Мотай на ус
Так сложилось, что в моей радиолюбительской практике мне раньше не приходилось мотать трансформаторы. Всегда удавалось обойтись готовыми, но я понимал, что вечно это продолжаться не может, и неплохо бы научиться самому. Вообще это занятие несложное и в чём-то даже приятное, но, как и в любом деле, здесь есть свои нюансы.
Я уже не помню, как мне достался этот явно самопальный трансформатор с обмотками под низковольтную аппаратуру. Характеристики: конструкция броневая, собран из Ш-образных и I-образных пластин, габариты сердечника примерно 70 × 70 × 35 мм, масса около 1 кг. Трансформаторное железо явно было набрано из отбраковки: размеры гуляют, штамповка неаккуратная, повсюду заусенцы. Многие пластины оказались изрядно проржавевшими:
Железо я временно отложил в сторону и перешёл к катушке. Она была сделана неизвестным умельцем из текстолита, и довольно качественно. А вот первичная обмотка оказалась не слишком аккуратной - конечно, нельзя сказать, что она сделана прямо внавал, но укладкой «виток к витку» тут и не пахло. Переделывать её полностью я поленился и решил перемотать только последний слой, поверх которого собирался укладывать свои.
Для намотки я изготовил нехитрое приспособление из дрели и тисков, которое вы видели на заглавном фото. Получилось почти в точном соответствии с рисунком из старой книжки:
Чтобы рассчитать новые обмотки, я воспользовался программой RadioAmateurCalc 1.20.
Перед этим я приблизительно оценил количество витков в первичной обмотке, зная, сколько витков старой вторички я смотал и какое на ней было напряжение. Программа не позволяет самому указывать количество витков первичной обмотки, но его можно подобрать, изменяя коэффициенты в левой части окна. Забегая вперёд, могу сказать, что на этом этапе возникла первая ошибка.
Возможно, вы заметили, что две накальных обмотки имеют напряжение 7 В вместо стандартного 6,3 В. Это сделано специально с расчётом на падение напряжения под нагрузкой, тем более что трансформатор будет работать почти на пределе своей габаритной мощности.
Для вторичной обмотки программа рекомендовала мне провод диаметром 0,23 мм, но такого у меня не оказалось, а был только 0,3 мм. Я решил, что хуже не будет, и это была моя вторая ошибка.
Намотав первый слой, я, как положено, обернул его изоляцией. Поначалу я взял для этого аутентичную папиросную бумагу, но она оказалась склонной к образованию складок, так что я заменил её на малярный скотч. Он немного тянется и отлично прилегает к виткам, так что с ним всё получилось намного лучше:
Новые витки поверх такой изоляции укладываются почти идеально.
Небольшие неровности, которые можно заметить на фото, идут ещё от первичной обмотки. Возможно, мне стоило бы не полениться и перемотать её всю - на фоне того, сколько времени ушло на трансформатор в целом, это было бы не так уж и долго.
Здесь самое время рассказать о тех ошибках, что я допустил. Первая возникла из-за того, что я мерил напряжения на вторичных обмотках обычным дешёвым мультиметром. Именно на основании его показаний я выполнил предварительные расчёты, но при проверке выяснилось, что полученное напряжение почти на 10% ниже ожидаемого. Оказывается, при измерении небольшого переменного напряжения китайский прибор безбожно врёт. Это удалось определить с помощью стрелочного вольтметра, к которому я подключил выводы только что законченной повышающей обмотки (хорошо ещё, не успел отрезать провод). Увы, раньше использовать стрелочный прибор было нельзя, потому что его нижний предел измерения - 50 В, а более-менее точные показания начинаются только со 100 В.
В связи с этим мне пришлось домотать ещё один слой «вторички». И на это наложилась уже вторая ошибка: взяв более толстый провод, я не подумал о том, что он займёт на катушке существенно больше места. В итоге толщина обмоток получилась такой, что они едва-едва влезли в железо. Оставшийся зазор был буквально в доли миллиметра, так что тут мне очень повезло.
После того, как катушка была наконец закончена, я взялся приводить в чувство железо. Собирать его в текущем состоянии было нельзя: помимо неэстетичного внешнего вида, рыхлая ржавчина не позволяла стянуть пластины плотно, а заусенцы замыкали их между собой.
При помощи надфилей, дремеля и наждачного бруска я снял фаски со всех 172 пластин трансформатора, а кое-какие и подшлифовал. На это ушла пара вечеров. После этого настало время похимичить: с помощью так называемого преобразователя ржавчины (смесь раствора ортофосфорной кислоты и солей цинка) я удалил с пластин старый оксид железа и защитил их от дальнейшего ржавления.
Процесс растянулся на долгое время, но постоянного вмешательства он не требовал, так что параллельно можно было работать и заниматься другими делами. В процессе реакции выделялся газ, пузырьки которого повторяли на поверхности контуры пластины:
По идее, ортофосфорная кислота должна была сформировать на поверхности железа изолирующую плёнку, но на практике она оказалась очень тонкой, так что я дополнительно заизолировал каждую вторую пластину двумя слоями лака. Говорят, в старину радиолюбители именно так и делали. Да и лак я взял аутентичный - тот же, которым покрывал радиолу « Мир».
Готовые пластины сушатся:
В конечном счёте, после всех проб и ошибок, у меня получился силовой трансформатор для маломощного усилителя на пальчиковых лампах (типа такого).
Наружный слой изоляции выполнен из вощёной бумаги. На следующей схеме указаны рабочие напряжения под нагрузкой:
Трансформатор даже не пришлось ничем пропитывать, как я изначально планировал, - избавленный от ржавчины и заусенцев пакет пластин после стягивания и не подумал гудеть.
Конечно, на этот трансформатор было потрачено непропорционально много времени и сил, и проще было бы купить готовый. Но в данном случае мне важнее было научиться и самому набить все шишки, так что в этом смысле затея полностью удалась.
Я уже не помню, как мне достался этот явно самопальный трансформатор с обмотками под низковольтную аппаратуру. Характеристики: конструкция броневая, собран из Ш-образных и I-образных пластин, габариты сердечника примерно 70 × 70 × 35 мм, масса около 1 кг. Трансформаторное железо явно было набрано из отбраковки: размеры гуляют, штамповка неаккуратная, повсюду заусенцы. Многие пластины оказались изрядно проржавевшими:
Железо я временно отложил в сторону и перешёл к катушке. Она была сделана неизвестным умельцем из текстолита, и довольно качественно. А вот первичная обмотка оказалась не слишком аккуратной - конечно, нельзя сказать, что она сделана прямо внавал, но укладкой «виток к витку» тут и не пахло. Переделывать её полностью я поленился и решил перемотать только последний слой, поверх которого собирался укладывать свои.
Для намотки я изготовил нехитрое приспособление из дрели и тисков, которое вы видели на заглавном фото. Получилось почти в точном соответствии с рисунком из старой книжки:
Чтобы рассчитать новые обмотки, я воспользовался программой RadioAmateurCalc 1.20.
Перед этим я приблизительно оценил количество витков в первичной обмотке, зная, сколько витков старой вторички я смотал и какое на ней было напряжение. Программа не позволяет самому указывать количество витков первичной обмотки, но его можно подобрать, изменяя коэффициенты в левой части окна. Забегая вперёд, могу сказать, что на этом этапе возникла первая ошибка.
Возможно, вы заметили, что две накальных обмотки имеют напряжение 7 В вместо стандартного 6,3 В. Это сделано специально с расчётом на падение напряжения под нагрузкой, тем более что трансформатор будет работать почти на пределе своей габаритной мощности.
Для вторичной обмотки программа рекомендовала мне провод диаметром 0,23 мм, но такого у меня не оказалось, а был только 0,3 мм. Я решил, что хуже не будет, и это была моя вторая ошибка.
Намотав первый слой, я, как положено, обернул его изоляцией. Поначалу я взял для этого аутентичную папиросную бумагу, но она оказалась склонной к образованию складок, так что я заменил её на малярный скотч. Он немного тянется и отлично прилегает к виткам, так что с ним всё получилось намного лучше:
Новые витки поверх такой изоляции укладываются почти идеально.
Небольшие неровности, которые можно заметить на фото, идут ещё от первичной обмотки. Возможно, мне стоило бы не полениться и перемотать её всю - на фоне того, сколько времени ушло на трансформатор в целом, это было бы не так уж и долго.
Здесь самое время рассказать о тех ошибках, что я допустил. Первая возникла из-за того, что я мерил напряжения на вторичных обмотках обычным дешёвым мультиметром. Именно на основании его показаний я выполнил предварительные расчёты, но при проверке выяснилось, что полученное напряжение почти на 10% ниже ожидаемого. Оказывается, при измерении небольшого переменного напряжения китайский прибор безбожно врёт. Это удалось определить с помощью стрелочного вольтметра, к которому я подключил выводы только что законченной повышающей обмотки (хорошо ещё, не успел отрезать провод). Увы, раньше использовать стрелочный прибор было нельзя, потому что его нижний предел измерения - 50 В, а более-менее точные показания начинаются только со 100 В.
В связи с этим мне пришлось домотать ещё один слой «вторички». И на это наложилась уже вторая ошибка: взяв более толстый провод, я не подумал о том, что он займёт на катушке существенно больше места. В итоге толщина обмоток получилась такой, что они едва-едва влезли в железо. Оставшийся зазор был буквально в доли миллиметра, так что тут мне очень повезло.
После того, как катушка была наконец закончена, я взялся приводить в чувство железо. Собирать его в текущем состоянии было нельзя: помимо неэстетичного внешнего вида, рыхлая ржавчина не позволяла стянуть пластины плотно, а заусенцы замыкали их между собой.
При помощи надфилей, дремеля и наждачного бруска я снял фаски со всех 172 пластин трансформатора, а кое-какие и подшлифовал. На это ушла пара вечеров. После этого настало время похимичить: с помощью так называемого преобразователя ржавчины (смесь раствора ортофосфорной кислоты и солей цинка) я удалил с пластин старый оксид железа и защитил их от дальнейшего ржавления.
Процесс растянулся на долгое время, но постоянного вмешательства он не требовал, так что параллельно можно было работать и заниматься другими делами. В процессе реакции выделялся газ, пузырьки которого повторяли на поверхности контуры пластины:
По идее, ортофосфорная кислота должна была сформировать на поверхности железа изолирующую плёнку, но на практике она оказалась очень тонкой, так что я дополнительно заизолировал каждую вторую пластину двумя слоями лака. Говорят, в старину радиолюбители именно так и делали. Да и лак я взял аутентичный - тот же, которым покрывал радиолу « Мир».
Готовые пластины сушатся:
В конечном счёте, после всех проб и ошибок, у меня получился силовой трансформатор для маломощного усилителя на пальчиковых лампах (типа такого).
Наружный слой изоляции выполнен из вощёной бумаги. На следующей схеме указаны рабочие напряжения под нагрузкой:
Трансформатор даже не пришлось ничем пропитывать, как я изначально планировал, - избавленный от ржавчины и заусенцев пакет пластин после стягивания и не подумал гудеть.
Конечно, на этот трансформатор было потрачено непропорционально много времени и сил, и проще было бы купить готовый. Но в данном случае мне важнее было научиться и самому набить все шишки, так что в этом смысле затея полностью удалась.