Forum audio samograditelja

Prije svega, molio bih admina da otvori novi podforum Transformatori i prigušnice, gdje bi se skupilo na jedno mjesto sve o istima, bilo mrežnim, tonskim, pulsnim i inim vrstama železa i žica oko njih.

Dakle, ja bih započeo s nečim što mi se vrzma po glavi zadnjih dana a to je smještaj namotaja u prozor EI transformatora.
često se dešava da pri izradi/izračunu transformatora određene snage na raspolaganju imamo limove "neadekvatne" veličine, tj. za broj manje. Manje u smislu veličine prozora u limu u koji nam ne stane izračunati kalem za potrebnu snagu, ali nam problem nije debljina paketa već širirna i visina prozora. Limovi se u pravilu slažu tako da presjek središnjeg stuba E lima bude kvadratni (npr za EI 96 lim bi to bili 16X16mm) ali je izvedivo i do debljina odnosa širine i debljine paketa 1:2, tj u datom primjeru 16X32mm. Ako se dobro sjećam, Nestorovićev dobro znani cijevni snagaš ima izlazne trafoe u još većem odnosu (bar prema slici koju sam vidio) pa predpostavljam da to funkcionira.
Dakle, nije problem debljina željeza, već prostor za kalem. Razmišljao sam kako zaribati priču, pa ipak strkeljati veći kalem u manji lim, i genijalac kakav već jesam (čisti profesionalni genijalac) otvorim ja prozor na kuhinji, lijevo i potom desno krilo i time otvorim rješenje.Evo po redu, slika 1 pokazuje standardno slaganje EI limova:

A slika 2 prikazuje dvokrilno slaganje EI limova. preciznije: samo E limova:

Što smo time dobili (osim svježeg zraka u kuhinji)? Pa, duplo veći prozor za smještaj kalema, dakle više slobode pri odabiru debljine žice, vrste izolacije, tijela kalema itd. To je plus, prvi minus je sučelje dvije polovice tijela trafoa (lijevi E i desni E), ali to je riješivo pažljivim slaganjem limova, brušenjem i poliranjem sučelja (tehnikalije, uglavnom). To čak nije ni strašno ako se radi o izlaznom trafu za SE pojačalo, tamo nam treba zračni raspor ovak i onak.
Strašno je što moje znanje tu završava i neznam koji su ostali minusi u ovakvom načinu slaganja, pa bih zamolio svekoliko pučanstvo da iznesu svoja saznanja i razmišljanja veana uz to.

Mala korekcija: EI-96 ima širinu srednjeg stupa 32mm, dakle najbolji presjek s tom jezgrom bi bio 32x32mm.
Zašto je kvadratni presjek najbolji? Takav presjek ima za 1 zavoj najmanju dužinu, a automatski s time najmanji Ohmski otpor, najmanje grijanje žice i najmanji interni kapacitet!
Željezo nije idealni materijal koji bez gubitaka vodi magnetni tok. Pri kalkulacijama se uzima u obzir i srednja duljina magnetnog toka (analogno tome se kod kalkuliranja indukcije uzima srednja duljina jednog zavoja bakrene žice) koji ima upotrebljeno željezo.
Tako će se zbog duljeg magnetnog toka povećati i gubitci u željezu i time će se za jednaki induktivitet morati namotati veći broj zavoja od onoga trafa gdje je magnetni tok kraći.
Srednja duljina magnetnog toka kod EI-96 tipa jezgre je 20,8cm. Za primarni induktivitet od ~6,94H koliko je potrebno za prijenos frekvencije od 20Hz (Standardni limovi kvadratnog presjeka EI-96x32, Sbrutto=10,24cm2, uz faktor ispune od 0,9 je Snetto=9,216cm2, P=6W, F=20Hz, primarna impedancija Ra=5kOhma, maksimalna anodna struja Ia=85mA, maksimalni unutrašnji otpor izvora/elektronke Ri=5kOhma, zračni raspor od ~0,24mm, faktor korisnosti trafa od 0,85) treba namotati ~2200 zavoja (sekundar za 8 Ohma traži ~82 zavoja). Izlazna snaga na zvučniku bi bila ~5,1W (uz snagu na primaru od ~6W).
Ukoliko bi se koistio jednaki oblik jezgre bez "I" profila, a sa 2 komada "E" profila, srednja duljina magnetskog toka se poveća na 30,4cm (svi podaci kao kod navedenog trafa, jedino se faktor korisnosti trafa smanji na 0,80), treba za primarni namotaj jednakog induktiviteta namotati ~2670 zavoja (za sekundar od 8 Ohma treba u ovom slučaju namotati ~99 zavoja).
Izlazna snaga na zvučniku bi bila ~4,8W (uz zadanu primarnu snagu od 6W).
Treba uzeti u obzir da bi i parazitni kapaciteti ovog drugog trafa (sa 2 E-profila) bili veći te bi karakteristika na visokim tonovima bila lošija od uobičajenog trafa (sa EI profilima).
Dakle pri konstrukciji transformatora treba težiti tome da se iskoriste optimalne veličine jezgri, naravno uz uvijet da se namotaji mogu smjestiti u "prozor".

Baš takav način spajanja dvaju istih gotovih izlaznih trafoa 7K/4ohma, vidio sam na jednom od japanskih foruma i to za STC pojačalo. Primari su bili spojeni paralelno, a sekundari serijski, te se dobila impedanca 3,5K/8ohma, uz duplo veću dozvoljenu struju. Pošto imam više istih sličnih takvih trafića iz EI Niš radija, možda probam i ja taj način.

Interesira me što se događa sa kapacitivnošću kod ovakvog načina motanja:

Takav način motanja sa vertikalno spregnutim namotajima (PI-winding) osigurava s jednakim brojem zavoja/sekcija u pravilu dvostruko veći frekventni raspon (prema višim frekvencijama) u odnosu na konvencionalno namotani transformator sa horizontalnim slaganjem sekcija.
Da bi se osjetila kavalitativna dobit takvog motanja u odnosu na standardne načine motanja, mora se vertikalno motanje napraviti u velikom broju sekcija (~17 minimalno-9 sekundara i 8 primara). Način takvog namotavanja je prilično spor i težak ukoliko se nema kvalitetno i precizno napravljen kalem. Moguće su i kombinacije oba načina namotavanja, okretanje smjera namotavanja pojedinih sekcija, statičko oklapanje pojedih sekcija, multifilarno motanje i upotreba svih tih mjera zajedno s ciljem da se dobije što širi linearni frekventni opseg, ali to bi spadalo u napredne načine što traže puno iskustva, probi, testiranja, mjerenja, novca, stručnosti, znanja i vremena.

Sad se sjećam da sam bacio nekoliko takvih trafića prije dvadesetak godina, kad sam čistio radionu, jer nisam znao što bi s njima. Imali su vertikalno namotanih nekoliko slojeva primara i sekundara. Neznam otkud su izvađeni i čemu su uopće služili.

Ima o tome nesto ovdje:

http://sound.westhost.com/valves/design2.html

Eto mene opet, ovaj put s pitanjem o špulama (kalemovima, jbga nikad da naučim rvacki)) za motanje namotaja transformatora. Mislim, svima su poznati i uzeti zdravo za gotovo, no ja ipak imam nekih rupa u znanju pa da to začepimo, donekle.
Skica, karikirana, jednog tipičnog kalema:

Dakle, koja je prava uloga kalema? Da daje formu namotaju i da isti izolira od jezgre? Što je važnije (pustimo na stranu olakšan rad pri namotavanju), izolacija ili forma?
Kod izrade trafa težimo tomu da popunimo prozor sa što više bakra, a kalem po postanju oduzima dio tog prostora zbog svojih fizičkih dimenzija, pa bi teoretski tijelo i graničnici trebali biti čim tanji. Ja bih ga osobno totalno izbacio (to si ja samo zamišljam, sumnjam da ću ikad namotati neki trafo), ali si ipak mislim da neka izolacija između namotaja i jezgre treba biti. Znam da se rade namotaji na kalemima bez graničnika (koji imaju neku debljinu - recimo po 1 -1,5mm sa svake strane) i time se dobija dodatni prostor za namotaje, i to je plus. Ali, postoje li i tu neka ograničenja, ili se kalem može proširiti do fizičkih granica prozora u limu? Mora li ostati neki zračni razmak ili je nebitno?
Može li se namotati namotaje na privremenom kalemu i svući ga s njega kad je gotov, i goli kalem nasaditi na jezgru trafa? Znam da lak ima određenu izolacijsku moć, ali jeli on dovoljan za zaštitu od proboja između jezgre trafa i prvog sloja namotaja?
Mislim da bi ova pitanja bila više stvar prakse nego teorije, ali nebilibili smo mogli umjesto kalema koji zauzima određeni prostor mogli koristiti neki vrlo tanki izolacijski materijal i time dobili više mjesta za sam bakar? Kod izlaznih trafa je to dosta bitno, gdje su tanke žice u primaru i time bi se moglo dobiti prostora za dodatni sloj, dva, namotaja.

Pitanja doživljavam kao edukativno-provokativna i vjerojatno se očekuje da netko (davorin ???) napiše nešto teorije
Mislim da je sve tu poprilično jasno, jer je u najmanju ruku potrebna nekakva izolacija između žice i željezne jezgre.
Tu su sigurno (praktički) najbolja tijela od čvrste termoplastike ili pertinaksa jer su stjenke dovoljno tanke i pružaju dovoljno dobru izolaciju.
U slučaju da "kalem" nema bočne stranice, neće se puno ušparati jer se ionako žica nikada ne mota od ruba do ruba jer bi opet bila na nekim mjestima preblizu lima, tako da tih 0.3 - 1 mm neće nikoga previše usrećiti, a može olakšati rad manje vještom motaču, i (ili) ubrzati posao jer se u slučaju motanja bez bočnih stranica treba voditi računa o preklapanjima izolacije i slaganju žice da se ne dobije "piramida" već čvrsti namotaji od jednog do drugop projiciranog ruba po cijeloj visini.
Nekada nije bilo takvih plastičnih "kalemova" i često se koristio prešpan ili karton bez rubova.
Doduše, u to doba su se transformatori jako puno industrijski motali pa je bilo i bolje tehnologije za to a i više iskustva.
Nekada su se metalna "zvona" stavljala zato jer je to bilo "moderno", a danas uglavnom da sakrije šlampavoću u namatanju Ne uvijek, ali često.

Inače, često zapostavljamo važnost izolacije upravo kod izlaznih transformatora.
Kod njih je situacija puno delikatnija (frekvencije, tranzijenti naponi i do 1000V) nego kod mrežnih u tim istim pojačalima gdje se javljaju "niski" (cca 300-400 V) anodni naponi.
Na mrežnom trafu je praktički sve to znatno jednostavnije, a nitko uopće niti ne razmišlja o "šparanju" na izolaciji

Ne, pitanje nije bilo provokativno, jednostavno me interesirala praktična strana priče. I odgovor je zadovoljio moju znatiželju.