О пропитке выходных трансформаторов

В процессе работы на проектом своего нового усилителя “BlackBird” http://klimanski.com/?p=4263 – или “Черный Дрозд” если по-русски, у меня возникла необходимость зафиксировать витки намотанного мной выходного трансформатора. Почему возникла такая необходимость ? Дело в том, что в звучании усилителя с непропитанным выходным трансформатором при повышенных уровнях громкости я слышал посторонние призвуки, как бы резонансы на определенных частотах,  причем эти призвуки иногда появлялись, иногда – нет.

Изучение  имеющейся   в интернете  информации по теме пропитки выходных трансформаторов не дало однозначного ответа на этот вопрос – большинство авторов сходится во мнении, что пропитка не нужна и даже вредна, другие говорят, что легкая пропитка полезна.

С точки зрения логики любая пропитка, даже легкая, должна казалось бы приводить к увеличению емкости обмоток, и, следовательно, к ухудшению частотой характеристики выходного трансформатора на высоких частотах.   Однако наличие противоположных мнений все же  подтолкнуло меня к попытке изучить этот вопрос более внимательно и  попробовать это сделать практически.

Какие пропиточные материалы можно использовать для этой цели ?  Чаще всего упоминается парафин или церезин, также встречаются советы пропитывать смолой, шеллаком, воском, канифолью. Для того, чтобы определиться с выбором, нужно подумать – а какие параметры пропиточного материала являются наиболее ценными  ?  Наверно  наиболее важными характеристиками являются механическая  прочность – витки в постоянном магнитном и переменном электрическом поле испытывают очень высокие механические нагрузки, а также термостойкость – пусть трансформаторы выходные не нагреваются так сильно как сетевые, но тем не менее в жаркий летний день они могут вполне нагреться от самого шасси до 50 – 70 градусов. По этой причине парафин, церезин и смола с канифолью отпадают – эти материалы уже при нормальной температуре уже довольно мягкие, а уж при нагреве они вовсе могут расплавиться.

Что остается ? На мой взгляд, остаются только специальные для пропитки трансформаторов предназначенные лаки, которые имеют высокую механическую прочность и термостойкость.  Кроме того, высокая механическая прочность дает возможность свести к минимуму количество требуемого для пропитки материала, что очень ценно с точки зрения избежания увеличения паразитной емкости обмоток. В общем, по совету более опытных товарищей с форума дийаудио ( за что им огромное спасибо ! ), я остановился на лаке МЛ-92. Это лак на основе меламино-алкидной смолы, которая требует сушки при повышенной температуре, что само по себе хотя и вносит некоторую сложность в процесс пропитки, тем не менее очень полезно с точки зрения удаления остаточной влаги из материалов обмоток трансформатора. А это очень хорошо, потому что вода – это вещество с высоким значением диэлектрической проницаемости – 81, то есть влага попавшая между обкладками в 81 раз увеличивает емкость получившегося конденсатора, заодно сильно снижая его прочность на пробой. В общем, от воды в трансформаторе, также как и вообще в электронике – одни проблемы и от нее нужно избавляться всеми доступными способами.

Для того, чтобы снизить по возможности количество остаточного лака в обмотках, то есть не пропитывать их на все 100%, исходный лак нужно разбавить.   Для начала я выбрал разбавление 1 к 3.

Вот характеристики лака МЛ-92

По своим характеристикам лак МЛ-92 является материалом, который выдерживает высокие электрические напряжения, ток, поверхностные разряды, электрическую дугу. Этот лак принадлежит к классу нагревостойкости В, что соответствует температуре 130°С.

Структура лака представляет собой однородное вещество, в котором отсутствуют механические включения. Изделия, которые покрываются таким лаком, можно эксплуатировать на территориях с умеренным и тропическим климатом. Используется лак в помещениях или под навесом. Также МЛ-92 можно использовать в помещениях или объемах, в которых колебания влажности и температуры воздуха несущественно отличаются от колебаний на улице, а также в которых есть достаточно свободный доступ к открытому воздуху. Применять лак можно в температурных условиях от -60 до +120°С.

Для того, чтобы работать с лаком, его нужно разбавить, для чего используется толуол, ксилол или смесь какого-то из этих растворителей с уайт-спиртом. Наносить лак можно окунанием или наливом. На алюминиевые сплавы допускается нанесение лака без предварительного нанесения грунтовки.

Внешний вид МЛ-92

Поверхность, на которую на которую правильно нанесен лак, после высыхания становится гладкой, однородной. Цвет – коричневый разной насыщенности.

Нанесение материала

Наносить лак можно двумя способами: наливом и окунанием.  Количество слоев зависит от специфики работ. Слои должны быть равномерными, без потеков.

Расход МЛ-92

Расход лака на 1 слой составляет от 40 до 50 гм/2. Каждый слой покрытия лаком МЛ-92 составляет в среднем 20-30 мкм.

Сушка

Каждый нанесенный слой лака нужно правильно просушить. Для начала обработанную поверхность необходимо выдержать 15-20 минут при температуре 18-22°С. После этого можно начинать горячую сушку. Ее осуществляют при высоких температурах (105-110°С) на протяжении одного часа.
Если лак наносится толстым слоем, то его нужно сушить при температуре около 120°С не менее 16 часов.

Технические характеристики МЛ-92

Условная вязкость МЛ-92 (вискозиметр типа ВЗ-246, диаметр сопла 4мм) в условиях температуры 20 градусов, плюс-минус полградуса 25 – 50
Массовая доля в процентах нелетучих веществ 10
Время высыхания (в условиях температуры 105-110 градусов Цельсия) до степени 3, ч, не более 1
Просыхание лака при нанесении толстым слоем (в условиях температуры 115-120 градусов), ч, не более 16
Термоэластичность пленки после высыхания лака в условиях температуры 148-152 градусов, ч, не менее 48
Твердость покрытия в условиях температуры 18-22 градусы по разным маятниковым приборам, не менее
тип ТМЛ (маятник А), отн. ед. 0,15
тип М-3, усл. ед. 0,40
Минимальная маслостойкость пленки, Н 78
Минимальная электрическая прочность покрытия при разных температурах, МВ/м
температура 18-22 градусов 70
температура 128-132 градусов 40
температура 18-22 градусов, после действия воды в течение суток 30
Удельное объемное электрическое сопротивление покрытия при разных температурах, ОМ/м, не менее
Температура 18-22°С 1012
Температура 128-132°С 109
В течение суток после действия воды, температура 18-22°С 5*1010

В качества разбавителя я выбрал, как этого требует спецификация,  уайт спирит и ксилол. Взяв 0.5 литра лака, 0.5 литра уайт-спирита и 1 л ксилола, у меня получилось 2 литра смеси, которой достаточно, чтобы пропитать мой довольной большой выходной трансформатор из железа EI-137, сечением 12.4 квадратных сантиметров.

d181d0bcd0b5d181d18c

В качестве ванны взял 5-л бутылку от питьевой воды и отрезал ей верх. Кстати, не выбрасывайте отрезанную верхнюю часть – тем более, если у нее горлышко Уже, чем у бутылки для хранения готовой смеси ( справа ) – из этой верхней части получается отличная воронка для переливок.

Теперь как все было. Сначала трансформатор заливаем приготовленной смесью  лака 1 к 3, причем так, чтобы лак полностью покрывал весь трансформатор и ставим на 10 минут в эксикатор под вакуум. Для создания вакуума использовался обычный роторный насос, который должен давать разрежение не хуже 1/10 атмосферного давления.

img_7199_2

img_7200_2

img_7201_2

Потом снимаем вакуум, сливаем лак обратно в емкость, а трансформатор ставим снова в эксикатор, желательно подставив что-то типа тарелки ( чтобы стекающий лак не испачкал эксикатор ) и  включаем вакуум на 10 – 15 минут для предварительной сушки – и за это время из трансформатора стекают остатки лака. Желательно, чтобы трансформатор лежал так, чтобы слои намотки были вертикальны – тогда лак стекает полнее.

img_7202_21

После предварительной сушки нужно трансформатор нагреть до 100 – 120 градусов  под вакуумом. Указанная температура нужна для высыхания лака МЛ-92,  а вакуум – для ускорения сушки, потому что для удаления остатков растворителя ( ксилола и ауйт-спирита )  иначе нужна намного более высокая, чем 100 градусов температура – ксилол при нормальном давлении кипит при 150 градусах, а уайт-спирит выкипает в интервале температур 150 – 200 градусов.

Для нагрева трансформатора  я использовал его первичную обмотку как нагревательный элемент. И конечно тут нужен постоянный ток.   Удобнее если есть ЛАТР, от него – на диодный выпрямитель, и от него – уже на первичку трансформатора.   Чтобы провести провода внутрь эксикатора,  я взял две полоски медной фольги толщиной 0.05 мм. Чтобы эксикатор не потерял герметичности, зазор между крышкой и корпусом нужно обильно смазать вакуумной замазкой, состоящей из сплавленной 1 к 1 смеси вазелина и каучука.    Лучше сушку вести в два этапа – сначала подать примерно 50 % от нужного напряжения, а через 10 – 15 минут, когда трансформатор прогреется, подавать рабочее напряжение еще примерно часа полтора – два – при этом нужно постоянно следить за температурой обмотки постепенно снижая напряжение.

img_7206_2

Как рассчитать необходимое для нагрева обмотки напряжение ? Для этого  сначала нужно замерить омическое сопротивление катушки при комнатной температуре. Зная коэффициент зависимости сопротивления меди от температуры 0.004 Ом на 1 градус, можем рассчитать, что от нагрева обмотки на 100 градусов, ее начальное сопротивление R изменится на R * ( 0.004 * 100 ) = 0.4*R Ом. Удобнее всего, если у вас есть амперметр на 1 ампер ( или миливольтметр с шунтом, как у меня на фото ) и обычный тестер для замера напряжения – тогда в процессе нагрева по их показаниям вы сможете вычислить сопротивление первички трансформатора и сравнить с тем значением R которое мы уже вычислили заранее.

В общем,  примерно через два часа прогрева под вакуумом испарение растворителей заканчивается – эксикатор покрывается изнутри потеками конденсата растворителей и на дне образуется лужа. Нужно следить за тем, чтобы конденсат, который образуется также и в вакуумной трубке не попал в вакуумный насос. Отключаем электрический нагрев, сбрасываем вакуум, открываем крышку и вытаскиваем трансформатор.  Осторожно, он горячий ! После этого, желательно побыстрее, чтобы трансформатор не успел сильно остыть, очищаем бумажными салфетками эксикатор ( бумажными полотенцами или туалетной бумагой )  от остатков растворителя, просто протирая его внутреннюю поверхность,  включая поверхность крышки,   желательно насухо.   Помним об огнеопасности растворителей ! После этого снова кладем горячий трансформатор в эксикатор, на этот раз уже без проводов, нагрев не понадобится, и снова включаем вакуум на 10 минут – это нужно для окончательного удаления остатков растворителя из обмоток и со стенок эксикатора. После этого кран подачи вакуума наверху эксикатора закрываем, насос отключаем и даем нашему трансформатору остыть под вакуумом естественным образом. Я делал пропитку вечером, и просто оставил его в эксикаторе до утра.

Итого, вся процедура занимает около 3 часов + охлаждение. Утром включаем трансформатор в усилитель и после “прогрева” трансформатора хорошей музыкой в течение 1 – 2 часов –  наслаждемся его чистым пением и упругим басом.

Всего доброго, успехов !

img_7197_gotovo

P.S.     1.  Об изменениях физических параметров трансформатора. Удивительно, но после пропитки межобмоточная емкость конкретного экземпляра трансформатора не увеличилась, а даже немного стала меньше – до пропитки 1.76 нФ, после – 1.64 нФ. Скорее всего это произошло из-за вакуумирования водяных паров из изоляционных материалов.  АЧХ  усилителя с пропитанным трансформатором практически не изменилась.

2. Помните о том, что все используемые для разведения лака растворители, как, впрочем и сам лак – огнеопасны, поэтому во время работы нельзя курить или пользоваться открытым огнем.   Также,  растворители не очень приятно пахнут и длительное их вдыхание не очень полезно для здоровья, поэтому всю работу желательно делать на свежем воздухе или под тягой.

/

*****************************************************************************************************


Ламповый усилитель Сакумы без Тамуры

Давно уже мечтал навестить ресторан Конкорд под Токио – его держит теперь уже пенсионер Сусуму Сакума – известный конструктор ламповых усилителей и знаменитый своим нестандартным подходом к этому делу. Известна его любовь к прямонакальным лампам типа 211, 300В и т.п., а также Сакума любил эти прямонакалы обильно “сдобривать”  разного вида трансформаторами – помимо выходного он еще как правило добавлял межкаскадный, а иногда еще и входной.  На этой неделе я связался с господином Ямамото  ( он создал вэб-страницу для поклонников прямонакалов – http://www10.big.or.jp/~dh/ – почитайте, там много интересной информации и практических схем )  и он сообщил мне грустную,  так он сказал сам, новость – Тамура больше не выпускает трансформаторов, которые ставил в свои усилители Сакума. То есть остается или искать замену, или – а почему бы и нет ? – попробовать намотать самому. И я вот решил попробовать.  Как выходную лампу сначала я выбрал 300В а как входную – 45 от Силвания. Начальная схема была такой

dh_300b

maketik_sakuma1

В качестве АС – широкополосник Lowther PM2a. Да, мои дорогие -мне пришлось потратиться и купить знаменитый Лоутер – ведь Сакума очень любил PM6, но мне по случаю подвернулся ремонтированный самим Лоутером динамик за треть цены нового. Звуковая катушка намотана серебряным проводом, сопротивление 15 Ом. Как выходник я приладил мною намотанный на железе от ТС180 для ГУ-50 http://klimanski.com/?p=3553 ( по мощности и Ra он не совсем подходит под 300В, но для первых опытов можно поставить ). Межкаскадник поставил готовый – китайский  LM2004N с коэффициентом передачи 1:1. Учитывая высокую чувствительность Лоутеров,  даже небольшого усиления этих двух каскадов хватало для озвучивания помещения в 25 кв. метров на нормальной громкости. Но приборы неумолимо показывали, что это всего лишь 0.5 ватта выходной мощности.  Чтобы раскачать 300В нужно слишком много, подумал я, и заменил 300В на 2А3 Electroharmonics  – звук с ней мне поравился больше, да и для взятого мной выходника с Ra=3KОм и сечением сердечника 9 квадратов она уже вполне уместна ! А вот 45-ку я заменил тоже на 2А3 – но уже потому, что с имеющимся межкаскадником она на АЧХ давала слишком много горбов в ВЧ области.  Чтобы выйти на положенную мощность, нужно или добавлять еще один каскад, или, как это делал Сакума – поставить входной трансформатор.  Для начала я решил попробовать обойтись трансформатором – и намотал внавал, без секционирования, на оказавшимся под рукой ПЛ железе 8х32 проводом 0.18  – всего 3400 витков с отводами через каждые 800 витков.  Вот сердечник – два каркаса склеил из картона сам.

8x32_core

На средний отвод подавал сигнал от генератора,  а с верхнего отвода получившего автотрансформатора подавал на вход уже удвоенное напряжение. Индуктивность обеих обмоток, измеренная китайским мультиметром была 16 Генри.  Вот схема того, что получилось:

dh_2a31

Чтобы не быть предвзятым, сначала я послушал этот УНЧ “без Тамуры”.  Звук мне очень понравился ! Чистый, прозрачный,  тембрально богатый, как положено прямонакалу очень детальный и живой на малой громкости. Особенно понравилась фортепьянная музыка (В.Рябчиков Русская фортепьянная музыка Х!Х века SVCD-151 июль 2011 ),  также прекрасно звучит виолончель М.Растроповича – богато, глубоко и детально. Теперь я понимаю почему любил такого вида системы Сакума ! Она прекрасно передает эмоции исполнителя – музыка прямо трогает струны души и заставляет сопереживать.  И еще мне стало понятно отчего мне хуже удались мои первые опыты с прямонакалами ( смотрите более ранние мои “творения” ) – я мало ставил трансформаторов ! Точнее совсем не ставил – кроме выходного – ничего !  Правда, не знаю,  упомянуть ли это как минус, – озвучивать фильмы-катастрофы при помощи этого УНЧ с Лоутером лучше не надо. Хотя, если подключить сабвуфер – уверен – пойдет на ура и это !

Блок питания – классический на кенотроне 5Ц3С ( тоже, кстати, прямонакальный ):

bp_dh1

И вот под занавес – АЧХ получившего усилителя ( нагружен на активное сопротивление 12 Ом,  автотрансформаторный РГ на максимуме громкости )

moj_spep_up_2a3_2a3_12_ohms

Как видим – на уровне -3дБ полоса от 15 Гц до 38 КГЦ ! По моему скромному мнению, для так грубо прикидочно намотанного входного трансформатора – просто великолепный результат. Так что можно обойтись и без Тамуры.  Осталось немного подработать входной трансик и намотать межкаскадник –  подозреваю, что горбы в ВЧ области как раз от китайского LM2004N. Уже припас железо от ТС-100 – осталось определиться с его коэффициентом трансформации и найти свободного времени для намотки.    О результатах чуть позже доложу !

В заключение хочу сказать спасибо форумчанам Дийаудио и особенно Алесандру ТАНКу за дельные советы. Кстати, читайте на этом форуме ветку о прямонакальных лампах http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=558.0

ЗЫ –  динамик PM2a  у меня был закатан в рекомендованный Лоутером корпус MedallionII.  О нем напишу отдельно.

medallion_ii_lowther

Дополнено 1 июля 2014 года. Перемотал входной трансформатор, тем же проводом 0.18мм, только не внавал, а аккуратно, на намоточном станке, с межслоевой изоляцией 0.1 мм из бумаги для гриля. По сути она не нужна, я это сделал только для снижения паразитной емкости.  И плюс – сделал отводы для регулятора громкости. На первом каркасе от начала намотки – выводы от 3, 10, 25, 50, 90, 150, 250, 400, 600, 900, 1300 -го витка, всего на первом каркасе – 1800 витков, второй каркас – тоже 1800 витков с отводами через каждые 600 витков – всего 16 отводов включая начало и конец. У меня как раз есть галетник на 16 позиций. От перемотки входного трансформатора звучание системы не изменилось. Приборами пока не тестировал.

Пару замечаний.

Номиналы блокировочных конденсаторов С2 и С3 в катодах обеих ламп пришлось примерно удвоить – несмотря на красивую АЧХ бас все-таки небыл убедительным.

И колоночный провод. Казалось бы – для 15 ом динамика 0.75 кв.мм.  медной моножилы ( пусть длиной около 2.5 метра – это всего 0,06 Ома ! ) должно быть более чем достаточно. Но когда я заменил этот временный эрзац  на совершенно обычный магазинный колоночный из OFC меди – у Лоутера словно прорезался доносившийся ранее откуда-то издалека голос.

Проект  пока не закончен.

******************************************************************************************************************************************************************

Выходной трансформатор для однотакта на ГУ-50. GU-50 SE output transformer

Это моя вторая попытка взяться за ГУ-50. Когда-то давно сделал великолепко звучавший однотакт на этой лампе в триодном включении http://klimanski.com/?p=66 , но аппарат тот я подарил знакомому, и сейчас захотелось сделать для себя. Делать копию нет смысла, поэтому решил взяться за дело учитывая накопленный опыт. Вдохновил также опыт коллег по этой теме http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2324.0 также спасибо за идеи Михаилу Цертию, вот ссылочка на его сайт https://sites.google.com/site/moiusiliteli/Home/zvukotehnika/lampy/gu-50—vzroslaa-tema там тоже есть описание усилителя на этой лампе. Если Михаил уже давно мотает выходные трансформаторы сам, то я за это дело взялся третий раз в жизни. Первый был выходник под 6С33С СЕ, мотал на ОСМ0.1 не зная, что это железо катастрофически мало для этой лампы. Потом был перерыв и потом я сам рассчитал и намотал СЕ выходники под 813 лампу в пентоде.
Расчет выходника был сделан по этой программе http://klimanski.com/?p=3291.

Исходные данные для ГУ-50 таковы: Внутреннее сопротивление 800 Ом, Выходная мощность – 5 ватт, Приведенное сопротивление анодной нагрузки 3 КОм, Сопротивление нагрузки – 15 Ом ( под имеющиеся у меня 4А32 ). Вот распечатка результатов расчета, данные по железу приведены для ТС180, которое как оказалось очень хорошо подошло
gu_50_triode_ras4et
Трансформатор ТС180 – оказались как-то у меня парочка этих красивых изделий в коробочке с надписью “трансформатор….. игрушка….сделай сам….для детей школьного возраста”. Ха-ха ! Мне уже 53….. Ну да ладно…. ;-)))

img_6642_2

Когда-то давно их купил на вещевом рынке совсем за лимонад. Осталось только разобрать и размотать уже имеющуюся первичку. Что здорово – в комплекте были контактные скобочки, которые очень пригодились.
Из провода под рукой был 0.355 по меди – опытным путем наматывая на каркас определил, что не мучаясь с особо плотной укладкой получается 113 витков в слое. Было решено намотать на каждом каркасе 2 секции первички с вторичкой между ними, причем по причине того, что наружние секции первички двух каркасов потом соединяются последовательно образуя одну секцию, наружний слой сделан примерно в 1.5 раза меньше, чем внутренний. Вот схема намотки и коммутации выводов секций:

opt_ts180

Итого – первая секция – 6 слоев по 113 витков – 678 витков, причем начинаем мотать справа налево, ( как вторую секцию первички ), а вторичку кладем начиная слева. Тогда будет соблюдено правило минимальной динамической емкости между первичкой и вторичкой. Вторая секция первички – четыре слоя.
Как межслоевую изоляцию я использовал синтокартон 0.18 мм, между обмотками – удвоенный слой той же изоляции. Как немагнитный зазор использован тот же синтокартон 0.18мм. Стекловолоконную сетку, которой я пользовался наматывая выходник под ГУ-13 между слоями этот раз я не ставил – для триода снижение емкости в анодной нагрузке не так существенно.
Обмерил трансформатор в статическом режиме.
Сопротивление первички активное – 70 Ом
Сопротивление вторички активное – 0.6 Ома
Приведенное анодное сопротивление – 3 КОм
Индуктивность рассеяния – 16 мГн
Индуктивность первичной обмотки – 5 Гн по измерителю индуктивности на 100 Гц и 12 Гн при подаче 5 Вольт 50 Гц.
Также замерено АЧХ на ГУ-50 с фиксированным смещением, анодное 370 вольт, ток анода 100 мА. АЧХ получилась такого вот вида:
gu_50_moj_opt_1w_band

Что радует, АЧХ имеет плавный вид, без резонансов в ВЧ диапазоне. И то, что фактические замеры соотвествуют расчетам, точнее –  полоса пропускания даже шире расчетной. Вот само готовое изделие

img_6639_2

***********************************************************************************************

Входной трансформатор на все случаи жизни

Хочу поблагодарить Александра Резвой за его любезное согласие опубликовать в моем блоге свои статьи. Сейчас вашему вниманию – первая из них. Публикую эти статьи потому что они созвучны моему восприятию и философии построения аудиосистемы. Свои отзывы можете отправлять непосредственно Александру rezv@inbox.ru

Использование в качестве входного устройства согласования и регулирования усилителя трансформатора-аттенюатора позволяет решить массу задач, например, повысить амплитуду входного сигнала, гальванически развязать источник сигнала и усилитель, осуществить преобразование сигнала в два противофазных для возбуждения двухтактного усилителя .
Однако изготовление таких трансформаторов весьма затратно как по времени, так и по материалам. Поэтому было принято решение создать максимально универсальную конструкцию выносного блока трансформатора-аттенюатора (ТА) с возможностью использования как с SE так и с PP усилителями, в том числе и однокаскадными.
ТА намотан на пермаллоевом (мю=20000-25000) тороидальном сердечнике размером 5,0х3,0х1,5 см . Сердечник разделяется щёчками из картона на две равные половины, к нему прикрепляется заземляющий провод, затем сердечник изолируется фторопластовой плёнкой. Намотка начинается с вторичной обмотки . Отводы имеют неравномерный шаг ( таблица расчётов приводится ниже).
Начинается намотка с секций с наибольшим числом витков. Витки секции распределяются равномерно по длине намотки (половина туда – половина обратно) . В качестве обмоточного выбран эмаль-провод диаметром 0,25мм. Отводы сделаны тонким многожильным проводом во фторопластовой изоляции. Вторая половина вторичной обмотки наматывается в противоположном направлении. После намотки обмотка проваривается в смеси парафина и воска (1:1). Затем щёчки подрезаются до высоты обмотки и она изолируется фторопластовой лентой. Поверх следует намотать экран из медной или алюминиевой фольги изолированной с обеих сторон скочем. Затем следует изоляция из фторопластовой ленты. Первичная обмотка намотана проводом ПЭЛШО 0,25мм и содержит 700 витков с отводами от 400, 500 и 600 витков. Обмотка изолируется слоем фторопластовой ленты и слоем лакоткани. После намотки трансформатор ещё раз проваривается в смеси воска и парафина. Трансформатор помещается в магнитный экран из пермаллоя или трансформаторной стали.
Для переключения отводов вторичной обмотки использован переключатель на 23 положения и 4 направления, для первичной – на 4 положения ни 2 направления. (Схема прилагается) Входные разъёмы гнёзда RCA, выходные – 5штырьковые гнёзда CANON. Выходные разъёмы распаяны на самодельный экранированный кабель длиной 0.7м, содержащий две витых пары и нулевой провод.
Конструктивно ТА выполнен в виде блока 120х120х210мм, на передней стенке которого располагается переключатель-регулятор уровня, а на задней – входные и выходные гнёзда, переключатель отводов первичных обмоток и клемма заземления. Переключатель отводов вторичных обмоток экранирован медной фольгой, кроме того имеется общий экран всей конструкции. Корпус изготовлен из 12мм фанеры и оклеен кожзаменителем ( фото прилагаются).
Коэффициент трансформации: 1,78
2,08
2,5
3,12
А при совместном включении обмоток: 3,56
4,16
5,0
6,24

Нижняя частота по уровню –3дБ (Rвых=200 Ом, малый сигнал) соответственно: 2.0 Гц
3,0 Гц
4,0 Гц
6,0Гц
Верхняя частота по уровню –3дБ при использовании одной обмотки: 82 кГц
двух обмоток: 20 кГц
ТА прослушивался с однокаскадным PP усилителем на EBL21, однокаскадным SE на 6AG7 и двухкаскадным SE на 21LR8.
Описание и схему усилителя на EBL21 смотрите в последующей статье “Почти правильный РР” http://klimanski.com/?p=3430.

**********************************************************************************************

Программа расчета выходного трансформатора однотактного каскада

Пока я работал над намоткой выходного трансформатора для однотакта на пентоде 813 http://klimanski.com/?p=2932, пришлось немного доработать сделанную мной программу в формате Excel. Она в равной степени подходит и для триодов, и для пентодов.  В ней сведены данные по четырем наиболее известным методикам расчета:

1. Valve Hart http://www.valveheart-bg.com/theory/transformer.html

2.  Д. Андронников. Выходной трансформатор. Почти просто, но недешево. http://vt-tech.eu/ru/articles/lamps/53-otputtrans.html

3. и 4.  Формулы расчета минимального количества витков по Г.В.Войшвилло “Усилители низкой частоты на электронных лампах”, 1959 год. Стр. 559 -593. http://www.zzxm.narod.ru/VOY/v_522_603.djvu

5. Мной выведенная ( конечно, из давно известных в физике ) формула исходя из значения максимального тока Im ( берется из нагрузочной прямой по ВАХам ). Вот пример как найти Im.
svetlana_572_160_7k_ra

Для проверки, справа от количества витков, вычисленных по этим формулам, приведена рассчитанная ( по взятой из той же книги Войшвилло формуле ) индуктивность.

formula_induktivnosti1

Рядом приведена величина индуктивности с учетом немагнитного зазора lz и отличается только множителем в знаменателе ( 1 + lz*u/lc ), где lz – немагнитный зазор, u – магнитная проницаемость, lc – длина магнитной линии. Все приведенные расчетные значения индуктивности первички оказываются значительно ниже, чем фактически измеренные. Однако надо понимать, что изменение индуктивности любой катушки с сердечником – это нетривиальная задача. Читайте на эту тему публикацию http://klimanski.com/?p=2228 или обсуждение этой темы на форуме http://www.diyaudio.ru/forum/index.php?topic=2705.0 . Например, намотанный мной выходной трансформатор при замерах китайским измерителем индуктивности ( на 100 Гц ) имел 65 Гн, а на частоте 50Гц и подаче 5 вольт RMS индуктивность оказывается уже 104 Гн. А расчетное значение индуктивности первички исходя из программы – всего 35 Гн.

Так выглядит программа – внешний вид

vid_excel_ras4eta1

Вот ссылка на эту программу в Excel формате,  можете ее скачать и пользуйтесь на здоровье !
d182d180d0b0d0bdd181_d180d0b0d181d187d0b5d182_813_d0bdd0bed0b2d18bd0b91

Из полученных пяти значений W1 выбираем наибольшее ( или нами выбранное ) и помещаем его в зеленую ячейку. После этого справа от нее смотрим полученные проверочные значения максимальной индукции на 20 и 30 Гц ( они не должны превышать допустимое значение Вm в ячейке E31 ), а также фактически полученную “расчетную” индуктивность первички, и сравниваем эти величины с заданными ( минимальная индуктивность первички задана в ячейке Е20 ). Если они оказываются в рамках, то на этом расчет заканчиваем. Если нет – пробуем корректировать исходные данные для достижения нужного результата.
Рассчитанный по этой программе и намотанный мной на железе ОСУ0,63 выходной трансформатор  к лампе 813 показал неплохое соответствие реалиям. Получилось даже с небольшим запасом.
Пока в программе нет информации о секционировании – как правило все программы предлагают секционирование для триодов ( минимизация индуктивности рассеяния ), забывая, что то, что триоду хорошо, для пентода – смерть, поэтому вопрос секционирования пока не поднимаю.
Небольшое отступление об исходных данных.
1. КПД трансформатора ( ячейка Е12 ). От правильного выбора этого значения будет зависеть диаметр провода. Поэтому, не выбирайте это значение слишком маленьким – иначе вы запроектируете изначально трансформатор с высокими потерями и высоким активным сопротивлением обмоток, что приведет к ухудшению отдачи на НЧ.
2. Коэффициент обратной связи ООС. Если ООС не планируется, ставьте 1. А иначе, этот коэффициент равен ( 1 + bKo ) из формулы для расчета ООС.
3. Максимальная индукция Bm ( ячейка Е31 ). Выбирается исходя из магнитных свойств имеющегося железа. Для большинства разновидностей железа линейный участок линии В – Н редко простирается выше 8000 Гс, поэтому для однотактов рекомендуют эту цифру не превышать. Чем ниже ( с запасом ) выбрать это значение, тем будут меньше искажения на НЧ, однако при этом будут непомерно расти габариты трансформатора. Значение Вm можно определить экспериментально, методика есть в упомянутой выше ссылке нр 2 на статью Андронникова.
4. Магнитная проницаемость железа. Самая трудно поддющаяся измерению величина. Все дело в том, что мю железа не является величиной постоянной и очень сильно зависит от напряженности магнитного поля. Для однотактов, в которых есть немагнитный зазор, магнитная проницаемость, как правило, оказывается ниже чем начальная мю ( в отсутствии магнитного поля ) и приблизительно ее можно оценить по графику:
d0b7d0b0d0b2d0b8d181d0b8d0bcd0bed181d182d18c_d0bcd18e_d0bed182_li2
Значение LI2 можно прочесть в ячейке E34. Также, для определения мю можно воспользоваться графиком из публикации Васильченко, значения aWo можно взять из ячейки Е37.
d0bcd18e_d0bed182_awo

Кроме уже упомянутых выше, в расчетах мне очень помогли следующие источники:

1. Цыкин Г.С. “Трансформаторы низкой частоты”, 1955, гл 13 – 15. http://www.zzxm.narod.ru/CYK/TR/g14.djvu.
2. Васильченко Е.В. http://spbaudio.narod.ru/kazan.htm
3. Программа Андрея Тощева http://andy.kis.ru/mytrans0.php
4. Кризе С. Расчет выходных трансформаторов.
5. Зинин Ю. Определение длины воздушного зазора в трансформаторах и дросселях
http://kit-e.ru/articles/powerel/2009_05_82.php

Также выражаю благодарность Александру Резвой, который отозвался на мою публикацию и помог в проведении вычислений и намотки.
Планирую сделать такую же программку для двухтакта – пока только в классе А – для этого нужны минимальные переделки.
Только прошу относиться к моему скромному труду снисходительно – я ничего нового не изобрел, только обобщил уже известные данные и привел их к удобному для пользования ( как мне кажется ) виду. Также надо помнить, что вообще – расчет выходных трансформаторов – это клубок компромиссов, и большинство формул основанны на импирике, поэтому к полученным данным нужно относиться с известной долей осторожности. Если возникнут вопросы или вы заметите ошибки, пожалуйста пишите на электронный адрес, указанный а разделе About.

Дополнено 12 августа 2014 года

программа дополнена опцией выбора сразу трех вариантов сопротивления нагрузки, что очень помогает при проектировании выходного трансформатора с несколькими выходными выводами.

opt_se_design

И еще отвечу на возникающие вопросы. Число витков в поле H39 ( залитое зеленым )  вы выбираете сами, исходя из данных расчета по вариантам расчета из полей H 28 – 32 .  Выбираем или максимальное значение, или то, которое подбором  в конечном итоге обеспечивает в ячейке J41 минимальную индуктивность первички заданную в ячейке E20.

Дополнено 24 марта 2015 года.  Из практических соображения и для упрощения расчета, изменена формула подсчета толщины немагнитного зазора, введены некоторые пояснения к расчету ( взята из методика Андронникова ).

opt_se_design_21

Должен сказать, что этот алгоритм выдержал несколько проверочных намоток и всегда давал очень неплохое соотвествие с конечным результатам.

*****************************************************************************************