|
Трансформатор является одним из самых важных компонентов, после ламп в конструкции Hi-End усилителя. Все трансформаторы, применяемые в усилителях звука можно разделить на следующие типы:
- по назначению;
- по конструктивным особенностям;
- по технологической принадлежности.
По назначению трансформаторы делятся на «Трансформаторы питания» (Сетевые) и «Трансформаторы передачи полезного сигнала» (Звуковые или сигнальные).
По конструктивным особенностям в зависимости от, применяемого сердечника трансформаторы делятся на тороидальные, броневые, стержневые, ленточные.
По технологической принадлежности трансформаторы подразделяются на «Силовые» (Анодные), «Накальные», «Входные», «Переходные» (Промежуточные), «Выходные».
На рисунках 4 – 9, схематически изображены различные конструктивные типы стальных трансформаторных сердечников.
Рис. 1 Броневой наборный сердечник из Ш-образных пластин трансформаторной стали.
Наборные трансформаторные сердечники из листовой стали пользовались огромной популярностью начиная с 30х годов прошлого столетия. В то время другие технологии создания сердечников, в промышленных масштабах, только зарождались, поэтому магнитные и частотные характеристики изменяли химическими добавками в сплавы трансформаторной стали и толщиной стального листа.
Рис. 2 Стержневой наборный сердечник из Г-образных или прямых пластин трансформаторной стали.
Существовали два классических типа пластин для трансформаторов до 1000 ВА (Вольт - Ампер), Ш - образный тип пластин и Г - образный тип пластин, из которых собирали сердечники.
Трансформатор, в общем случае, состоит из следующих частей:
1) сердечника из магнитного материала с особыми свойствами;
2) изоляционного и конструкционного каркаса;
3) токопроводящих обмоток;
4) крепежных деталей, стягивающих сердечник.
Сердечники трансформаторов для уменьшения потерь на вихревые токи набираются из пластин, штампованных из электротехнической стали или железоникелевых сплавов, или навиваются из полос электротехнической стали. Применяются также сердечники из ферритов (Оксиферов). Из штампованных пластин набираются сердечники двух типов: броневого (рис. 1) и стержневого (рис. 2).
В маломощных трансформаторах чаще применяются броневые сердечники. Размеры типовых броневых сердечников приведены в таблице 1. Для сборки броневых сердечников применяются пластины Ш-образной формы и перемычки к ним (рис. 3).
Рис. 3 Пластины Ш-образной формы с перемычками.
Для устранения зазора между пластинами и перемычками сборка сердечника производится «вперекрышку» (рис. 4).
Рис. 4 Броневой сердечник, собранный по технологии - "Вперекрышку".
В сердечниках трансформаторов, по обмоткам которых протекает постоянный ток (например, выходные трансформаторы однотактных усилительных каскадов), делается немагнитный зазор. В этом случае пластины сердечника собираются в одну сторону. Между пластинами и перемычками помещается прокладка из листового изолирующего материала необходимой толщины.
Для уменьшения потерь в сердечнике на вихревые токи пластины покрываются с одной стороны тонким слоем изолирующего лака. Благодаря этому уменьшается нагрев трансформатора.
Пластины сердечника после сборки стягиваются планками или уголками при помощи шпилек с гайками, вставляемых в отверстия в пластинах, либо специальными обжимками. Стяжные планки, уголки или обжимки служат одновременно для крепления трансформатора на шасси. Каркас для броневых или стержневых сердечников (рис. 5), на котором помещаются обмотки, изготавливается обычно из полистирола, гетинакса, текстолита или стеклотекстолита.
Рис. 5 Эскиз каркаса для обмоток трансформатора с броневым или стержневым сердечником.
Выкройки сборных частей каркаса (рис. 6), можно использовать для самостоятельного изготовления трансформаторов. Иногда применяется бескаркасная намотка. При этом намотка производится на картонную гильзу.
Рис. 6 Эскиз деталей каркаса для обмоток трансформатора с броневым или стержневым сердечником.
Из полос электротехнической стали навиваются тороидальные сердечники (Рис. 7).
Рис. 7 Тороидальный витой сердечник трансформатора.
Неслолько сложнее построен процесс изготовления сердечников ленточного типа: Ш-образного (рис. 8); и ленточного с двумя сердечниками (Рис. 9). Они навиваются с фиксированием всех слоев ленты, затем разрезаются по оси симетрии.
Рис. 8 Ленточный Ш-образный магнитный сердечник.
Рис. 9 Ленточный Ш-образный магнитный сердечник.
Применяя витые сердечники из сталей ЭЗ10, Э320, Э330, можно значительно уменьшить размеры трансформаторов.
Обмотки трансформаторов выполняются из медного провода с эмалевой, или эмалево-шелковой изоляцией.
Принципы изготовления трансформаторов
Остановимся на принципах их изготовления, общих для всех разновидностей, и начнем с материалов для магнитопроводов.
Для выходных трансформаторов низкочастотных каналов (если усилитель двухканальный) лучше всего применять ленточные, О-образные магнитопроводы, что позволяет все обмотки выполнять полностью симметричными (например, две половинки первичной обмотки двухтактного пушпулльного оконечного каскада размещать на двух половинках магнитопровода). Это обеспечивает максимальную идентичность их индуктивностей при строго одинаковом числе витков.
Толщина листов железа должна быть не более 0,35 мм. Использование железа толщиной 0,5 мм для выходных трансформаторов недопустимо.
Если все же используется магнитопровод из сборных пластин, то каждая из них обязательно должна быть отлакирована с обеих сторон (изолирована), чтобы снизить до минимума потери на токи Фуко. То же относится и к пластинам-перемычкам.
Если усилитель двухканальный, то для высокочастотного канала для намотки выходного трансформатора лучше всего использовать ферритовый магнитопровод от выходного трансформатора строчной развертки старых ламповых телевизоров (трансформаторы типа ТВС-110.
Рис. 10 Трансформатор ТВС-110.
Для питания усилителя проще всего использовать готовый промышленный силовой трансформатор от старых ламповых телевизоров. Для этой цели подходят трансформаторы от телевизоров Темп-6, Темп-6М, Темп-7, Темп-7М, так как их практически не нужно дорабатывать. Имеющуюся на таком трансформаторе обмотку накала кинескопа можно использовать для накала лампы первого (входного) каскада усилителя, общую накальную обмотку - для питания накала (через отдельный выпрямитель) ламп остальных каскадов.
В УЗЧ с выходной мощностью более 40 Вт лучше поставить готовый силовой трансформатор от телевизора КВН-49 либо изготовить подобный трансформатор самому по данным, которые можно рассчитать, используя материалы этого сайта.
Рис. 11 Силовой трансформатор ТС-360.
Если же выходная мощность не превышает 20 Вт, вполне подойдут силовые трансформаторы от старых ламповых приемников Минск-55, Минск-Р7, Нева-51, Нева-52, Нева-55, Октябрь, Рига- Т689, которые придется переделать.
Рис. 12 Трансформатор ТН-46.
Для гарантии получения высокого качества, особенно при изготовлении Hi-End усилителей с повышенными требованиями по выходной мощности, трансформатор с необходимыми параметрами, необходимо изготовить самостоятельно, опираясь на собственные расчетные результаты.
|
