Конструкция трансформатора с дисковыми обмотками

Конструкция трансформатора с дисковыми обмотками
Основное назначение — переходные трансформаторы НЧ ламповых усилителей SE и РР.

Обмотки трансформатора (галеты) мотаются внавал (вразброс) на шаблоне:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 1

• 1 — металлические (алюминий) уголки;
• 2 — щечки (стеклотекстолит 2-3 мм) на 3-4 мм больше обмотки;
• 3 — винты или шурупы для закрепления щечек;
• 4 — паз в уголке для регулировки толщины галеты (6);
• 5 — пазы (8 шт. на щечку) для укладки ниток обвязки;
• 7 — клепка.

Намотанная и собранная галета:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 2

• 1 — нитки ¦ 10-20 (обвязка обмотки);
• 2 — пропитка ниток обвязки через пазы (рис 1, 5) клеем ПВА;
• 3 — клей (любой);
• 4 — каркас и обмотка галеты из 1-2 слоев картона толщиной около 0,5 мм (для этого отрезают ленту точно по толщине обмотки, наматывают на шаблон, склеивают, приклеивают к ней (3) нитки для обвязки и устанавливают толщину галеты (рис. 1, 6) на шаблоне по этой ленте);
• 5 — обмотка;

Перед сборкой детали стандатного каркаса надо модернизировать:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 3

Собирается каркас с одной щечкой (для прочности его можно скрепить каплями клея) и на него надеваются галеты и изолирующие перегородки. Потом надевают вторую щечку, стягивают каркас струбциной и скрепляют, например обматывая нитками, укладывая их в пазы щечек каркаса.

Собранный трансформатор:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 4

• 1 — галета первичной обмотки 1000 витков ПЭШО 0,15 (толщиной 6 мм);
• 2 — галета вторичной обмотки 3000 витков ПЭ 0,1 (толщиной 6 мм).
• 3 — галета первичной обмотки 2000 витков ПЭШО 0,15 (толщиной 12 мм);

Провод ПЭШО применен для уменьшения емкости обмотки. Железо для переходного трансформатора собрано с зазором, но без прокладки (т.е. зазор около 0,1 мм), набор толщиной 25 мм. Между перегородками галет установлены экраны с разрезом (медная фольга 0,02 мм).

Несмотря на кажущуюся сложность изготовления шаблона, по сравнению с каркасом с жестко установленными перегородками, эта конструкция, мне кажется, более удобной, т.к. с нитками обвязки проще и безопаснее работать, чем с каркасом с большим количеством выводов. Кроме того в такой конструкции легко заменять галеты на другие при подгонке параметров, не разматывая их, и толщина перегородок может определяться только Ua (например, 0,2..0,3 мм, даже из бумаги), жесткости здесь не требуется.

Например, можно попробовать большее секционирование: I-II-I-II-I-II-I (это I-II-I-II-I), но обычно считается, что секционирование больше 9-10 секций нецелесообразно.

Для предпочитающих другой вариант, предлагаю простую конструкцию каркаса с жестко установленными перегородками:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 5

• 1 — вкладыши из любого материала толщиной около 1 мм, вклеиваются между перегородками после полной сборки каркаса, по два на каждую секцию;
• 2 — железо;
• 3 — межсекционные экраны.

Изменение числа витков первичной обмотки или сечения железа, например увеличение, приведет к одновременному снижению нижней и верхней частот.

Примерный расчет нижней частоты обычно не вызывает трудностей в отличие от расчета верхней частоты, где участвуют взаимоиндуктивность и емкость обмоток и монтажа. Т.к. более или менее точный расчет верхней частоты практически невозможен, то предлагается проводить относительное сравнение этого трансформатора с проектируемым, например, на другом железе.

Для этого по какому-нибудь источнику, где приводится полный расчет Fверх (например, Р.Лэнди и др., Справочник радиоинженера, Госэнергоиздат, М., 1961г. Стр. 388 — 410), расчитывают приблизительно Fверх, приведенного здесь трансформатора, и с теми же допущениями расчитывают проектируемый. Сравнение покажет тенденцию изменения Fверх и, приблизительно, во сколько раз (процентов).

Из-за необходимости введения в такие расчеты на этапе проектирования ряда приблизительных данных получить что-нибудь близкое по значению к измеренным цифрам не удается. У меня получалось раза в 3 больше, но тенденция прослеживалась неплохо.

Этот же метод можно применять и к расчету трансформаторов с цилиндрическими обмотками и намоткой слоями (осторожнее с рекламными данными Fнижн и Fверх транформаторов!).

Испытания трансформатора проводились по схеме:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 6 или ^Нажмите для увеличения^ Рис. 7

Макет лампового каскада: лампа с малым Кусил (для устойчивости каскада в макете), Ua любое, Ri и Ia приблизительно соответсвующие будущему каскаду. На рис. 6 и 7 цепи соединения с корпусом не показаны.

В основном трансформатор предназначался для усилителя SE (n=1,5), но может быть использован и для РР (n=0,75). Измеренная частотная характеристика трансформатора (R=3,3k) на уровне +2…-3дб 32Гц…22,5кГц (в схеме рис. 6). При измерении в схеме рис. 7 АЧХ +2…-3дб 42Гц…22,5кГц. Форма АЧХ:

^Нажмите для увеличения^ Рис. 8

Попытка получения большего n привела к снижению Fверх и пробы были прекращены. К сожалению, не могу обещать достаточной точности повторяемости результатов, т.к. мной использовалось случайное железо неизвестной марки.

Схемы ламповых трансформаторных усилителей НЧ, разработанных SAKUMA (14 схем), приведены на сайте «Вестника А.Р.А.» -http://www.geocities.com/SiliconValley/Hub/5352/sacuma.htm

Они собраны с применением трансформаторов ф. TAMURA. Для сравнения параметры этих переходных трансформаторов: n=1:1 и 1:2, частотная характеристика на уровне +-2дб 30Гц…15кГц и +-1 дб 50Гц…15кГц. Данные трансформаторов ф. TAMURA можно получить на http://www10.big.or.jp/~dh/tamura или http://www.netspace.or.jp/~eifl/eifl/export/tamurat/tamura.htm

Описание работы этих усилителей самим Sakuma на http://members.xoom.com/spb_audio/ — Переводные статьи, дискуссии/Усилители от Susumu Sakuma или на http://www10.big.or.jp/~dh/.

Там же — http://members.xoom.com/spb_audio/ — SPb Sound/Философия SPb Sound приведена статья Медведева. Фирма SPb Sound занимается разработкой ламповых трансформаторных усилителей, приведены их схемы.

В статье утверждается, что «применяя трансформаторы, можно полностью избавиться в звуковом тракте не только от разделительных конденсаторов, но и от резисторов. Останутся только лампы и трансформаторы! И все!», «к.п.д. трансформаторного каскада почти в 9 раз больше к.п.д. резистивно-емкостного каскада» и «лишний раз мы убедились, что разработанные пока человеком технические параметры и качество звучания имеют далеко не однозначную связь» (это относится и к измеряемым параметрам трансформаторов). К сожалению в статье, конечно, не описано, как практически делать транформаторы, обеспечивающие это «качество звучания».

К.С. Наседкин (г. Новосибирск)

Для использования этой статьи в любительских целях и в Интернет никаких ограничений не накладывается, кроме, естественно, ссылок на автора. При коммерческом использовании статьи или разработанной конструкции трансформатора (а вдруг!) автор будет очень благодарен за денежную поддержку.