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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 수제 와인딩 장치 제조 기술. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
일반 고려 사항 및 권장 사항 이 책에서 변압기 제조 기술에 특별한 주의를 기울인 것은 우연이 아닙니다. 많은 수의 튜브 초음파 주파수를 생성하고 그 작업을 분석하는 관행은 비선형 및 주파수 왜곡의 주요 원인이며 본질적으로 증폭기 대역폭과 비선형 왜곡 계수의 달성 가능한 최소 값을 모두 제한하는 것이 변압기라는 것을 보여주었습니다. 이 영향이 어떻게 표현되는지 정확히 이해하기 위해서는 이론을 조금 다루어야 합니다. 손실없이 전기 에너지를 전송하기위한 주요 조건을 상기합시다 (더 정확하게는 가능한 최소 손실로). 그것은 소스와 소비자의 내부 저항이 동일해야한다는 사실로 구성됩니다. 이 경우 우리가 한 주파수가 아니라 특정 주파수 대역에서 에너지 전달에 대해 이야기하고 있다면, 이 평등은 지정된 대역 내의 모든 주파수에 대해 충족되어야 한다는 것이 분명합니다. 활성 부하 R이 부하된 변압기 출력이 있는 튜브 50극관의 기존 단일 종단 최종 단계를 가정해 보겠습니다. 이러한 단계의 개략도가 그림 XNUMX에 나와 있습니다. XNUMX. 램프가 내부 저항 r이 감소한 발전기 형태로 제공되는 등가 회로도 (전원의 영향을 고려하지 않고) 제공됩니다. 여기와 아래에서 우리는 매우 단순화 된 모델을 고려할 것입니다 기본 등가 회로를 분석합니다. 램프의 내부 저항은 어떤 식으로든 발전기의 내부 저항 r로 다시 계산되고 첫 번째 근사에서 변압기의 변환 비율은 n = 1이라고 가정합니다. 최적 에너지의 조건은 다음과 같습니다. 전송은 r = R이 됩니다. 저자가 다양한 초음파 주파수를 생성하기 위해 수년 동안 사용한 비율을 고려하십시오. 기본 공식의 유도를 위한 초기 전제는 다음과 같습니다. 최고의 부하 단자 램프, 왜곡되지 않은 최대 출력을 제공하는 부하 Ra는 램프 내부 저항의 두 배와 같습니다. Ra=2Ri, 여기서 Ri는 램프의 내부 저항입니다(교류용). 출력 변압기가 있고 능동 부하에서 작동하는 경우 라=(n^2)*라, 여기서 n은 출력 변압기의 변환 비율입니다. 이 경우 최적의 전송 조건은 다음과 같습니다. Ra'=(n^2)*Ra=2Ri. 여기에서 최적의 변환 비율을 결정하는 공식을 얻습니다. n=제곱미터((2Ri)/Ra). 그림에서 원하는 변환 비율을 쉽게 검색할 수 있습니다. 이 계수가 거의 즉시 결정되는 그래프가 제공됩니다. Ri의 값은 참조 여권입니다. 책에서 권장하는 램프의 경우 이러한 데이터가 표에 나와 있습니다. 1. 다른 램프의 경우 이 매개변수가 디렉토리에 없는 경우, 그것은 두 개의 다른 여권 매개변수에 의해 (킬로옴 단위로) 결정될 수 있습니다: 리=u/S 여기서 u는 램프 이득입니다. S는 특성의 기울기, mA/V입니다. 거의 항상 발생하는 r >> R인 경우 모든 초음파 주파수 변환기의 부하는 라우드스피커가 옴 단위의 저항을 갖는 음향 시스템이므로 필요한 변환 비율을 선택하여 상황을 쉽게 수정할 수 있습니다. 출력 변압기. 실제로 이것은 트랜스포머가 해결하는 두 가지 작업 중 하나입니다. 신호의 유용한 가변 성분을 불필요한 상수 성분과 분리하고 부하의 낮은 활성 저항을 램프의 상대적으로 높은 내부 저항과 일치시키는 것입니다.
실제 출력 트랜스포머를 계산할 때 트랜스포머가 한 주파수에서만 작동하고(어느 것이든 상관 없음) 단일 사이클 회로에서 사용된다면 문제가 없을 것입니다. 실제로 우리는 정반대입니다. 거의 모든 최신 초음파 주파수는 푸시 풀 엔드 스테이지로 수행되며 20Hz ... 20kHz의 매우 넓은 주파수 범위에서 작동합니다. 차단 주파수 비율은 1:1000으로 변압기에 대해 근본적으로 다르고 때로는 모순되며 상호 배타적인 작동 조건을 만듭니다. 결과적으로 요구 사항도 변경됩니다. 이러한 모순의 본질은 무엇입니까? 작동 범위(예: 1000Hz)의 특정 평균 주파수에 대해 변압기의 XNUMX차 권선의 유도 저항은 권선의 길이와 직경에 의해서만 결정되는 능동(옴) 저항보다 훨씬 높습니다. . 예를 들어, 산업용 진공관 라디오 수신기의 일반적인 "평균" 변압기의 경우 10차 권선의 인덕턴스는 15 ... 500 H 범위이고 활성 저항은 800 ... 1000 Ohms입니다. 62Hz의 주파수에서 이러한 권선 xl의 유도 저항은 500kOhm이므로 유도 저항과 직렬로 연결된 권선의 활성 저항(800 ... 1 Ohm)은 무시할 수 있습니다. 그것에 대한 손실은 약 XNUMX%입니다. 그러나 작동 범위의 극도로 낮은 주파수에서 (그리고 가장 비싸고 가장 비싼 라디오 수신기 모델의 경우에도 60 ... 신호 아래로 떨어지지 않았습니다.
작동 범위의 하한이 20Hz인 최신 증폭기에서 이러한 변압기를 사용하려는 경우 이 주파수에서 신호 손실은 이미 70%에 도달합니다. 주파수가 20Hz인 신호는 전혀 재생할 수 없습니다. 그렇다면 이 문제를 해결하려면 어떻게 해야 할까요? 대답은 분명합니다. XNUMX차 권선의 인덕턴스를 높이는 동시에 능동 저항을 줄여야 합니다. 권선의 권수를 늘리고 변압기 자기 회로의 손실을 줄임으로써 인덕턴스를 높일 수 있습니다. 그러나 회전 수가 증가하면 권선의 활성 저항도 증가하므로 감소해야 합니다. 권선 수를 증가시키면서 권선의 저항을 줄이는 방법은 단 하나뿐입니다. 권선의 단면적(직경)을 증가시키면서 프레임에 권선을 배치하는 데 더 많은 공간이 필요합니다. 이것은 변압기의 전체 치수의 증가를 수반합니다. 무엇 XNUMX차 권선의 인덕턴스 및 능동 저항의 실제 값 20Hz의 낮은 대역폭 제한을 가진 최신 UHF에 대해 허용 가능한 것으로 간주할 수 있습니까? 10% 범위의 낮은 주파수에서 신호 손실의 최대 허용 값을 설정하면 r = 40 Ohm에서 L = 500 H가 됩니다. XL \u2d 6,28pfL \u20d 40 x 5 x 0,5 \u0,1d XNUMXkOhm; r = XNUMXkOhm; r = XNUMXXL. 푸시-풀 회로의 경우 하나가 아닌 두 개의 1500차 권선이 있어야 한다는 사실을 고려하여 이러한 "이론적" 변압기를 건설적으로 계산하면 직경 (구리의 경우!) 2500차 권선의 경우 0,44 ... 0,51mm, 50차 권선의 경우 직경이 150 ... 0,8mm인 와이어 1,2 ... 20회 감습니다. 이러한 권선을 프레임에 배치하려면 창의 크기가 약 50x10mm여야 하므로 증폭기와 함께 최소 12 ... 10cm의 자기 회로 단면을 가진 변압기를 사용해야 합니다. 15 ... 40 W의 출력 전력. 출력 전력이 15W인 증폭기의 경우 단면적이 그에 따라 18 ... XNUMXcm로 증가합니다. 비교를 위해 이러한 철 패키지 (섹션 30x63mm)에는 102W의 전력을 가진 Rubin-150 TV의 전원 변압기가 있었다는 것을 기억합니다! 이것은 20Hz 증폭기 대역폭의 실제 하단에 대한 오늘날의 가격입니다. 이제 또 다른 지표의 가격에 대해 이야기해 보겠습니다. 52차 권선의 이 두 반쪽의 정체는 산업 생산 방법에서 항상 사용되는 전통적 방식으로 감겨 있습니다. 그림 XNUMX과 같이 출력 변압기의 코일 프레임 단면을 자세히 살펴보겠습니다. XNUMX. 처음에는 XNUMX차 권선의 절반이 프레임에 감긴 다음 하나 또는 여러 개의 절연층이 뒤따랐고, 그 후 권선의 후반부가 감겨졌습니다(그림을 단순화하기 위해 고려하지 않을 것입니다 XNUMX 차 권선의 존재). 동시에 첫 번째 회전의 길이(프레임 바닥에서)가 권선의 후반부의 마지막 회전의 길이보다 훨씬 짧다는 것이 분명합니다. 그러나 이 경우 "상당히"라는 단어는 허용되지 않습니다. 우리는 문제의 양적 측면에 관심이 있습니다. 우선 독자에게 번거로운 계산을 하지 않기 위해 가장 간단한 산술 기하 계산으로 넘어가겠습니다. 그림에서 맨 처음(안쪽) 턴의 길이는 4+3+4+3=14cm이고 마지막(바깥쪽) - 7+8+7+8=30cm인 것을 알 수 있습니다. 우리는 두 극단 회전의 길이에 관심이 없지만 권선의 첫 번째 및 두 번째 절반에서 중간 회전의 비교 길이는 이 두 절반의 활성 저항 값에 직접 비례하기 때문입니다. 동일한 그림에서 l1 = 4+5+4+5 = 18 cm 및 I2 = 6+7+6+7 = = = 26 cm임을 알 수 있습니다. 전체 권선이 동일한 와이어로 감겨 있기 때문에 두 반쪽의 활성 저항 비율은 동일합니다. 총 저항이 500옴인 경우 아래쪽 절반은 r1 = 200옴의 저항을 가지며 위쪽 절반은 r2 = 300옴의 저항을 갖습니다.
다시 한 번, 우리는 이 계산이 매우 근사하다는 것을 유념할 것입니다. 그러나 그것이 다음과 같은 결과로 이어집니다: 각각 100mA의 양극 전류를 갖는 120개의 6극관이 19V의 소스 전압에서 최종 단계에서 사용되는 경우( 예, XNUMXSXNUMXP 램프), 그 결과 권선의 일정한 활성 저항에 대한 전압 강하 U1=Ia*r1=0,1x200=20B; U2=Iar2=0,lx300=30B 120-20 \u100d XNUMXV는 첫 번째 램프의 양극과 양극에 남아 있습니다.초 -120-30 = 90V 따라서 변압기를 권선하는 고전적인 방법과 10차 권선의 두 반쪽 권선 수의 절대적인 평등으로 두 단자 램프의 양극 전압은 1% 차이가 납니다. XNUMX% 이내에서 비선형 왜곡을 얻을 가능성을 배제합니다. 이것은 출력 변압기의 "고전적인"권선 기술의 가격입니다. 여기에 다층 원통형 코일의 인덕턴스 공식에는 하단 및 상단 권선의 직경이 포함되어 있기 때문에 권선의 양쪽 절반의 인덕턴스가 동일하지 않을 것이라는 점을 추가해야 합니다. 권선의 두 반쪽 동안. 그러나왜 우리는 변압기의 특정 설계 및 권선 데이터를 제공하는 대신 이러한 모든 문제를 자세히 고려합니까? 유일한 목적으로: 첫째, 아마추어 라디오 아마추어가 미래에 직면하게 될 변압기 설계에 대한 요구 사항이 결코 부당하거나 과도하지 않다는 것을 이해하고, 둘째, 변압기 제조에서 그가 꾸준히 우리의 지시와 권고를 따릅니다. 사물의 실용적인 측면으로 넘어 갑시다. 출력 변압기의 자기 코어 유형을 선택하는 것부터 시작하겠습니다. 변압기의 품질 측면에서 철 자기 회로의 모양은 중요하지 않지만 권선의 편의성 측면에서 O 자형 테이프 분할 막대 형 자기 회로를 사용하는 것이 좋습니다. 이 경우 두 개의 완전히 동일한 권선이 있는 두 개의 절대적으로 동일한 프레임이 두 개의 로드 각각에 배치되며, 이는 원칙적으로 이러한 권선의 전기 데이터 차이를 제거합니다. 이 경우 두 코일 각각의 권선은 특별한 조치가 필요하지 않으며 "캐리어"(코일 스태커)와 정확한 회전 수에 대한 카운터가 있는 기존 권선기에서 수행되므로 다음을 수행할 수 있습니다. 조밀한 일반 레이어 바이 레이어 권선 "코일 대 코일"을 수행합니다. 코일을 대량으로 감는 것은 허용되지 않습니다. 두 개의 코일 각각에 XNUMX차 권선의 절반 이상을 XNUMX차 권선의 절반을 같은 방식으로 감고 변압기를 조립한 후 XNUMX차 권선과 XNUMX차 권선의 절반을 모두 직렬로 연결합니다. 이러한 변압기는 권선의 대칭 부분의 완전한 동일성 측면에서 이상적이며 무시할 수 있는 외부 표유 필드를 갖습니다. 좋은 출력 변압기를 만들 수 있고에그러나 개별 W 자형 판으로 적층 된 장갑 자기 회로는 제조가 더 힘들고 추가 작업이 필요합니다. 첫 번째 어려움은 자기 회로 자체와 관련이 있습니다. 우선, 두께가 0,5mm인 판은 우리의 목적에 적합하지 않다는 점을 고려해야 합니다. 최대 허용 두께는 0,35mm이며 다리미가 0,2mm이면 더욱 좋습니다. 필요한 두께의 패키지를 조립한 후에는 추가 예비 플레이트(및 점퍼)의 최소 10%를 예비로 추가해야 합니다. 모든 판과 상인방은 니트로 페인트 또는 액체 자폰락이 있는 스프레이 건으로 양면을 코팅한 다음 완전히 건조해야 합니다(공기, 태양 또는 오븐에서). 이 조치는 푸코 전류로 인한 자기 코어의 손실을 최소화하기 위해 필요합니다. 그런 다음 각 판과 점퍼에 버와 노치가 없는지 검사해야 합니다. 이 노치는 패키지를 조립하는 동안 바니시 또는 페인트의 보호 층을 깨뜨릴 수 있습니다(긁힘). 감지된 결함은 바늘 줄, 가는 에머리 휠 또는 칼로 제거할 수 있습니다. 예비 판 중에서 결함이있는 판을 교체하는 것이 훨씬 좋습니다. 다음 문제는 분할된 프레임입니다. 아마도 산업용 제품 중 어느 것도 당신에게 적합하지 않을 것입니다. 특히 분리할 수 없는 경우에는 더욱 그렇습니다. 그러나 프레임을 직접 만들기 전에 그림에 표시된 세 가지 감기 옵션 중 하나에서 중지해야 합니다. 53. 옵션 "a"는 창의 전체 높이에 대해 추가 내부 볼에 의해 정확히 반으로 나누어진 프레임의 존재를 가정합니다. 이 경우 XNUMX 차 권선의 절반이 각 섹션에 감겨 있으며 그 위에 여러 층의 절연체 (케이블 종이 또는 광택 천)가 있은 후 XNUMX 차 권선의 정확히 절반이 각 섹션에 놓여 있습니다. XNUMX 차 및 XNUMX 차 권선의 섹션 (물론 떨어져 있음)은 직렬로 연결됩니다.
옵션 "b"에서 중간 볼은 XNUMX차 권선의 절반과 같은 높이로 더 작은 높이로 만들어집니다. 권선 후 케이블 종이 절연체의 XNUMX ~ XNUMX 층이 프레임의 전체 너비에 걸쳐 놓여지고 위에서도 프레임의 전체 너비에 걸쳐 전체 XNUMX 차 권선이 끊어지지 않고 감겨집니다. 마지막으로 옵션 c는 프레임을 XNUMX개의 동일한 섹션으로 분류하는 기능을 제공합니다. 두 극단 섹션에서는 XNUMX차 권선의 절반이 감겨지고 중간 섹션에서는 전체 XNUMX차 권선이 감겨집니다. 전기적 관점에서 볼 때 세 가지 옵션은 모두 동일하므로 설계자는 둘 중 아무거나 선택할 수 있습니다. 푸시풀 회로에는 DC 바이어스가 없기 때문에 자기 코어의 플레이트는 틈 없이 종단 간 조립됩니다. 조립된 변압기에 방습 처리를 하는 것이 바람직합니다. 이는 집에서 구현하기 매우 간단합니다. 이렇게 하려면 출력 변압기가 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 들어갈 수 있는 통조림 식품 또는 기타 유사한 기구(냄비, 그릇)의 철 캔에서 왁스, 파라핀, 스테아린 또는 산업용 세레신. 변압기를 용기에 넣고 2...3분 동안 유지하면서 용융물을 지속적으로 가열합니다. 완전히 냉각된 후(실온으로) 얼어붙은 물방울이 변압기 고정을 방해하는 경우 나무 또는 플라스틱 주걱으로 조심스럽게 제거할 수 있습니다(단, 강철 칼은 제외!). 가능하면 섀시에 설치하기 전에 완성된 변압기를 단단한 금속 케이싱 스크린에 두는 것이 좋습니다. 이것은 전기장과 자기장의 영향을 배제하기 위해 수행되어야 합니다. 에 램프, 노출된 인쇄 배선, 작업자 및 연결 전선을 차단하여 제어되지 않는 기생 피드백의 발생을 방지합니다. 다음으로 책에서 설명한 모든 증폭기에 대한 자기 회로의 설계 데이터와 권선의 전기적 데이터, 그리고 권장되는 전원 변압기 및 필터 초크의 권선 데이터를 제공합니다. 그러나 우리는 한 바퀴의 정확도로 주어진 데이터를 정확하게 반복하고 권선의 권장 직경을 사용하는 것이 항상 최적은 아니며 경우에 따라 모든 권선이 그렇지 않을 수 있다는 사실을 즉시 경고합니다. 프레임 창에 맞춥니다. 사실 라디오 아마추어가 사용하는 자기 회로 패키지는 변압기 강철의 품질이 서로 크게 다를 수 있으며 때로는 여러 번 변할 수 있으므로 코일의 회전 수는 절대적으로 동일한 다른 인덕턴스가 발생하며 결과적으로, 출력 왜곡되지 않은 전력 측면에서 터미널 램프의 비최적 모드로. 권선이 있는 창 채우기 계수는 사용된 권선 유형(PE, PEL, PEV-1, PEV-2 등), 구리 직경(예: 0,2mm) 실제 외부와 같은 많은 데이터에 따라 달라집니다. 0,215 ~ 0,235mm의 직경; 층과 권선 사이의 절연 유형 및 두께(담배, 축전기, 케이블 종이, 광택 천, 코팅지, 도화지); 그러한 단열재의 층 수; 권선의 밀도와 와이어의 장력 정도; 권선의 각 층을 회전 및 기타 여러 요인으로 채우는 완전성. 몇 가지 중요한 팁: 1. 고품질 변압기 강철 등급으로 만든 자기 코어를 선택하십시오. 2. 권선을 감을 때 전체 권선 수의 5% 단위로 시작 또는 끝에서 두세 번 탭합니다. 이를 통해 필요한 경우 가장 최적의 회전 수를 선택할 수 있습니다. 3. 일반적인 방법으로만 와인딩을 감고 뺨에서 프레임의 뺨까지 단단히 한 바퀴 돌려서 가장자리에 빈 공간을 남기지 마십시오. 4. 다음 줄의 회전이 프레임의 볼 근처에서 아래쪽 레이어로 떨어지지 않도록 각 권선 후 얇은 (담배 또는 커패시터) 종이 절연 패드를 만드십시오. 5. 설명서에 표시된 것보다 더 큰 직경의 권선을 사용하지 마십시오. 그렇지 않으면 권선이 프레임 창에 맞지 않을 수 있으며 변압기를 다시 감아야 합니다. 약간 더 작은 직경의 와이어를 사용하면 증폭기의 매개변수에 눈에 띄게 영향을 미치지 않지만 모든 권선이 프레임 창에 맞도록 합니다. 문학 1. 고품질 관 초음파 주파수 저자: tolik777(일명 바이퍼); 간행물: cxem.net
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