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.

 

 

 

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:

 

 

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:

 

 

 

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.