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無線電子工学および電気工学の百科事典 ランプUMZCH用出力トランスの製造について。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
興味深い傾向が見られます。「真空管」の時代から遠ざかるほど、真空管アンプの出力トランスに関する神話や誤解が生まれます。 そして、計算の問題だけでなく、その製造においても。 製造業者は製品を賞賛することが広告の法則であることを理解できますが、独立した著者による多くの記事では、変圧器を巻くプロセスは秘密の儀式の説明のように見えます. 難易度と所要時間を見てみましょう。 この会話では、シングルエンド ステージ用の出力トランスや、半巻線の高度な対称性や動作条件に対する厳格な要件を必要としないその他のトランスに焦点を当てます。 コイルカウンターを備えた、磁気ワイヤー、巻線ワイヤー、およびコイルを巻くための少なくとも原始的なデバイスの十分なセクションがあると想定されています。 これは、万力に固定された電気ドリルまたはハンドドリルから、XNUMX 本の木製バーで補強された曲がったねじ付きスタッドまで、あらゆる設計を指します。
コイルを作るのは面倒ですが、難しいことではありません。 ゲティナックスまたはテキソライトで作られた組み立て式コイルのフレームの細部の図面をラッチ付きで図に示します。 位置1の図面では - 頬; 2、3 - プレート。 寸法 h、b、y、y1 およびフレーム部品の厚さは、磁気回路の寸法および形状に関連しています。 その製造に最適な材料は、厚さ1,5 ... 2 mmのファイバーグラス（ホイルなし）と見なすことができます。 部品を製造するときは、組み立て時の最終的な微調整の余裕を残してください。 すぐに部品を所定のサイズに切断しようとすると、何も収まらず、コイルがバラバラになる可能性が高くなります。 組み立てたリールの鋭い角をヤスリでやすりをかけ、厚さ 0,1 ～ 0,15 mm の紙を XNUMX 枚または XNUMX 枚重ねて包みます。 コイルを作るのにXNUMX～XNUMX時間かかります。 ビスケット設計の変圧器の製造技術にはまったく触れません。ビスケットの数が比較的少ないと、デューティサイクルと漏れインダクタンスの両方の点で、セクションが浅い古典的な設計に負けてしまうからです。 それからもっと面白いことが始まります - 巻き。 ほとんどのアマチュアは通常の巻線を使用します。つまり、ワイヤはコイルごとに巻かれ、各層にガスケットが敷かれます。 細いワイヤーで3000〜4000ターンのスタッカーを備えた機械なしでこのように巻くのは大変な作業です。 疑問が生じます：なぜ大量に巻き上げないのですか？ 真のオーディオファンの高貴な憤慨を捨てて一次資料に目を向けると[1、2]、細いワイヤー（0,15〜0,4 mm）の曲線因子はそれほど悪くないことがわかります：G.Tsykinは値を与えます0,7 .. .0,75の場合、0,5 ... 0,53になります。これは、セクション化された巻線を備えたトランスの単一インスタンスに非常に適しています。 漏れインダクタンスは、巻線方法と密度に実質的に依存しません。 巻線の自己容量（バルクで巻く場合）は5 ... 10％少なくなります。 主な問題は、絶縁耐力の低下のようです。 ちなみに、曲線因子の値が高いと、トランスを小さくしたり、同じ寸法で大きな磁化インダクタンスを得ることができます。 高品質のデバイスでは、特定の一次巻線インダクタンスに対して最小の寸法でトランスを実装するように努める必要があるため、これは重要です。 トランス磁気回路の寸法が小さいほど、特定のセクションの漏れインダクタンスが低くなります。 電気的強度の確保に戻りましょう。 本のすべてが正しいですが、推奨事項のほとんどは、変圧器の連続生産と特定の規格への準拠に関連しています。 それらに合わせて自宅で変圧器を作ることは非現実的です。適切な材料も技術もありません。 したがって、XNUMX つの基準から進めます。XNUMX つ目は実際の動作条件であり、XNUMX つ目は生産では許容できないものであり、単一サンプルの自己生産には非常に適しています。 では、変圧器の一次巻線にはどのような電圧がかかるのでしょうか? 増幅器の出力電力 P が 5 W であると仮定します (これは、一般的なランプのシングル サイクル カスケードではかなり大きいです)、一次巻線に還元される負荷抵抗 R は 2 kΩ、供給電圧 Ua は 300 V であり、効率はトランスの は 0,85 です。 このような電力を得るには、一次巻線の実効電圧が次の値に等しくなければなりません。 Urms=√PR/効率=117V。 したがって、その振幅は次のようになります: Urms= √2 Urms = 166 V. 電源電圧を考慮すると、アンプのケースに対する一次巻線の最大電圧は次のようになります。 Uw - U + Ua - 466 V. これにより、巻線間の絶縁（原則として、二次巻線の一端が接地されている）の要件とフレームの絶縁特性が決まります。 厚さ0,12mmの4層のケーブルペーパーで十分です。コンデンサーペーパーを5〜XNUMX層で使用するか、衛生的なフッ素樹脂テープの層と筆記用紙の層を組み合わせて使用 できます。 ガラス繊維フレームは、必要以上の電気強度を提供します。 高品質の出力トランスは常にセクション化されています。そうしないと、漏れインダクタンスの許容値を得ることができません。 最も単純なケースでは、一次巻線はXNUMXつの部分に分割されますが、XNUMXつに分割され、その間にXNUMX次巻線が配置されます。 より深いセクショニングも可能ですが、同時に、磁気回路ウィンドウの充填率が大幅に減少し、巻線間の静電容量が増加します。 ワインディングは複雑なため、深いセクショニングはめったに使用されません。 一次巻線の XNUMX つのセクションについて考えてみましょう。 最小の漏れインダクタンスは、巻数を不均等に分割することで達成されます。極端なセクションでは、それらの数は中央よりも83倍少なくなります。 巻線のアクティブ抵抗を無視すると、信号がない場合、一次巻線のすべてのターンが等電位になります。 最大電力では、巻線の部分にかかる電圧はそれらのインダクタンスに比例します。 したがって、最大交流電圧は巻線の中間部分で発生します。 その振幅は0,15 Vです。直径が600 mmを超える巻線（PETV、PEV、PVTLなど）の絶縁破壊電圧は少なくとも5 Vであり、微小欠陥の数は許容されます7 m あたり 15 ～ 0,35 直径が XNUMX mm を超えるワイヤの場合、微小欠陥は一般に許容されません。 したがって、ガスケットをまったく使用せずに巻線をまとめて巻くことができます。 短絡ターンの発生確率は非常に小さいです。 巻線をより適切に配置し、トランスの信頼性を高めるために、巻線の300〜500ターンごとに厚さ0,022 mmのコンデンサ紙のガスケットをXNUMX層に配置することをお勧めします（このような紙テープは古い紙コンデンサから入手できます-たとえば、KBG グループ)。 したがって、トランスを巻くときの主なタスクは、ターンが落ちないようにすることです。 巻き間の絶縁は標準的な方法で達成されます-ガスケットはフレームより4〜5 mm広くなり、その端に沿ってノッチがカットされます。 これは、ガスケットをチューブに丸めることですばやく行うことができます。そのエッジは、鋭いワイヤーカッターで輪郭に沿って噛まれます。 この場合、（絶縁耐力の理由と、次の巻線の通常の敷設の可能性の両方のために）より厚くて硬い絶縁が使用されるため、十分に注意すれば、巻数の低下は除外されます。 層間絶縁を敷設するときは、コイルの落下を排除することが望ましいです。 ここで困難が生じます。 巻線の表面には凹凸があるため、ガスケットの端に切り欠きがあっても、巻線の沈み込みを排除することはできません-ワイヤが一緒に引っ張られます。 この問題は次のように解決されます。 包帯は、縁に沿って切り欠きのある薄い粘着紙の狭いストリップ（「ペイントテープ」を使用できます）からガスケットの縁に適用され、ガスケットが滑らないようにします（またはガスケットが持っているターンを閉じます）すでに滑っている）。 したがって、トランスを巻く順序は次のとおりです。一次巻線セクションは300〜500ターンごとに層間スペーサーを使用してバルクで巻かれ、二次巻線セクションはスペーサーなしでターントゥターンします（ワイヤ直径が0,6 mmを超える場合、このプロセスは問題を引き起こしません)。 巻線間の絶縁は十分に硬くなければならないことをもう一度思い出してください - 二次巻線のターンは平らでなければなりません。 一次巻線のセクションを巻くときは、ワイヤに十分な張力を確保し、巻線の表面をできるだけ平らに保つようにする必要があります。 ちなみに、巻くときは手でワイヤーに触れず、薄いフェルトや柔らかいスエードで持つことをお勧めします。 巻線はコイルの端から端まで行われます。 巻線のリード線は、フッ素樹脂チューブを装着した巻線で直接作られています（細いチューブは完全に伸びます;ミリチューブを伸ばすと、より小さな直径のチューブを得ることができます）。 ワイヤーが細すぎる場合は、出力の機械的強度を高めるために、ワイヤーを XNUMX ～ XNUMX 回折り、きつくねじります。 このピグテールは巻線の出力として使用されます。もちろん、その始まりは絶縁され、巻線にしっかりと固定されている必要があります。 もちろん、色付きのワイヤーからの結論はより美しいですが、このオプションはより実用的です。 巻線の最終的な絶縁は、XNUMX 層のケーブル ペーパーでできています (筆記用紙を使用することもできます)。 一次巻線の0,45つのセクションを持つ磁気回路の窓の充填率は約0,4で、一次巻線のXNUMXつのセクション - 約XNUMXです。 容量の異なるトランスを数十本巻いた結果の平均データです。 経験にもよりますが、数晩でそのような仕事に対処することはかなり可能です。 変圧器コイルはなぜ含浸されるのですか? 主な目的は、不利な外部条件下での電気的強度を高めることであり、含浸はコイルの内層からの熱除去を改善し、機械的強度を高めます。 もちろん、コインにはマイナス面があり、含浸はトランス自体の静電容量を増加させます。 ケースの99,9％で、アマチュアアンプはほぼ通常の状態の部屋の名誉の場所にあります。 高品質アンプの出力トランスの熱負荷も大きくありません。 第一に、そのような変圧器はネットワークのものとはわずかに異なる基準に従って設計されており、第二に、音楽を聴くとき、アンプがかなりの出力電力を持っていても、平均出力電力はわずか数ワットです。 したがって、含浸を使用して、変圧器の電気的パラメータを少しでも悪化させることはお勧めしません。 もちろん、熱帯気候で音楽を聴いたり、車にアンプを取り付けたり、ロックバンドに提供したりする場合は、含浸組成と含浸方法を考える必要があります。 もう一つはトランスの磁気回路です。 アマチュアの練習では、直列トランスからのツイスト磁気コアがよく使用されますが、分解すると剥離する傾向があります。 これは危険ではありませんが、剥がれたレコードは倍音を発生させます。 可能であれば、接着する必要がありますが、これではあまり効果がありません。 変圧器を落ち着かせる効果的な方法 (まだ接着する必要があります) は、最終的な組み立ての前に、磁気回路の蹄鉄をオイルニスに浸すことです。 積層磁気回路の上にワニスを塗ることもお勧めします。 変圧器の最終組み立て中に、非磁性ギャップを形成するガスケットが同じワニスでコーティングされ（SLとPLの場合、それぞれXNUMXつとXNUMXつ）、その厚さは計算で指定されます。 電気段ボール、テキソライト、ゲティナック、またはその他の硬い耐熱材料の薄いシートから作ることができます。 磁気導体のギャップが信頼できるタイで固定されていることを確認することが非常に重要です。ギャップの安定性は、低周波数でのトランス自体の非線形歪みを最小限に抑えるのに役立ちます。 この方法で製造された変圧器は、工場のワークショップで製造されたものよりも悪くなく、おそらくより良い電気的パラメータを持っています. 通常に近い状態では、このような変圧器は問題なく動作します。 したがって、出力トランスの自己製造の複雑さは非常に誇張されています。 主なトラブルは、巻線ではなく、磁気回路、巻線および関連材料の検索に関連しています。 良い結果の鍵は、通常の正確さと注意力です。 経験がなくても、ステレオ アンプ用の出力トランスのセットを XNUMX 週間で作成することは十分に可能です。 もちろん、すべてがすぐにうまくいくわけではありませんが、横になっている石の下には水が流れません。 現在、最新の断熱材がたくさんあるので、紙を使用する必要はまったくありません。 ポリエチレンテレフタレート、lavsan フィルム、強化フッ素樹脂、グラスファイバーの使用は大歓迎です。 入手しやすいものを使用してください。 パワーアンプは、負荷が突然遮断されると、出力トランスで大幅な電圧降下が発生する場合があります。 機器の比較リスニング中に、外出先で負荷を切り替えることを好む場合は、トランスの電気強度を上げないでください。適切なバリスタまたは 1 kV アレスタで一次巻線をバイパスする方が簡単です。 当然、トランスの品質は使用する磁気回路にも依存しますが、これは絶対に上げるべきではありません。 電磁鋼 3411 は、家電製品の電源トランスで最も一般的に使用されていました. 磁気特性は現代の鋼 (製造業者は鋼 3408 を使用することが多い) よりも劣っていますが、これらの違いはそれほど大きくないため、変圧器の設計で部分的に補償することはできません.ステージ。 ネットワークトランスからのツイスト磁気回路では、優れた出力トランスを作成できます。 一般に、興味深いパラドックスがあります。 多くのメーカーが高品質の出力トランスを提供していますが、主なパラメーターのみを持ち込むことに制限されています。 そして、スチール 3408 とアモルファス合金で作られた磁気コアを備えた変圧器は、「XNUMX つの大きな違い」です。 文学: 1. Tsykin G.S. 低周波トランス。 - M.: Svyazizdat、1955 年。
著者: E. カルポフ、オデッサ、ウクライナ。 出版物: radioradar.net
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