Вынужденная, ограниченным ассортиментом наличного провода, мера. При проектировании трансформатора следует выбирать провод так, чтобы нужное количество витков вторички (коэффициент трансформации) улеглось в целое число слоев. Действуя «от свалки» случается и иначе. Неровностей в слое, однако, нужно всячески избегать и вместо недостающих до щечки каркаса витков заполнять место удобным диэлектриком.
Неплохо в качестве такового работают обычные швейные нитки (придется потратить много), нетолстый шнур. Большие прорехи заполняют вырезанными по ширине пустоты полосами бумаги, например принтерной (0,1 мм). Пропитанные воском ниточные намотки становятся монолитом и хорошо удерживают даже сильно натянутый, при ручной намотке, провод.
7…10 мм, лудил, спаивал внахлест. Изолировал сложенной пополам прокладкой из кальки. Концы кальки уходят под намотку.
На плотную выровненную намотку прокладка должна ложиться без перекосов, ступенек, надрывов. Все утолщения обмотки следует планировать и выполнять на внешней (узкой) стороне катушки – выводы, спаивания кусков провода, перехлесты прокладок для приклеивания (Фото 18).
Фото 18. Перехлест конца межслойной прокладки – утолщение. Выполнен на узкой, внешней (в готовом собранном трансформаторе) стороне.
[/center]
Выводы рекомендую маркировать и оставлять с запасом – проще будет делать соединения между секциями, меньше вероятность ошибки (Фото 19).
Фото 19. Готовая пара катушек одного из трансформаторов. Сверху намотана экспериментальная обмотка для точной подгонки к сопротивлению АС. Нужно для пентодного (тетродного варианта) включения ламп выходного каскада.
Витые сердечники нередко расслаиваются, не ленимся подклеить пластины (Фото 20, 21).
Перед сборкой у магнитопровода и остальных железок стоит притупить острые грани. Торцы магнитопровода должны плотно соединяться, на них не должно быть ржавчины, мусора, остатков ферромагнитной пасты и пр. Нельзя стягивать магнитопровод с чрезмерным усилием. Для однотактного каскада не забываем о немагнитной прокладке между половин магнитопровода.
Рис. 22. Схема соединения секций обмоток в двухкатушечном выходном трансформаторе для двухтактного каскада. Количество витков указано для примера. Картинка из интернета.
Источник