Выходные трансформаторы на все случаи жизни

Вот и выходит продолжение (сиквелл) моей статьи о выходниках.
За это время мною были намотаны и рассчитаны множество трансов.
Наиболее интересные и удачные я выкладываю здесь, для облегчения жизни участникам форума, желающим самостоятельно изготовить выходные трансформаторы для своих усилителей.

Некоторые трансы снабжены «коэффициентом хорошести по Алексею Бурцеву», по поводу коего (коэффициента, а не Алексея, конечно) на форуме велась бурная дискуссия.
Я считаю, что данный показатель хорошо отражает субъективное восприятие характера басового диапазона выходного трансформатора и имеет право на существование, пусть даже в виде некоей обезличенной «попугайской» величины.

Словом, читайте и мотайте, друзья!

Транс № 21 для 6П36С.

Транс на железе выходника от прибоя ПЛ25 х 50.
Первичка 2480 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.44 мм, 4 секции по две на каждой катушке (5+5 слоёв по 124 витка в слое)
Вторичка 124 витка провода ПЭВ-2 диаметром 0.44 мм, 2 секции по десять слоёв в параллель. Обе секции также параллелятся.
Активное сопротивление первички – 60 ом ;
Активное вторички – 0.15 ома , приведённое – 60 ом.

Транс № 22 для SE на 6П42С.

2,1 ком / 8 и 4 ома.

Первичка – 1600 витков (400+800+400) провод 0,6 (0,65) мм.
Активное сопротивление первички – 25,6 ом.
Вторичка – 100 витков провода 0,6 (0,65) мм. 12 слоёв в параллель.
Отвод на 4 ома от 71-го витка.
Активное сопротивление вторички – 0,125 ома, приведённое – 34 ома.
КПД = 97,2%.

Этот транс подойдёт также и для 6П45С, 6С41С, ЕС360.

Транс для 6С41С на ОСМ-0.25
Железо – ШЛ32 х 50.

Первичка 1752 (438+876+438) витка ПЭВ-1 диаметром 0.41 мм.
Вторичка 110 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 0.53 мм.
Десять таких слоёв вторички в параллель.
Активное сопротивление первички – 53 ома, вторички – 0,2 ома, приведённое – 51 ом.

Ra = 2134 ома.
КПД = 95,1%.

Транс на Ш36 х 50 для 2 х 6С19П.

Габариты намотки – 50 х 16 мм.

Первичка: 1568 витков провода 0,45 мм по 98 витков в слое.
Три секции – 392 + 784 + 392 витка (4+8+4 слоя).

Вторичка – 90 витков провода 0,5 мм в один слой.
Две секции по пять таких слоёв в параллель, всего десять запараллеленных слоёв.

Активное сопротивление первички – 42 ома.
Активное сопротивление вторички – 58 ом.

Такой транс имеет КПД = 0,96.

Изоляция между слоями – 0,05 мм бумага, между секциями – 0,3 мм фторопласт.

Немагнитная прокладка – 0,12 мм.

Транс № 25 для 6С33С.

1067 ом / 8 ом.
Железо Ш40 х 60 с окном 40 х 100 мм.
Габарит намотки – 37 х 95 мм.

Первичка – 1710 витков провода ПЭВ-1 0,93 мм диаметром.
3+6+6+3=18 слоёв по 95 витков в каждом слое.
Активное сопротивление первички 13,4 ома.

Вторичка – 150 витков (75 витков в одном слое, всего два слоя в каждой секции вторички) провода диаметром 1,16 мм.
Три секции по (2+2+3) вторички в каждой секции.
Все три секции в параллель.
Активное сопротивление вторички – 0,18 ома, приведённое – 13,9 ома.

КПД данного транса – 97,4%.

Изоляция межслойная – 0,02 мм, межсекционная – 0,5 мм.

КК (коэффициент качества по Бурцеву) –
12000 х 13,4 / 160 + (160+13,4) / (6,28 х 0,19) = 1150

Транс № 26 для 300В.

3,48 ком / 16 и 8 ом.
Железо от ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 72.

Первичка:
2600 витков в двадцати слоях (5+10+5) по 130 витков в слое проводом ПЭВ-2 0,45 мм.

Вторичка:
180 витков для 8 ом, с отводом от 127-го витка на нагрузку 8 ом.
Мотать в два слоя проводом ПЭВ-2 0,69 мм по 90 витков в слое.
Между секциями первички надо расположить три запараллеленных вторички, т.е. всего шесть запараллеленных вторичек.

Активное сопротивление первички – 72 ома; активное вторички – 0,35 ома, приведённое – 73 ома.

КПД такого транса – 95,8%.

Транс № 27 для ГМ70.

Железо от ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 32.

Ra = 8,05 ком. Rн = 8 ом.

Первичка:
3840 витков провода ПЭТВ-2 диаметром 0,355 мм в 3+6+6+6+3 слоях по 160 витков в слое. Активное сопротивление первички – 183 ома.

Вторичка:
124 витка, провод ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм, в четырёх секциях 4+4+4+4 слоёв в параллель. Активное сопротивление вторички – 0,2 ома, приведённое – 192 ома.

Изоляция межслойная – бумага 0,02 мм, межсекционная – бумага+фторопласт, общей толщиной 0,25 мм.

Набор железа – Ш32 х 50.
Габарит намотки – 45 мм х 14 мм.

Первичка – 0,28 мм без лака.
140 витков в слое. 2+4+8+4+2.
Всего 5 секций, 20 слоёв, 2800 витков.

Вторичка – 0,28 мм без лака.
140 витков в слое. 5+5+5+5 слоёв.
Всего 4 секции, 20 слоёв, 2800 витков.

Изоляция межслойная – 0,02 мм бумага, межобмоточная – 0,2 мм полистирол (на
крайний случай тоже бумага).

Такой транс можно будет НЕ ШУНТИРОВАТЬ по вторичке, что благоприятно
скажется на звуке.

С 6Ж4 расчётная полоса – 8 гц – 65 кгц по -3 дб.

Немагнитная прокладка – 0,025 мм.

Для SE на двух 6С19П в параллель.

Железо ШЛ32 х 40 от ОСМ-0,16

первичка 1824 витка (456+912+456) проводом 0,38 мм диаметром,
вторичка – 159 витков (на 16 ом) проводом 0,89 мм в три слоя по 53 витка, от второго слоя можно сделать отвод на 8 ом.
Две таких вторички в параллель.
Активное сопротивление первички – 60 ом, активное вторички – 0,45 ома, приведённое – 60 ом.

Транс № 30 для SE на 6П36С (Ri = 650 ом)

3 ком / 8 и 4 ома.

Железо ШЛ32 х 40 – 56 от ОСМ-0,16.

Первичка – 440+880+440 витков ПЭТВ-2 диаметром 0,41 мм.
Вторичка – 93 витка (отвод от 66-го) проводом ПЭВ-2 диаметром 0,47 мм.
Две секции по 4 параллельных слоя. Всего 8 параллельных слоёв.
Активное сопротивление первички – 51 ом, вторички – 0,23 ома; приведённое вторички – 82 ома.

КПД транса – 95,6%.

Транс № 31 для 6С4С с Rвых = 0,8 ома.

Один из форумчан попросил меня рассчитать выходной трансформатор
для усилителя на 6С4С (одна на выход).
Трансы от УПСов.
Железо 35х50мм, габариты намотки 15х50.
Есть провод 0.335 на первичку и на вторичку есть провода 0.6 и 0.8.
Желательно, чтобы на 4 омах Кд был порядка 5, т.е. Rвых = 0,8 ома.

Вот что получилось:

Первичка:
В одном слое уместится 128 витков провода 0,335 мм.
Слоёв будет 20 (5+10+5), всего 2560 витков.
Активное сопротивление первички – 114 ом.

Вторичка:
70 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,63 мм.
Две секции по пять слоёв в параллель, всего 10 запараллеленных слоёв.
Активное сопротивление вторички – 0,087 ома. Приведённое – 116 ом.
Выходное сопротивление УМ на 6С4С равным 0,8 ома получится на данном трансе, если Ктр = 36,5:

Считаем: (850+114+116)/1332,25 = 0,8 ома.

КПД данного транса – 95,9%.

Небольшой трансик № 32 на ОСМ-0,1.

Железо ШЛ25 х 40 – 45.

Габарит намотки – 40 х 12,5 мм.

Первичка – 145 витков в слое проводом ПЭВ-1 диаметром 0,23 мм.
Всего в первичке 2900 витков (5+10+5 слоёв).
Активное сопротивление первички – 220 ом.

Вторичка – 130 витков ПЭВ-1 диаметром 0,55 мм в двух слоях по 65 витков в слое.
Две секции вторички по две запараллеленных обмотки.
Всего четыре обмотки в параллель.
Активное сопротивление вторички – 0,43 ома, приведённое – 215 ом.

Транс № 33 на силовом железе от «Прибоя» – ПЛ25 х 50 – 80 для 6П36С.

Окно намотки 17 х 76 мм.

Первичка – 2260 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм.
В 5+5+5+5 слоях по 113 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 30,8 ом.

Вторичка – 113 витков того же провода. Двадцать слоёв в параллель.
На каждой катушке вторичка намотана секцией по 10 параллельных слоёв между двумя пятислойными первичками.
Активное сопротивление вторички – 0,077 ом, приведённое – 30,8 ома.

Ra трансформатора – 3262 ома.

Транс № 34 для пары 6С19П в проект «Мини-Маэстро Гроссо».

Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90.

Габарит намотки 85 х 26 мм.

Первичка:
2000 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм.
По 125 витков в слое, 4+8+4 слоёв.
R акт первички – 35,7 ома.

Вторичка – 78 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,0 мм.
Две секции по 4 и 5 слоёв в параллель соответственно.
Всего 9 запараллеленных слоёв.
R акт вторички – 0,055 ома, приведённое – 36,5 ома.

КПД транса – 98,2%.

Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,7 мм.

Транс №35 для пары 6С19П в проект «Мини-Маэстро Гроссо»

Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90.

Первичка:
1824 витка проводом ПЭВ-1 диаметром 0,69 (0,74) мм.
По 114 витков в слое, 4+8+4 слоёв.
R акт первички – 24 ома.

Вторичка – 70 витков проводом ПЭВ-1 диаметром 1,12 (1,20) мм.
Две секции по 4 и 5 слоёв в параллель.
Всего 9 параллельных слоёв.
R акт вторички – 0,036 ома, приведённое – 24 ома.

КПД транса – 98,8%.

Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,3 мм.

К хор = 12000*24/360 + (360+24)/(6,28*0,216) = 1083.

Транс № 36 на железе Ш60 х 60 – 90 для лампы RCA813 (ГУ13).

Габариты намотки – 85 х 27,5 мм.

Первичка:
3080 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм.
2+4+4+4+4+2 слоя по 154 витка в каждом слое.
Активное сопротивление первички – 91 ом.

Вторичка:
77 витков проводом ПЭВ-2 диаметром 1,00 мм.
5 секций по два параллельных слоя, всего 10 запараллеленных слоёв.
Сопротивление вторички 0,056 ома активное, 90 ом приведённое.

КПД транса – 98,5%.

Межслойная изоляция – 0,02 мм, межобмоточная – 0,8 мм.

Приведённое к аноду сопротивление – 13 ком / 8 ом.

Трансформатор №37 для «трёхдетального» преда на 6Э5П.

железо от ОСМ-0,25 – ШЛ32 х 50 – 72.

Лампа – 6Э5П (Ri в триоде – 1150 ом)

Первичка:
2512 витков (628+1256+628) провода ПЭТВ-2 0,355 мм.
4+8+4 слоя по 157 витков в каждом слое.

активное сопротивление первички – 95 ом.

Вторичка – две секции по 231-му витку проводом 0,78 (0,844) мм диаметром. В каждой секции – три слоя по 77 витков в слое.

Обе секции вторички – в параллель.
Активное сопротивление вторички – 0,92 ома.

Прокладки между слоями – 0,02 мм бумага, между секциями – 0,5 мм фторопласт.

Расчётная полоса транса – 8,5 гц – 70000 гц (по -3 дб).

Толщина немагнитной прокладки – 0,065 мм.

Трансформатор №38 для «трёхдетального» преда на 6Э5П

На железе ОСМ-0,4 – ШЛ40 х 50 – 72.

Первичка – 2628 витков провода 0,41 (0,45) мм в 3+6+6+3 слоях по 146 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 85 ом.

Вторичка – 237 витков проводом 0,8 (0,86) мм в трёх слоях по 79 витков в каждом слое. Три таких вторички параллельно между секциями первички.
Активное сопротивление вторички – 0,72 ома, приведённое – 83 ома.

Между слоями – 0,03 мм бумага, между секциями – 0,7 мм фторопласт.

Толщина немагнитной прокладки – 0,055 мм.

Трансформатор №39 для ГМ70, ГУ13, ГК71

На ШЛ42 х 90 – 86 (счетверённый ТС180-2)

Первичка – 3000 витков проводом 0,47(0,53) мм в 5+10+5 слоёв по 150 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 100 ом ровно.

Вторичка – 80 витков проводом 0,93 (0,98) мм,
4+6 слоёв в параллель в двух секциях,
расположенных между тремя секциями первички.

Активное сопротивление вторички – 0,07 ома, приведённое – 68 ом.

Приведённое к аноду ГМ70 сопротивление нагрузки – 11,46 ком.

Выходное сопротивление каскада на ГМ70 с таким трансом рекордно низкое – 1,21 ома.

КПД транса – 98,2%.

Толщина немагнитной прокладки в зазоре – 0,2 мм.

Трансформатор №40 для «Триумвирата» Юрия Макарова.

Железо от ОСМ-0,63, ШЛ50 х 50 – 90,
Габарит намотки – 85 х 26 мм.

Первичка – 405+810+810+405 (2430) витков проводом 0,57 (0,62) мм,
В 3+6+6+3 слоях по 135 витков в слое.
Активное сопротивление первички – 45 ом.

Вторичка – 3+4+4 слоя по 84 витка в параллель проводом 0,93(0,97) мм.
Активное сопротивление вторички – 0,055 ома; приведённое – 43 ома.

Изготавливались данные трансы под нагрузку 4 ома («Montana WAS»),
Приведённое к аноду двух запараллеленных 6П3С (6L6GT) сопротивление – 3440 ом.

КПД транса – 97,22%
Расчётная полоса – 4 гц – 60 кгц (-3 дб).

Прокладки между слоями – 0,02 мм бумага,
Между секциями – 0,4 мм фторопласт.

Толщина немагнитной прокладки – 0,18 мм (суммарный ток через лампы – 120 ма).

Трансы РР6П14П

Выходник на РР6П45С

Транс для 6С4С на ШЛ 40 х 50

Выводок трансформаторов

Вот и всё на сегодняшний день.
Удачных вам трансов!

Вас может заинтересовать:

Комментарии к статье:

Добавил: Максим

Здравствуйте, подскажите данные намотки трансформатор а для радиолампы гу -81.

Дата: 2017-06-06

Добавил: Вячеслав

Большое спасибо, полезная и нужная подборка, пополняйте пожалуйста, не останавливайтесь на достигнутом.

Дата: 2016-04-20

Добавил: Александр

Алексей, прошу подсказать данные намотки для выходного трансформатора на железе ОСМ 016 для 6С41С (SE)под две нагрузки – 4 и 8 ом. Спасибо!

Дата: 2015-11-23

Добавил: Елена

Подскажите, пожалуйста, сколько может стоить трансформатор РР6П14П 8 КОм / 8 Ом

Дата: 2014-06-18

Добавил: Валерий

Подскажите данные намотки выходника на железе: Ш30х45 сталь Э320 (от кинап УО-11) под SE для лампы 6с4с. Или подскажите готовые схемные решения с данными трансформатора на этом железе

Дата: 2014-04-26

Добавил: ЮЛИЙ

Алексей подскажите пожалуйста данные для двухтактника на осм 0.4 для усилителя на гу-50

Дата: 2014-02-25

Добавил: дед Панас

Огромное спасибо.

Дата: 2013-04-02

Добавил: Виктор

ДА, ДАА, ДААА! Для 6П31С! Для SE.Причем, для двух ламп в параллель! Вот былобы здорово!

Дата: 2012-01-09

Добавил: sTANUM

подскажите пожайлуста выходник для 6п31с. спасибо.

Дата: 2011-05-15

Добавил: григорий

подскажите данные для намотки вых тр для усил. на 6г7 +6п31 транс.ОСМ -160

Дата: 2011-02-02

Добавил: stronhell

А какие данные намотки для рр на 6п14п ? И для рр на 6п3с?На каком железе?Где покупать бумагу для изоляции слоёв?Большое спасибо!

Дата: 2010-06-05

При перепечатке материалов ссылка на первоисточник обязательна

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.

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?.

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.