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Construção de transformadores de saída / Output transformer construction for tube amplifier

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Link para a PARTE I

Como complemento do site < http://diy-rbt3.tripod.com > este espaço se destina a mostrar os cuidados na construção dos transformadores de saida.

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Não é bem este trafo que vamos construir... Is not this one we intent to built...

 

Execução dos transformadores

 

O enrolamento dos transformadores de saída deve obedecer algumas regras em sua execução uma vez que, diferente dos trafos de força, eles trabalham com um espectro amplo de freqüências e daí a necessidade de se manter baixa a indutância de dispersão e a capacitância entre camadas.

 

Uma das maneiras de baixar a dispersão é fazer o entrelaçamento dos enrolamentos. Isto é feito dividindo-os em seções e mesclando-as, primário e secundário. Há muitas maneiras de se seccionar os enrolamentos para esta finalidade e a teoria deste detalhe é bastante extensa. Quem quiser se aprimorar deve ir à literatura especializada.

 

O que vamos descrever aqui é a maneira básica, de um entrelaçamento simples, até porque estamos partindo do pressuposto que quem vai fazer o trafo vai fazê-lo em casa, sem utilizar máquinas (como no meu caso). O uso de entrelaçamentos com mais camadas, com sentidos alternados, e/ou com carretel dividido é impraticável de se fazer “na mão”.

 

O entrelaçamento simples consiste em enrolarmos primeiramente metade do enrolamento secundário (o do alto falante), depois metade do primário (o da alta tensão), depois a outra metade do secundário e por fim a outra metade do primário.

 

A figura abaixo mostra de forma esquemática como é feito.

 

 

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Entrelaçamento simples

 
 

A figura mostra apenas o lay out, pois cada metade, seja do primário ou do secundário, é composta de diversas camadas de fio.

 

A separação entre cada camada do primário ou cada camada do secundário foi feita com uma volta de papel manteiga. As separações entre primário e secundário foram feitas com 3 voltas de papel Kraft. Muita atenção nesta isolação porque entre primário e secundário há alta tensão.

 

Vamos aos detalhes construtivos tomando como exemplo o transformador push pull para as 5881, que é o mais completo.

 

Relembrando os dados do estágio de saída:

 

Tiramos do manual de válvula

Tensão de placa = 360V

Tensão de grade 2 = 270V

Impedância de carga (Zc) = 3800 Ohms

Potência de saída (Po) = 18 Watts

 

Vamos admitir uma eficiência de 85% para o trafo.

A potência entregue pela válvula no primário (Pe) para se ter 18 Watts na saída (Po) é:

 

Pe = Po/0,85 = 18/0,85 = 21W

 

A corrente alternada eficaz no primário é de 

 

Ief(p) = (Pe/Zc) = (21/3800) = 74 mA (valor muito próximo da corrente contínua de placa com máximo sinal)

 

Vamos utilizar este valor para determinar a bitola do fio (no final do texto há o link para a tabela de fio).

 

Para uma densidade de corrente de 2,5A/mm² podemos usar, para suportar os 74 mA, o fio 32

 

No caso do secundário, a corrente eficaz que circula no enrolamento de 4 Ohms (Zl) é de

 

Ief(s) = (Po/Zl) = (18/4) = 2,1 A

 

O fio 18 da conta do recado.

 

Para o núcleo foi escolhida a chapa de 1 polegada (largura da perna central). Como precisamos de uma área de 7,6 cm2, o carretel comercial mais próximo tem por dimensões internas (onde vão entrar as chapas) 2,5 x 3,1 cm = 8 cm2

 

 

Arquitetura do trafo

 

Com estes dados, temos as definições para este trafo:

 

Primário = 2640 espiras de fio 32

Secundário = 88 espiras de fio 18

 

Como os enrolamentos são seccionados, vamos fazer da seguinte maneira:

 

  1. Meio secundário = 44 espiras de fio 18
  2. Meio primário = 1320 espiras de fio 32
  3. Meio secundário = 44 espiras de fio 18
  4. Meio primário = 1320 espiras de fio 32

 

O esquemático é o seguinte:

 

 

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Agora vem a pergunta: o enrolamento cabe na janela do núcleo?

 

É preciso verificar isto ANTES de começar o trabalho, senão a surpresa no final pode não ser boa.

 

Principais dimensões a considerar:

 

 

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O comprimento do carretel para esta chapa é L = 33 mm e a altura do carretel é H = 10 mm

 

Primeiro enrolamento: metade do secundário

Vamos deixar 2 mm no início e no final do enrolamento, de modo a não encostá-lo no carretel, para que o papel isolante cubra-o totalmente. Nas primeiras camadas isso é fácil. A medida que o enrolamento cresce, você vai ver só! Dica: use alguma cola de secagem rápida para segurar as primeiras espiras. Claro, escolha uma cola que não ataque o verniz do fio.

 

Temos então uma largura útil de 33 mm – 4 mm = 29 mm

 

O diâmetro do fio 18 é de 1,02 mm, portanto em cada camada do primário teremos 29/1,02 = 28 espiras.

 

Enrolamos 28 espiras juntas, sobre elas colocamos uma volta de papel manteiga e aí enrolamos as restantes 16 espiras, para totalizar as 44. Com isso finalizamos metade do secundário.

A altura ocupada por este enrolamento é de 2x 1,02mm + 0,02mm = 2,06mm

(0,02 é a espessura aprox. do papel que separa as 2 camadas).

 

Depois vamos passar 3 voltas de papel Kraft para se ter isolação adequada entre primário e secundário, pois no primário há a alta tensão de alimentação das placas.

 

Segundo enrolamento: metade do primário

Repetimos o processo acima, agora para o primário.

 

O diâmetro do fio 32 é de 0,2mm

 

Em cada camada teremos L/d(fio) 29mm/0,2mm = 145 espiras. Na pratica, como o enrolamento será feito a mão, vamos adotar um valor 15% menor, ou seja 120 espiras por camada.

 

Como vamos enrolar 1320 espiras, teremos 1320/120 = 11 camadas, cada uma separada por 1 volta de papel manteiga.

A altura total deste enrolamento será de aprox. 11 x 0,2 + 11 x 0,02 = 2,42 mm ou aprox. 2,6 mm com o Kraft.

 

Até aqui ocupamos 2,06 + 2,6 = 4,66 mm de altura.

 

Como isso tudo é só metade do enrolamento, a altura total ocupada será de 2 x 4,66 = aprox 9,5 mm. Portanto o enrolamento cabe no carretel.

 

Um detalhe: se não houver muito capricho e paciência para executar este trabalho e em cada camada acontecer desvios dos valores acima, há o risco de, depois de feito, o enrolamento ficar “gordo” demais e não entrar no núcleo. Aí... lamento, mas o seu trabalho foi perdido. Mas, como diz a frase de auto ajuda, sempre é tempo de recomeçar!

 

 

ADVERTÊNCIA: Extremo cuidado para as isolações entre primário e secundário. Lembrar que as tensões envolvidas são bastante elevadas e qualquer contato entre estes dois enrolamentos implica em risco para segurança.

 

As fotos do link abaixo mostram como fiz o trabalho.

 

Relaxe e mãos a obra e se algo der errado, faz parte do aprendizado.

 

Outra coisa aos que vão tentar: Lembre-se sempre que você não está numa corrida. Não tenha pressa em terminar. Esta é uma construção que exige habilidade e você irá economizar muito mais tempo fazendo com calma e acertando na primeira.

 

As fotos da execução deste transformador, para orientar os iniciantes na arte, estão no link abaixo.

 

 

LINK PARA AS FOTOS

LINK PARA TABELA DE FIO

 
Escrito por Antonio R. Rabitti
 
Janeiro 2008

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