Sekcjonowanie uzwojeń w transformatorze głośnikowym

[Waldemar D.]

Powtórzę, nie ma racjonalnego powodu, żeby impregnować transformator parafiną. Właściwe przekładki załatwiają sprawę. Nie żyjemy w południowej Azji, gdzie panują bardzo wysokie temperatury a wilgotność powietrza jest rzędu 90%. A co do argumentu, że parafina poskleja ruszające się zwoje... Po prostu nie ma opcji, żeby się ruszały! Kto nie potrafi tak nawijać, powinien kupować gotowe transformatory albo zlecać ich nawinięcie a nie leczyć swoje błędy parafiną.

[kubafant]

A jednak papier w kondensatorach wilgotnieje mimo parafiny, pytanie ile rzędów wielkości szybciej by się to stało bez wosku? Wydaje mi się, że obecność parafiny (jeżeli nawet nie pomaga) to i nie przeszkadza.

[Marek7HBV]

A jednak papier w kondensatorach wilgotnieje mimo parafiny, pytanie ile rzędów wielkości szybciej by się to stało bez wosku? Wydaje mi się, że obecność parafiny (jeżeli nawet nie pomaga) to i nie przeszkadza.

No i zapachem w razie czego ostrzega

[gustaw353]

Wydaje mi się, że obecność parafiny (jeżeli nawet nie pomaga) to i nie przeszkadza.

Witam.
Parafina wprowadza dodatkową stratność dielektryczną co powoduje zwiększenie pojemności międzyzwojowej - a to wpływa na ograniczenie pasma dla częstotliwości wysokich.
Aby zmniejszyć niechcianą pojemność należy też stosować specjalny sposób układania kolejnych warstw uzwojeń. Po dotarciu do końca układanej warstwy, wracamy na początek i kolejną warstwę zaczynamy od tego samego brzegu. Taki sposób nawijania zapewnia też większą odporność na przebicia pod wpływem przepięć częstych w transformatorach wyjściowych. Kiedyś już o tym mówiłem.

[faktus]

Witam.
Szanowni Koledzy omówiliśmy więc sprawy nie cierpiące zwłoki pora przejść do banałów.
Przeglądając swoje zapiski znalazłem projekt transformatora głośnikowego w układzie PP dla lamp EL 84. Postaram się w skrócie opisać zainteresowanym jak przebiega projektowanie transformatora zgodnie z tym co podawałem w oparciu o opis wykonania z MT w moim wykonaniu.
Założenia dolna częstotliwość graniczna 20 Hz przy spadku o 3 dB, moc 20 W odczep UL, klasa AB prąd spoczynkowy 20 mA rezystancja obciążenia 8 om .
Do wykonania posłużyły kształtki EI 102 o grubości pakietu 50 mm.
Z obliczeń wynika, że aby osiągnąć te parametry należy nawinąć 3918 zwojów uzwojenia anodowego, oraz 117 zwojów uzwojenia głośnikowego.
Średnice drutu odpowiednio 0,2 mm oraz 1 mm. Zgodnie z tym co proponowano w artykule dokonałem podziału na 5 sekcji uzwojenie anodowe, pomiędzy nimi wykonując 4 sekcje uzwojenia głośnikowgo dla każdej lampy w sumie transformator będzie miał 18 sekcji.
Przystępując do obliczeń rozmieszczenia uzwojeń pomierzyłem karkas wykonany z materiału izolacyjnego o grubości 1 mm. Wymiar okna kształtki EI 102 wynosi 51 mm długości na 17 mm wysokości. Po wykonaniu karkasu zmierzyłem dostępne miejsce na uzwojenia, otrzymałem następujące wymiary jednej przegrody przeznaczonej na uzwojenie dla jednej lampy:
- wysokość 14 mm szerokość 23 mm co daje nam 3,2 cm2 na pomieszczenie uzwojenia.
Przystępujemy więc do obliczeń, dzielimy 3918 zwojów przez 2 otrzymujemy 1559 zwojów drutu dla uzwojenia anodowego jednej lampy. Mamy mieć 5 sekcji więc 1559 dzielimy przez 5 otrzymujemy 391,8 zwojów na jedną sekcję do obliczeń przyjmiemy 390. Sekcja ma mieć 4 warstwy więc na jednej warstwie ma być nawinięte 97,5 zwojów przyjmujemy 98. Sprawdzamy ile miejsca zajmie nam 98 zwojów drutu 0,2 mm wiedząc że ma on z emalią średnicę 0,22 mm otrzymamy wynik 22 mm, a mamy do dyspozycji 23 mm. Czyli nie będzie problemu. Wykonane uzwojenia zajmą nam nieco ponad 1 cm2.
Zajmiemy się teraz uzwojeniem głośnikowym, które ma mieć 117 zwojów drutu o średnicy 1 mm. Zakładamy że to uzwojenie będzie miało 2 warstwy więc na jedną wypada 58,5 przyjmujemy 59 zwojów. Jednak nie wykonamy go drutem 1 mm lecz cieńszym z uwagi na to, że będziemy mieli w sumie 8 uzwojeń głośnikowych połączonych razem. Bądź równolegle, lub szeregowo równolegle. Sprawdzimy jaki drut wchodzi w rachubę w tym przypadku.
Podobnie jak poprzednio dzielimy dostępne miejsce czyli 23 mm przez wymaganą liczbę zwojów na warstwę czyli 23:59=0,3898 mm. Odpowiada to drutowi 0,35 mm czyli dwie warstwy będą miały 118 zwojów. Czyli w sumie nawiniemy w czterech warstwach 472 zwoje które zajmą około 0,9 cm2.
Musimy teraz sprawdzić czy uzwojenia się nam zmieszczą na karkasie. W jednej przegrodzie mamy do dyspozycji 3,2 cm2 uzwojenie anodowe zajmie nam 1,1 cm2 uzwojenie głośnikowe ( a właściwie jego cztery sekcje ) zajmie nam 0,9 cm2 czyli w sumie 2, cm2 widzimy więc że nie będzie problemu aby zmieścić uzwojenia. Pozostały 1 cm2 będzie przeznaczone na izolację.
Wyjaśnię teraz zainteresowanym sprawę zastosowania cieńszego drutu na uzwojenie głośnikowe. Z obliczeń wyszło nam że to uzwojenie ma być wykonane drutem o średnicy 1 mm, który może być obciążony prądem 2 A drut 0,35 mm można obciążyć prądem 0,245 A, czyli znacznie mniejszym. Ale mamy w tym przypadku 8 uzwojeń które mogą dostarczyć prąd 8X0,245A=1,96A czyli prawie identyczny więc nie ma się czym przejmować.
W przypadku gdyby wynikła konieczność łączenia szeregowego uzwojeń głośnikowych każda część umieszczona w jednej przegrodzie powinna dostarczyć połową wymaganego prądu w stosunku do tego jaki może dostarczyć drut jaki wyszedł nam z obliczeń.
Przekładnia transformatora będzie wynosiła 33,22.
Pozdrawiam.

[Janusz]

Aby zmniejszyć niechcianą pojemność należy też stosować specjalny sposób układania kolejnych warstw uzwojeń. Po dotarciu do końca układanej warstwy, wracamy na początek i kolejną warstwę zaczynamy od tego samego brzegu. Taki sposób nawijania zapewnia też większą odporność na przebicia pod wpływem przepięć częstych w transformatorach wyjściowych. Kiedyś już o tym mówiłem.

Witam
Gdzie wykonujemy połączenia między warstwami?

[faktus]

Witam.
Kolego Gustaw 353 czy zechciałbyś napisać coś więcej. Skąd pomysł takiego wykonywania uzwojeń? ja nigdzie nie spotkałem się z tego typu informacjami, że w ten sposób zmniejszymy pojemność uzwojeń wszak nie zmienimy tym zabiegiem wzajemnego pola styku uzwojeń.
Pytam bo jestem zaciekawiony i byłbym bardzo wdzięczny gdyby Kolega zechciał podzielić się informacją skąd pomysł na takie wykonywanie uzwojeń. Czy były wykonywane pomiary porównawcze uzwojeń wykonywanych klasycznie z tymi proponowanymi przez Kolegę potwierdzające podane informacje.
A może przy okazji uzyskalibyśmy też informację jak wykonywane są przez Kolegę transformatory głośnikowe, ile sekcji itp.
Pozdrawiam.

[TooL46_2]

Co to za olej? Schnący? Nasączasz w nim na koniec czy smarujesz na bieżąco między warstwami?
700 m2 to brzmi nieźle

Olej jest schnacy, izolacyjny. Smaruje bibulke pomiedzy wartwami -- podobnie jak ww Japonczyk. Oprocz tego zakupilem takze tasme poliestrowa ktora stosuje zamiast ceratek miedzy osobnymi uzwojeniami. Co do bibulki: przydarzyla sie prawie 30kg rolka bibulki o szerokosci prawie 20" oraz grubosci przekladki 25um.

nawijarki ktora zamierzam zaadoptowac

Ciekawe co na to powie Sąd Rodzinny.

[gustaw353]

Witam.
Miałem o tym opowiedzieć we wcześniej uruchomionym temacie lecz on jakoś rozmył się :
viewtopic.php?f=7&t=27032
Umieściłem też tam ciekawe odsyłacze na bieżący temat.
-------------------------------------------------------------------------------------------------
Inny sposób "sekcjonowania uzwojeń".
Sekcje nawijane w postaci pakietów, podobnych do uzwojeń w silnikach/prądnicach elektrycznych.
Można takie uzwojenia wykonać na karkasie z wieloma przegródkami lub w postaci oddzielnych pakietów potem złożonych na kolumnie transformatora. Ich wykonanie można opanować i myślę, że może to być prostsze od tradycyjnego wykonania transformatora.
Wąskie pakiety mają dużo warstw z małą ilością zwojów w warstwie - odwrotnie niż w klasycznym sposobie nawijania transformatora.
Co to daje ?
Napięcie elektryczne (różnica potencjałów) między warstwami jest małe, bo jak pisałem wyżej - napięcie między początkiem i końcem warstwy jest określone ilością zwojów w tej warstwie i wynika to z przeliczenia zwojów /volt z napięcia przyłożonego do tego uzwojenia.
Nawijając kolejne warstwy zawsze od tego samego brzegu (cofamy drut na początek warstwy bez jego cięcia) uzyskujemy o połowę mniejsze napięcie między warstwami.
A co dzieje się z pojemnością elektryczną ? Ona nam zawala górę pasma !

Pytanie "teoretyczne" - co to jest pojemność elektryczna, na czym polega zjawisko pojemności elektrycznej.

Wróćmy do pakietów. Moja propozycja.
Nawijamy dwa pakiety jednocześnie (z dwóch szpul). "Dolne" końce uzwojeń łączymy ze sobą lub nawijamy drutem złożonym na pół tak by zakończenia nawiniętych pakietów wychodziły "na górze". Następnie jeden pakiet odwijamy z powrotem na szpulę i nawijamy go ponownie tym samym drutem lecz w przeciwnym kierunku. Otrzymujemy dwa pakiety złożone równolegle do siebie z uzwojeniami połączonymi szeregowo. Ich indukcyjności nie znoszą się (choć nasuwa się takie wrażenie) a powielają się.
A teraz jeszcze raz powtórzę pytanie: co to jest pojemność elektryczna, na czym polega zjawisko pojemności elektrycznej?

Metoda z nawijaniem - odwijaniem - ponownym nawijaniem daje większą symetrię uzwojeń pakietów w parze. Przy nawijaniu transformatorów o małej ilości zwojów (np. do przetwornic) można uprościć sobie robotę i nawinąć uzwojenia jednym drutem bez nawijania/odwijania zachowując tylko właściwe kierunki i jednakową ilość zwojów w pakiecie.
Wszystkie sekcje/pakiety nawinięte są "do pełna" a ich szerokość zależy od ilości zwojów w pakiecie i od grubości użytego drutu. Należy te "gabaryty" wcześniej przeliczyć, podobnie jak w metodzie klasycznej.
Zalety praktyczne takiej metody nawijania:
1 - wszystkie końce uzwojeń mamy na wierzchu, łatwiej łączyć sekcje ze sobą i nie ma niebezpieczeństwa przebicia między wyprowadzeniami z dolnych warstw bo tych wyprowadzeń po prostu nie ma !
2 - mamy możliwość dowolnie "pokombinować" z sekcjami i ich początkami/końcami i taką orientacją uzwojeń pierwotnych i wtórnych względem siebie by osiągnąć ja najlepsze rezultaty,
3 - nie ma potrzeby stosowania przekładek między warstwami, izolujemy tylko pakiety między sobą a tu wymagania łatwiej spełnić,
4 - wszystkie sekcje o tej samej ilości zwojów mają taką samą długość drutu a tym samym identyczną oporność czego nie można osiągnąć w metodzie klasycznej,

[faktus]

Witam.
Dziękuję Kolego Gustaw 353 za odpowiedz, ale przydała by się jakaś forma graficznej ilustracji proponowanego rozwiązania. Powiem szczerze nie za bardzo potrafię wyobrazić sobie sposób samego uzwajania takiego transformatora.
Wiem jak uzwaja się silniki, ale tam chodzi o wytworzenie wirującego pola, dlatego uzwojenia mają kształt wydłużonego owalu umieszczonego w rowkach rdzenia rozmieszczonych po wnętrzu okręgu. Jedynym sposobem wykonania proponowanego rozwiązania jest jak mi się wydaje szablon na którym wykonujemy pakiet uzwojenia, następnie zakładamy takowy pakiet na rdzeń, za nim kolejny i tak dalej aż do zapełnienia rdzenia. Ale to mi przypomina wykonywanie transformatora z uzwojeniem krążkowym, które oprócz trudności wykonania w niczym nie jest lepsze niż nawijanie na dzielonym karkasie.
Co zaś dotyczy jednakowej oporności to klasyczny transformator wykonany na dzielonym karkasie też posiada identyczną oporność poszczególnych połówek uzwojeń nie wymagamy tutaj identycznej oporności każdej sekcji. A ważna jest całkowita oporność całej połówki uzwojenia, bo sekcje są połączone szeregowo pomiędzy anodą lampy a zasilaczem, więc ich oporność nie musi być jednakowa. Napięcia występujące na sekcjach też są niższe niż napięcie zasilania o tyle razy ile mamy sekcji uzwojenia anodowego.
Wyprowadzenia poszczególnych sekcji w proponowanym przez moją osobę sposobie, też są łatwo dostępne po jednej stronie karkasu dla każdej połówki uzwojenia. Przekładki między warstwowe nie są niezbędne, ale znacząco ułatwiają samo uzwajanie.
Problemem proponowanego przez Ciebie rozwiązania może być indukcja rozproszenia, która rośnie z grubością, a w proponowanym rozwiązaniu należało by powiedzieć wysokością uzwojenia. Tak czy tak każdy transformator nie jest idealny. Jedne wykonanie ma małą pojemność lecz dużą indukcję rozproszenia inny odwrotnie. Ważne jest aby zachować zdrowy kompromis.
Pozdrawiam.

[kubafant]

Kolego TooL46_2, dzięki za wyjaśnienie, właśnie czegoś takiego szukam, schnącego materiału płynnego, który mógłbym bez konieczności roztapiania nanosić na uzwojenie (np. pędzlem). Będę się musiał rozejrzeć za odpowiednikami w Europie.

Uzwojenie krążkowe, opisane np. u Cykina nie powinno stanowić dla nas niczego więcej niż ciekawostkę. Właściwym kierunkiem jest dzielony karkas i sekcje oddzielane poziomymi przekładkami, względnie transformatory toroidalne, ale tym się może nie zajmujmy bo i tak nikt tego w domu nie nawinie.

Pasmo przenoszenia poczynające się od 20 Hz przy spadku -3 dB jest w wielu wypadkach niezadowalające i większość układów wysokiej jakości z takim transformatorem może mieć kłopoty ze stabilnością. Pasmo dobrej jakości transformatora powinno się rozpoczynać od pojedynczych Hz, a kończyć na kilkudziesięciu kHz.

Nie wspominając już o tym, że spadki się sumują i mając np. spadek -3 dB przy 20 Hz na transformatorze, i jeszcze trzy takie same spadki w obwodach RC sprzęgających i katodowych może się zaraz okazać, że wiolonczele i kontrabasy coś słabo grają.

Pozdrawiam

[gustaw353]

Uzwojenie krążkowe, opisane np. u Cykina nie powinno stanowić dla nas niczego więcej niż ciekawostkę

A szkoda.
Sam sposób wykonania sekcji nie jest czymś nowym.
I to nazewnictwo: "uzwojenie krążkowe" - może energetykom siłowym pasuje ale nie mi ... retro-lampowcowi. Nasze transformatory mają rdzenie o przekroju raczej kanciatym. Zostanę przy pakietach.

15gfj4g.jpg

2gsn510.jpg

2ppfrt0.jpg

30lnfc4.jpg

http://diyfactory.ru/forum/index.php?sh ... 198&st=200
http://www.audioworld.ru/DIY/Dop/trans_01.html

Jak widać pakietowe uzwojenia to nic nowego.
Proponuję bardziej wnikliwie zastanowić się nad sposobem wykonywania ich tak jak opisałem wyżej - to może stanowić ciekawostkę.

[faktus]

Witam.
Kolego Gustaw 353 dziękuję za odpowiedz i przedstawione materiały w postaci linków. Jednak po ich przejrzeniu powiem tak mnóstwo pracy przy wykonywaniu uzwojeń takiego transformatora a pasmo od góry raptem 30 kHz jak wynika z opisu. Jest ono porównywalne z normalnym transformatorem o 3 sekcjach na lampę. Na ostatnim zdjęciu po prawej stronie widać jakby wypełnienie sznurkiem. Przecież można zastosować nieco szersze pakiety z grubszego drutu, lub większą liczbę zwojów w szerszym pakiecie i osiągnąć nieco niższe pasmo niż 47 Hz od dołu. Kolejnym minusem jest sporządzenie szablonu na którym musimy wykonać poszczególne pakiety oraz konieczność sklejania wykonanych pakietów bo inaczej się rozpadną.
Ale jest to moja subiektywna ocena z którą Kolega może się nie zgodzić. Tak czy owak jest to pokazanie innego podejścia do tematu wykonania transformatora głośnikowego o co chodziło autorowi tematu .
Pozdrawiam.

[faktus]

Witam.
Poprzednio nie odniosłem się do wypowiedzi Kolegi Kubafant:

Pasmo przenoszenia poczynające się od 20 Hz przy spadku -3 dB jest w wielu wypadkach niezadowalające i większość układów wysokiej jakości z takim transformatorem może mieć kłopoty ze stabilnością. Pasmo dobrej jakości transformatora powinno się rozpoczynać od pojedynczych Hz, a kończyć na kilkudziesięciu kHz.

Problem polega na tym, że osiągnięcie takich parametrów przy zachowaniu zdroworozsądkowych wymiarów rdzenia transformatora jest niemożliwe.
Możemy dyskutować o teoretycznym wykonaniu, ale praktycznie znaczne powiększanie rdzenia i ilości zwojów uzwojenia anodowego w celu osiągnięcia sugerowanego pasma od dołu będzie skutkowało niestety spadkiem pasma od góry.
Jest to związane ze wzrostem grubości uzwojeń, czyli indukcji rozproszenia jak też i pojemności samych uzwojeń z uwagi na większy rdzeń. Musimy pamiętać też o oporności uzwojenia anodowego, która nie powinna być większa niż wynika ze wzorów. Nie zrekompensuje tego też zwiększanie średnicy drutu nawojowego.
Nie należy się sugerować przyjętą przykładowo do obliczeń wartością 20 Hz jako najniższą częstotliwością przy której spadek wynosi -3 dB za wartość progową działania transformatora przy niskich częstotliwościach. Tak samo przy gorze pasma i przyjętym spadku pasma w tym zakresie o -3 dB nie jest progiem działania transformatora. W obydwu przypadkach transformator będzie przenosił szerszą częstotliwość ale z większym spadkiem aż do zupełnego " zatkania " się. Więc nie musimy się obawiać stabilności układu ze strony transformatora.
Pozdrawiam.

[kubafant]

Problem polega na tym, że osiągnięcie takich parametrów przy zachowaniu zdroworozsądkowych wymiarów rdzenia transformatora jest niemożliwe.
Możemy dyskutować o teoretycznym wykonaniu, ale praktycznie znaczne powiększanie rdzenia i ilości zwojów uzwojenia anodowego w celu osiągnięcia sugerowanego pasma od dołu będzie skutkowało niestety spadkiem pasma od góry.

Różnorakie można wynajdować wymówki dla słabego pasma nawijanych przez obecne na rynku firmy (bądź siebie )transformatorów głośnikowych, ale argument o technicznej niemożliwości osiągnięcia pasma szerokiego na kilkadziesiąt kHz jest niedorzeczny. Takie cuda robiono już (w produkcji masowej - firmy Partridge, Acrosound, Peerless, etc) w latach 40. i 50. ubiegłego wieku. Dysponując ówczesnymi (daleko gorszymi od późniejszych) materiałami magnetycznymi. I to wszystko bez dzielonego karkasu!

Nie należy się sugerować przyjętą przykładowo do obliczeń wartością 20 Hz jako najniższą częstotliwością przy której spadek wynosi -3 dB za wartość progową działania transformatora przy niskich częstotliwościach. Tak samo przy gorze pasma i przyjętym spadku pasma w tym zakresie o -3 dB nie jest progiem działania transformatora. (...)
Więc nie musimy się obawiać stabilności układu ze strony transformatora.

To oczywiste i niczego to nie zmienia: istnieją układy wzmacniaczy (mowa o tych wysokojakościowych, dopracowanych i niestety z konieczności rozbudowanych), gdzie do zapewnienia stabilności po zamknięciu pętli transformator o paśmie 60 kHz jest niezbędny. I podany przez autora jako opcja minimum.

Pozdrawiam