Здравствуйте, коллеги. Мне нужна информационная поддержка по вопросу экспериментального определения количества витков первичной обмотки трансформатора, намотанного на сердечнике в виде тора. Я больше конструктор, нежели оператор. У меня есть для проведения экспериментов два законченных блока питания. Один предназначен для питания триодов типа ГИ-7Б и ему подобных. В нем применяется два трансформатора типа ТА-28 и ххх. Второй блок питания предназначен для экспериментов с триодами типа ГС-31Б , ГС- 35 Б и им подобных. В нем применен трансформатор типа ОСМ-1.0, имеющий мощность 1 кВт. В настоящее время хочу сделать стационарный блок питания для двух уже имеющихся модулей усилителей на лампах ГС-35Б, для диапазонов 144 МГц и 432 МГц. Все будет размещено в одном корпусе.
Бытует мнение, что для питания усилителя с выходной мощностью в 1 кВт достаточно в блоке питания применить трансформатор этой же мощности. Это мнение аргументируется тем, что при работе телеграфом в сигнале есть точки, тире, а также паузы между ними. Кроме того, помимо режима передачи, есть еще и режим приема, когда трансформатор как бы «отдыхает». Теоретически это правильно, но на практике дело обстоит иначе. В имеющемся у меня 600-ваттном усилителе на лампе ГУ-74Б для диапазона 144 МГц применяется два анодных трансформатора от аппарата УВЧ-66 с габаритной мощностью каждого около 600 Вт. Усилитель изготавливался много лет назад для работы с дальними корреспондентами, но не для соревнований. При использовании данного усилителя в соревнованиях и работе телеграфом анодные трансформаторы сильно нагреваются. Для охлаждения трансформаторов во время работы в соревнованиях я применяю два импортных вентилятора типа как ВН-2. Трансформаторы от УВЧ-66 выполнены очень добротно и у меня не было ни одного отказа усилителя в работе на соревнованиях без вентиляторов. Некоторые конструкторы убеждали меня не ставить вентиляторы, т.к. обмоточный провод имеет рабочую температуру 130 градусов. Естественно, мне не нужна рабочая температура трансформатора в 70- 110 градусов. Пусть такой режим используется в китайских конструкциях. Поэтому в своих блоках питания для экспериментов я использую систему вентиляции для охлаждения трансформаторов. Но они работают кратковременно.
Для изготовления анодного трансформатора к новому блоку питания стационарного усилителя я приобрел трансформаторное железо в виде тора, имеющего следующие размеры. Внутренний диаметр тора – 150 мм, наружный-250 мм и ширина ленты- 60 мм. Мне необходимо было рассчитать по крайней мере габаритную мощность проектируемого трансформатора. Я нашел несколько методик для расчета тороидальных трансформаторов, прилично заумных и требующих параметры ленты сердечника, которые я, естественно, не знаю. Для расчета трансформатора я применил программу PowerTrans v.1.0 . Программа очень удобна, позволяет рассчитывать различные по конструкции типы сердечников и не требует при расчете никаких данных, кроме размеров сердечника. Все просто. Скорее всего, программа использует среднее значение параметров. Результаты расчетов приведены на Рис.1. Первое. Что обрадовало, это то, что габаритная мощность трансформатора равна 3580 Вт. Этого вполне хватает для надежного питания усилителя с выходной мощностью 1.5- 2 кВт. (Первоначально я думал использовать два таких сердечника.) Программа рассчитала количество витков первичной обмотки для напряжения 220 Вольт равным 252. То есть 1, 1 витка на Вольт. Я хотел бы на практике удостовериться в правильности этой цифры. Дело в том, что на изготовление трансформатора уйдет много материалов и времени и не хотелось бы ошибиться. Мне посоветовали использовать две методики. По первой на трансформатор наматывают 30-40 витков провода и подключают его по схеме, приведенной на рис. 2., уменьшая номинал сопротивления R1, увеличивают подаваемое на обмотку трансформатора напряжение, а на резисторе R2 при помощи осциллографа контролируют форму синусоидального сигнала. Когда форма сигнала изменяется из синусоидальной в треугольную, измеряется напряжение на первичной обмотке трансформатора. Это как бы граничное значение. На практике необходимо подавать чуть меньшее напряжение. Теперь мы можем рассчитать значение необходимого количества витков обмотки, приходящейся на 1 Вольт напряжения. Я намотал на тор 28 витков и попробовал данную методику. Во-первых, сигнал на резисторе R2 при малых входных напряжениях имеет форму искаженной синусоиды. (см. рис 3) и с увеличением напряжения не превращается в треугольную. Поэтому временно данную методику не применял.
Суть второй методики заключается в следующем. Собирается такая же схема тестирования (рис.2), снимается зависимость тока холостого хода трансформатора от напряжения на первичной обмотке. Значение тока измеряется вольтметром в виде падения напряжения на резисторе R2. При малых значениях напряжения значение тока холостого хода изменяется линейно с изменением входного напряжения. С некоторого значения входного напряжения график зависимости должен резко подняться вверх (рис.4), нужно определить значение напряжения точки перегиба графика, взять чуть меньшее его значение и рассчитать количество витков на Вольт. Реальный график зависимости тока холостого хода трансформатора от напряжения приведен на Рис.5. На практике нет резкого перегиба графика. Как найти точку перегиба? Я думаю, что многие использовали данную методику.
А теперь вернемся к первой методике. Напомню, что на торе намотано 28 витков и рассчитанное по программе необходимое входное напряжение должно быть порядка 24 Вольта. Собственно, подаваемое напряжение изменялось от 15 Вольт до 29 Вольт. Дальнейшее увеличение напряжения не имело смысла, так как уже при его значении в 29 Вольт форма тока имела вид, приведенный на Рис 6. Я посчитал это неправильным. При понижении входного напряжения выброс пичка на верхней части искаженной синусоиды уменьшался. Рис6. В конечном итоге при напряжении в 24 Вольта пик стал совсем маленьким. Рис7. Я посчитал, что это именно искомое граничное значение подаваемого напряжения. На практике видимо нужно подавать чуть меньшее значение.
По второй методике очень вялый подъём графика так же приходится на напряжение порядка 24 Вольта. Связь между методиками есть.
Много информации выдано. Хорошо поставленный вопрос очень часто подразумевает и грамотный ответ. Здесь приложении много информации, что так же поможет при ответе. Просьба дать ответ на мой вопрос, который был сформулирован в начале. Надеюсь, что обсуждения будут полезны очень многим. Не каждый имеет возможность сделать то, что сделал я. Я имею в виду не схему испытания, а промеры и обработка результатов измерения. Думаю, что ответ будет элементарным, как деревенский умывальник. Заранее спасибо за ответы. Юрий. RZ4HD.
