Чем склеить пластины трансформатора. Методы стяжки и склейки магнитопроводов трансформаторов: выбор оптимального способа

Как собрать трансформатор своими руками

Как разобрать и собрать трансформатор?

Наиболее удобными для перемотки являются трансформаторы на витых броневых и стержневых магнитопроводах, так как их сборка и разборка занимает считанные минуты.

Однако при сборке требуется точное сопряжение отдельных частей магнитопровода. Поэтому при разборке, обязательно пометьте сопрягаемые части магнитопровода, чтобы в последствие их можно было правильно собрать.

При производстве витых броневых и стержневых магнитопроводов, лента наматывается на шаблон, а затем весь пакет разрезается. Половинки сердечника маркируются так, чтобы при сборке можно было восстановить положение сердечника имевшее место до разрезания.

Чтобы предотвратить вибрации и гудение, можно во время сборки склеить половинки магнитопровода клеем на основе эпоксидной смолой. Небольшое количество клея нужно нанести на зеркальные сопрягающиеся части магнитопровода.

Если после разборки магнитопровода, на нём остались остатки старой эпоксидной смолы, то их можно удалить при помощи самой мелкой наждачной шкурки (нулёвки).

При промышленной сборке, в смолу добавляют в качестве наполнителя ферромагнитный порошок.

При нескольких сборках и разборках трансформатора на витых броневых сердечниках, могут переломиться лапки стягивающего хомута.

Чтобы этого не произошло во время тестирования, можно стянуть магнитопровод 8-10-тью слоями изоляционной ленты.

Стержневые витые и штампованные магнитопроводы могут иметь как один каркас поз.2, так и два каркаса поз.1 с обмотками расположенными симметрично.

Первичные и вторичные обмотки двухкаркасных трансформаторов следует распределять равномерно на оба каркаса.

От взаимного положения каркасов, зависит относительная фазировка обмоток.

1. Самодельный кольцевой трансформатор.
2. Промышленный неразборный кольцевой трансформатор.
3. Кольцевой витой магнитопровод.

Кольцевые магнитопроводы не требуют сборки-разборки, так как сами и являются каркасом для обмоток.

1. Ш-образная пластина.
2. Замыкатель.
3. Трансформатор.

Броневые штампованные магнитопроводы, с так называемым Ш-образным железом, тоже можно перематывать, но их разборка может занять намного больше времени, чем все остальные операции. Дело в том, что при сборке таких трансформаторов, последние пластины набора часто вбиваются молотком. Если же трансформатор ещё и прошёл пропитку вместе с магнитопроводом, то разборка может превратиться в сущий ад.

Пластины пропитанного парафином магнитопровода после разборки можно сварить в воде, чтобы отделить от парафина. Парафин же легко удалить с поверхности воды после того, как он застынет.

Если магнитопровод пропитан лаком, то после разборки, пластины нужно хорошо прожечь в бензине, но это имеет смысл только при ремонте какой-нибудь дорогостоящей аппаратуры.

Чтобы было легче разобрать трансформатор, следует сначала удалить все замыкатели, а затем попытаться выбить несколько Ш-образных пластин с какого-нибудь края или середины, если в середине есть пластины установленные не в перекрест.

Пример разборки и сборки штампованного броневого магнитопровода.

Это выходной трансформатор лампового однотактного УНЧ, поэтому Ш-образные пластины и замыкатели собраны с магнитным зазором. Мне нужно превратить его в силовой трансформатор, для чего я должен собрать Ш-образные пластины в перекрест.

Чтобы быстро собрать трансформатор, можно сразу вставлять и Ш-образные пластины и замыкатели.

Очень часто у радиолюбителя после перемотки таких трансформаторов, остаются лишние пластины. Это снижает габаритную мощность трансформатора.

Для того чтобы все пластины вошли в каркас, вставляйте Ш-образные пластины и замыкатели заусенцами вниз.

Когда половина пластин будет вставлена, установите однообразно (не в перекрест) две Ш-образные пластины без замыкателей. Не вставляёте эти пластины до конца. Затем продолжите вставлять пластины до 2/3 всех пластин. Вставьте оставшуюся 1/3 часть Ш-образных пластин без замыкателей. Вот, что у Вас должно получиться. Обычно остаётся несколько пластин, которые невозможно всунуть в каркас и два десятка замыкателй.

Теперь нужно вставить оставшиеся пластины промеж двух заложенных ранее пластин и вбить их при помощи текстолитового или деревянного бруска и молотка. В завершение сборки магнитопровода, нужно вставить все замыкатели.

На картинке пластина броневого штампованного магнитопровода и трансформатор собранный из таких пластин. Это одна из самых неудачных конструкций магнитопровода. Во-первых, эти пластины не имеют отдельного замыкателя, что сильно затрудняет сборку-разборку, а во-вторых, они снабжены крепёжными отверстиями, проходящими через тело магнитопровода, что снижает габаритную мощность. От использования подобных трансформаторов лучше воздержаться.

Вернуться наверх к меню

Как подобрать предохранитель для трансформатора

Рассчитываем ток предохранителя обычным способом:

I = P / U

I – ток, на который рассчитан предохранитель (Ампер), P – габаритная мощность трансформатора (Ватт), U – напряжение сети (~220 Вольт).

Пример:

35 / 220 = 0,16 Ампер

Ближайшее значение – 0,25 Ампер.

определение первичного напряжения трансформатора

Схема измерения тока Холостого Хода (ХХ) трансформатора. Ток ХХ трансформатора обычно замеряют, чтобы исключить наличие короткозамкнутых витков или убедится в правильности подключения первичной обмотки.

При замере тока ХХ, нужно плавно поднимать напряжение питания. При этом ток должен плавно возрастать. Когда напряжение превысит 230 Вольт, ток обычно начинает возрастать более резко. Если ток начинает резко возрастать при напряжении значительно меньшем, чем 220 Вольт, значит, либо Вы неправильно выбрали первичную обмотку, либо она неисправна.

Ориентировочные токи ХХ трансформаторов в зависимости от мощности. Нужно добавить, что токи ХХ трансформаторов даже одной и той же габаритной мощности могут очень сильно отличаться. Чем более высокие значения индукции заложены в расчёт, тем больше ток ХХ.

Схема подключения, при определения количества витков на вольт.

Можно подобрать готовый трансформатор из числа унифицированных типа ТН, ТА, ТНА, ТПП и других. А если Вам необходимо намотать или перемотать трансформатор под нужное напряжение, что тогда делать?

Тогда необходимо подобрать подходящий по мощности силовой трансформатор от старого телевизора, к примеру, трансформатор ТС-200 и ему подобные.

Надо четко понимать, что чем больше количества витков в первичной обмотке тем больше её сопротивление и поэтому меньше нагрев и второе, чем толще провод, тем больше можно получить силу тока, но это зависит от размеров сердечника — сможете ли разместить обмотку.

Что делаем далее, если неизвестно количество витков на вольт?

Для этого необходим ЛАТР, мультиметр (тестер) и прибор измеряющий переменный ток — амперметр. Наматываем по вашему усмотрению обмотку поверх имеющейся, диаметр провода любой, для удобства можем намотать и просто монтажным проводом в изоляции.

Как намотать трансформатор?

В современных броневых и стержневых трансформаторах обмотки наматываются на жёсткий каркас. Поэтому, для закрепления каркаса, можно воспользоваться вот такими щёчками. Одну из щёчек нужно жёстко закрепить на шпильке двумя гайками, чтобы каркас вместе со щёчками при намотке не прокручивался относительно шпильки.

Вторая щёчка будет просто удерживать каркас.

Если же Вам попадётся какой-нибудь старинный трансформатор с картонным каркасом, то придётся выпилить деревянную бобышку размером чуть шире сечения магнитопровода, чтобы при намотке каркас не деформировался вместе с обмотками.

Длина бобышки должна быть равной или чуть больше высоты каркаса.

Каркас вместе с бобышкой можно прикрутить к шпильке подобным образом.

Я использую для перемотки трансформаторов вот такое нехитрое приспособление, которое с натяжкой можно назвать намоточным станком. В одни тиски зажимаю ручную дрель, а в другие счётчик оборотов.

Катушку с проводом закрепляю вот на таком мобильном устройстве, которое обычно стоит на полу, как раз под тем местом, где находится каркас.

Обмотки кольцевых трансформаторов можно намотать при помощи челнока. При мощности более 100 Ватт, число витков вторичной обмотки понижающего трансформатора столь мало, что намотка не вызывает серьёзных затруднений даже в отсутствие челнока.

Быстро изготовить челнок под любые размеры сердечника и диаметр провода можно из медной проволоки подходящего диаметра. Чем толще обмоточный провод, тем соответственно толще нужно выбирать и проволоку для челнока.

Вернуться наверх к меню

Как проверить трансформатор

Как разобраться с обмотками трансформатора, как его правильно подключить к сети и не «спалить» и как определить максимальные токи вторичных обмоток??? Такие и подобные вопросы задают себе многие начинающие радиолюбители. В этой статье я постараюсь ответить на подобные вопросы и на примере нескольких трансформаторов (фото в начале статьи), разобраться с каждым из них..Надеюсь, эта статья будет полезной многим радиолюбителям.

Для начала запомните общие особенности для броневых трансформаторов

— Сетевая обмотка, как правило мотается первой (ближе всех к сердечнику) и имеет наибольшее активное сопротивление (если только это не повышающий трансформатор, или трансформатор имеющий анодные обмотки).

— Сетевая обмотка может иметь отводы, или состоять например из двух частей с отводами.

— Последовательное соединение обмоток (частей обмоток) у броневых трансформаторов производится как обычно, начало с концом или выводы 2 и 3 (если например имеются две обмотки с выводами 1-2 и 3-4).

— Параллельное соединение обмоток (только для обмоток с одинаковым количеством витков), производится как обычно начало с началом одной обмотки, и конец с концом другой обмотки (н-н и к-к, или выводы 1-3 и 2-4 — если например имеются одинаковые обмотки с выводами 1-2 и 3-4).

Общие правила соединения вторичных обмоток для всех типов трансформаторов.

Для получения различных выходных напряжений и нагрузочных токов обмоток для личных нужд, отличных от имеющихся на трансформаторе, можно получать путём различных соединений имеющихся обмоток между собой. Рассмотрим все возможные варианты.
— Обмотки можно соединять последовательно, в том числе обмотки намотанные разным по диаметру проводом, тогда выходное напряжение такой обмотки будет равно сумме напряжений соединённых обмоток (Uобщ. = U1 + U2… + Un). Нагрузочный ток такой обмотки, будет равен наименьшему нагрузочному току из имеющихся обмоток. Например: имеются две обмотки с напряжениями 6 и 12 вольт и токами нагрузки 4 и 2 ампера — в итоге получим общую обмотку с напряжением 18 вольт и током нагрузки — 2 ампера.

— Обмотки можно соединять параллельно, только если они содержат одинаковое количество витков, в том числе намотанные разным по диаметру проводом. Правильность соединения проверяется так. Соединяем вместе два провода от обмоток и на оставшихся двух измеряем напряжение. Если напряжение будет равно удвоенному, то соединение произведено не правильно, в этом случае меняем концы любой из обмоток. Если напряжение на оставшихся концах равно нулю, или около того (перепад более чем в пол-вольта не желателен, обмотки в этом случае будут греться на ХХ), смело соединяем вместе оставшиеся концы. Общее напряжение такой обмотки не изменяется, а нагрузочный ток будет равен сумме нагрузочных токов, всех соединённых параллельно обмоток. (Iобщ. = I1 + I2… + In) . Например: имеются три обмотки с выходным напряжением 24 вольта и токами нагрузки по 1 амперу. В итоге получим обмотку с напряжением 24 вольта и током нагрузки — 3 ампера.

— Обмотки можно соединять параллельно-последовательно (особенности для параллельного соединения см. пунктом выше). Общее напряжение и ток будет, как при последовательном соединении. Например: имеем две последовательно и три параллельно соединённые обмотки (примеры, описанные выше). Соединяем эти две составные обмотки последовательно. В итоге получаем общую обмотку с напряжением 42 вольта (18+24) и током нагрузки по наименьшей обмотке, то есть — 2 ампера.

— Обмотки можно соединять встречно, в том числе намотанные разным по диаметру проводом (так же параллельно и последовательно соединённые обмотки). Общее напряжение такой обмотки будет равно разности напряжений, включённых встречно обмоток, общий ток будет равен наименьшей по току нагрузки обмотки. Такое соединение применяется в том случае, когда необходимо понизить выходное напряжение имеющейся обмотки. Так же, что бы понизить выходное напряжение какой либо обмотки, можно домотать поверх всех обмоток дополнительную обмотку проводом, желательно не меньшего диаметра той обмотки, напряжение которой необходимо понизить, что бы не уменьшился нагрузочный ток. Обмотку можно намотать, даже не разбирая трансформатор, если есть зазор между обмотками и сердечником , и включить её встречно с нужной обмоткой. Например: имеем на трансформаторе две обмотки, одна 24 вольта 3 ампера, вторая 18 вольт 2 ампера. Включаем их встречно и в итоге получим обмотку с выходным напряжением в 6 вольт (24-18) и током нагрузки 2 ампера.

Как закрепить выводы обмоток трансформатора?

Если при намотке трансформаторов на броневых и стрежневых магнитопроводах, выводы катушки можно закрепить на контактах встроенных в каркас, то при намотке трансформатора на кольцевом магнитопроводе, такая возможность отсутствует.

Одним из способов решения этой проблемы является вывод концов обмоток гибким многожильным проводом. Особенно это полезно делать, если обмотка намотана сравнительно тонким приводом.

Припаиваем к началу катушки отрезок многожильного провода. Лучше, если это будет провод во фторопластовой изоляции (МГТФ), но можно использовать и любой другой.

Затем помещаем место пайки в небольшой кусочек электрокартона или бумаги сложенной пополам. Толщина электрокартона – 0,1мм.

Закрепляем электрокартон вместе с местом пайки на внешней стороне магнитопровода при помощи витков катушки.

К концу катушки так же, как и к началу, припаиваем отрезок многожильного провода и изолируем кусочком электрокартона. Закрепляем соединение при помощи толстых швейных ниток. Чтобы при завязывании узла нить не ослабла, можно закрепить её расплавленной канифолью или клеем.

Вернуться наверх к меню

Капитальный срочный ремонт трансформатора

Трансформатор имеет достаточно больной запас прочности, но после нескольких лет работы требуется проведение его капитального ремонта, где особое внимание должно уделяться подпрессовке обмоток.

Сотрудники при капитальном ремонте в обязательном порядке проводят все необходимые для качественного ремонта операции маслонаполненных, сухих, сварочных и печных трансформаторов:

• вскрытие трансформатора, подъем сердечника;
• ремонт магнитопровода, подпрессовки, отводов и переключателей;
• восстановление охлаждающих устройств;
• чистка и покраски баков;
• проверка работы контрольно-измерительных приборов, защитных и сигнальных устройств;
• очистка или смена масла;
• при необходимости сушка активных частей;
• сборка трансформатора;
• проведение контрольных измерений и необходимых испытаний.

Все манипуляции соответствуют стандартам ГОСТ и выполняются на высокоточном оборудовании. Специализированные цеха, предназначенные для ремонтных работ, надежно защищают трансформаторы от пыли и атмосферных осадков, что позволяет гарантировать дальнейшую бесперебойную работу починенного нами оборудования. Для доставки агрегатов на ремонтную площадку привлекаются самые опытные такелажники, осуществляющие ввод, подъем и перемещение отдельных узлов с соблюдением всех требований техники безопасности.

Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?

Иногда возникает ситуация, когда необходимо скорректировать напряжение на вторичной обмотке понижающего трансформатора всего на 10 – 15%, но очень не хочется разбирать трансформатор.

Если на каркасе есть свободное место, то можно домотать дополнительную катушку не разбирая магнитопровод, а затем включить её в фазе или противофазе, в зависимости от того, нужно ли увеличить или уменьшить выходное напряжение. На картинке слева напряжение дополнительной катушки «II» складывается с напряжением основной катушки «III», а справа вычитается.

Вернуться наверх к меню

Обмотки трансформатора

Эти самые катушки с проводом в трансформаторе называются обмотками. В основном обмотки состоят из медного лакированного провода. Такой провод находится в лаковой изоляции, поэтому, провод в обмотке не коротит друг с другом. Выглядит такой обмоточный трансформаторный провод примерно вот так.

Он может быть разного диаметра. Все зависит от того, на какую нагрузку рассчитан тот или иной трансформатор.

У самого простого однофазного трансформатора можно увидеть две такие обмотки.

Обмотка, на которую подают напряжение называется первичной. В народе ее еще называют “первичка”. Обмотка, с которой уже снимают напряжение называется вторичной или “вторичка”.

Для того, чтобы узнать, где первичная обмотка, а где вторичная, достаточно посмотреть на шильдик трансформатора.

I/P: 220М50Hz (RED-RED) – это говорит нам о том, что два красных провода – это первичная обмотка трансформатора, на которую мы подаем сетевое напряжение 220 Вольт. Почему я думаю, что это первичка? I/P – значит InPut, что в переводе “входной”.

O/P: 12V 0,4A (BLACK, BLACK) – вторичная обмотка трансформатора с выходным напряжением в 12 Вольт (OutPut). Максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот трансформатор – это 0,4 Ампера или 400 мА.

Как работает трансформатор

Чтобы разобраться с принципом работы, давайте рассмотрим рисунок.

Здесь мы видим простую модель трансформатора. Подавая на вход переменное напряжение U1 в первичной обмотке возникает ток I1 .

Так как первичная обмотка намотана на замкнутый магнитопровод, то в нем начинает возникать магнитный поток, который возбуждает во вторичной обмотке напряжение U2 и ток I2 .

Как вы можете заметить, между первичной и вторичной обмотками трансформатора нет электрического контакта. В электронике это называется гальванически развязаны.

Формула трансформатора

1. Главная формула трансформатора выглядит так.
2. где
3. U2 – напряжение на вторичной обмотке
4. U1 – напряжение на первичной обмотке
5. N1 – количество витков первичной обмотки
6. N2 – количество витков вторичной обмотки
7. k – коэффициент трансформации
8. В трансформаторе соблюдается также закон сохранения энергии, то есть какая мощность заходит в трансформатор, такая мощность выходит из трансформатора:

Эта формула справедлива для идеального трансформатора. Реальный же трансформатор будет выдавать на выходе чуть меньше мощности, чем на его входе. КПД трансформаторов очень высок и порой составляет даже 98%.

Типы трансформаторов по конструкции

Однофазные трансформаторы

Это трансформаторы, которые преобразуют однофазное переменное напряжение одного значения в однофазное переменное напряжение другого значения.

В основном однофазные трансформаторы имеют две обмотки, первичную и вторичную. На первичную обмотку подают одно значение напряжения, а со вторичной снимают нужное нам напряжение. Чаще всего в повседневной жизни можно увидеть так называемые сетевые трансформаторы, у которых первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение, то есть 220 В.

• На схемах однофазный трансформатор обозначается так:
• Первичная обмотка слева, а вторичная – справа.

Иногда требуется множество различных напряжений для питания различных приборов.

Зачем ставить на каждый прибор свой трансформатор, если можно с одного трансформатора получить сразу несколько напряжений? Поэтому, иногда вторичных обмоток бывает несколько пар, а иногда даже некоторые обмотки выводят прямо из имеющихся вторичных обмоток. Такой трансформатор называется трансформатором со множеством вторичных обмоток. На схемах можно увидеть что-то подобное:

Трехфазные трансформаторы

Эти трансформаторы в основном используются в промышленности и чаще всего превосходят по габаритам простые однофазные трансформаторы. Почти все трехфазные трансформаторы считаются силовыми. То есть они используются в цепях, где нужно питать мощные нагрузки. Это могут быть станки ЧПУ и другое промышленное оборудование.

1. На схемах трехфазные трансформаторы обозначаются вот так:
2. Первичные обмотки обозначаются заглавными буквами, а вторичные обмотки – маленькими буквами.
3. Здесь мы видим три типа соединения обмоток (слева-направо)

• звезда-звезда
• звезда-треугольник
• треугольник-звезда

В 90% случаев используется именно звезда-звезда.

Типы трансформаторов по напряжению

Понижающий трансформатор

Это трансформатор, которые понижает напряжение. Допустим, на первичную обмотку мы подаем 220 Вольт, а снимаем 12 Вольт. В этом случае коэффициент трансформации (k) будет больше 1.

Повышающий трансформатор

Это трансформатор, который повышает напряжение. Допустим, на первичную обмотку мы подаем 10 Вольт, а со вторичной снимаем уже 110 В. То есть мы повысили наше напряжение 11 раз. У повышающих трансформаторов коэффициент трансформации меньше 1.

Разделительный или развязывающий трансформатор

Такой трансформатор используется в целях электробезопасности. В основном это трансформатор с одинаковым числом обмоток на входе и выходе, то есть его напряжение на первичной обмотке будет равняться напряжению на вторичной обмотке.

Нулевой вывод вторичной обмотки такого трансформатора не заземлен. Поэтому, при касании фазы на таком трансформаторе вас не ударит электрическим током. Про его использование можете прочесть в статье про ЛАТР.

У развязывающих трансформаторов коэффициент трансформации равен 1.

Согласующий трансформатор

Такой трансформатор используется для согласования входного и выходного сопротивления между каскадами схем.

Работа понижающего трансформатора на практике

Понижающий трансформатор – это такой трансформатор, который выдает на выходе напряжение меньше, чем на входе. Коэффициент трансформации (k) у таких трансформаторов больше 1 . Понижающие трансформаторы – это самый распространенный класс трансформаторов в электротехнике и электронике. Давайте же рассмотрим, как он работает на примере трансформатора 220 В —> 12 В .

• Итак, имеем простой однофазный понижающий трансформатор.
• Именно на нем мы будем проводить различные опыты.

Подключаем красную первичную обмотку к сети 220 Вольт и замеряем напряжение на вторичной обмотке трансформатора без нагрузки. 13, 21 Вольт, хотя на трансформаторе написано, что он должен выдавать 12 Вольт.

1. Теперь подключаем нагрузку на вторичную обмотку и видим, что напряжение просело.

Интересно, какую силу тока кушает наша лампа накаливания? Вставляем мультиметр в разрыв цепи и замеряем.

Программы для расчёта силовых трансформаторов.

Существует много разных программ для расчёта силовых трансформаторов. Их недостаток в том, что при вводе одних и тех же данных, результаты могут отличаться на 40-50%. И это не удивительно, так как вводимых данных явно недостаточно для точных расчётов. Кроме этого, не всегда понятно, что происходит в череве программы и какие коэффициенты она использует.

В общем, мне не удалось найти простую бесплатную программу, которая бы удовлетворяла моим требованиям. Если Вам известна такая программа, оставьте комментарий.

Если же всё-таки Вы желаете автоматизировать вычисления, можете скачать несколько программ, не требующих инсталляции (portable version), из «Дополнительных материалов».

Вернуться наверх к меню

Самодельный трансформатор и двухкомпонентный эпоксидный клей

Перейти к последнему

Элерион

Участник

05.02.2018 19:03

#1

• 05. 02.2018 19:03
• #1

Этот вопрос на самом деле не связан с лампами, но, вероятно, большинство людей, которые делают свои собственные трансформаторы, собирают ламповые усилители и, вероятно, нашли, как его решить.

Я только что добавил пару колокольчиков к силовому трансформатору, который построил в прошлом месяце.
Работал отлично, но был очень слышен гул. При наличии колоколов она уменьшается, но не устраняется.

Было бы неплохо использовать двухкомпонентный эпоксидный клей для наружного применения? Требуется только небольшое количество, и это должно помочь уменьшить шум.

Основная проблема, которую я вижу, заключается в том, что практически невозможно разобрать пластины, если трансформатор по какой-то причине выйдет из строя.

Как вы заканчиваете силовые трансформаторы?

 

Алан4411

Участник

8″ data-date-string=»2018-02-06 1:18 pm» data-time-string=»1:18 PM» title=»2018-02-06 1:18 pm at 1:18 PM»> 06. 02.2018 13:18

#2

• 8″ data-date-string=»2018-02-06 1:18 pm» data-time-string=»1:18 PM» title=»2018-02-06 1:18 pm at 1:18 PM» itemprop=»datePublished»> 06.02.2018 13:18
• #2

Нет, не приклеивайте.

Попробуйте использовать тонкие кусочки картона или пластика, чтобы сделать пространство. Пакеты кукурузных хлопьев
или контейнеры для мороженого, подобные этому, легко попробовать.
Если шасси стальное, вы также можете добавить мягкие шайбы под крепления трансформатора.
Просто убедитесь, что вы заземлили концевые колокола и сердечник трансформатора.

 

Элерион

Участник

02.2018 14:41

#3

• #3

Этот красный кусок картона?
Чем могут быть полезны картон или мягкие материалы?

 

Алан4411

Участник

4″ data-date-string=»2018-02-06 3:16 pm» data-time-string=»3:16 PM» title=»2018-02-06 3:16 pm at 3:16 PM»> 06.02.2018 15:16

#4

• 4″ data-date-string=»2018-02-06 3:16 pm» data-time-string=»3:16 PM» title=»2018-02-06 3:16 pm at 3:16 PM» itemprop=»datePublished»> 06. 02.2018 15:16
• #4

Извините, возможно, я не понял вашего исходного сообщения.
Это «гудит» трансформатор, без концевых звонков?
Или гудят концевые звонки, когда вы устанавливаете их на трансформатор?
Картинка может помочь.

Между прочим, красные прокладки пластиковые, и они останавливают гудение концевого колокола на сердечнике трансформатора.

 

Элерион

Участник

06.02.2018 16:17

#5

• 06. 02.2018 16:17
• #5

Жужжание без звонка. Достаточно много.
Потом с колокольчиками очень сильно уменьшилось, но все же есть.

Кстати, одна вторичная обмотка использует толстое сечение (провод 1,5 мм), очень жесткий провод, поэтому между проводами есть пространство. Перед окончательной изоляцией я наклеил полиэфирную клейкую пленку, чтобы они не вибрировали.

Кроме того, я спроектировал трансформатор так, чтобы он не имел высокой B (~1,2 Тл). Использует ламинаты GOSS.

 

Лингвендил

Участник

06.02.2018 16:49

#6

• 06. 02.2018 4:49вечера
• #6

Воск можно легко расплавить, если вам когда-нибудь понадобится ремонт, и я бы сказал, что он вам подойдет. Материалы на основе парафина или сои, которые плавятся при более низкой температуре, можно приобрести в большинстве магазинов для дома и рукоделия.

 

Элерион

Участник

07.02.2018 17:44

#7

• 07.02.2018 17:44
• #7

Это хорошая мысль.
Но парафин обычно плавится при температуре ниже 60ºC.
Не слишком ли мало? Некоторые трансформаторы могут достичь такой температуры.

 

аудиовайз

Участник

07.02.2018 17:47

#8

• 07.02.2018 17:47
• #8

Затянули ли вы фурнитуру, проходящую через пластины?

 

СемперФи

Участник

07. 02.2018 23:04

#9

• 07.02.2018 23:04
• #9

Используете ли вы однополупериодный выпрямитель? Некоторое постоянное напряжение будет накапливаться в цепях полуволнового выпрямителя и может вызывать гудение.
Разве вы не должны пропылесосить каким-нибудь лаком, чтобы скрепить вещи? Эпоксидная смола может работать, и, поскольку это не ферритовый сердечник, маловероятно, что она повредит xfrmr.

 

Элерион

Участник

08. 02.2018 10:38

#10

• 08.02.2018 10:38
• #10

Звучит, даже если не вставлен в усилитель. Только что подключил к сети, разгрузил.
Я использую двухполупериодный (4 диода) выпрямитель.

 

Кей Пиринья

Участник

08.02.2018 12:46

#11

• 08. 02.2018 12:46
• #11

СемперФай сказал:

Эпоксидная смола может работать, и, поскольку это не ферритовый сердечник, маловероятно, что она повредит xfrmr.

Нажмите, чтобы развернуть…

Какой вред можно ожидать от эпоксидной смолы для ферритового сердечника?
С уважением!

 

СемперФи

Участник

08.02.2018 14:25

#12

• 08. 02.2018 14:25
• #12

Кей Пиринья сказал:

Какой вред вы ожидаете от эпоксидной смолы для ферритового сердечника?
С уважением!

Нажмите, чтобы развернуть…

Магнитострикция. Стальные ламинаты могут с этим справиться, но феррит слишком хрупок. Рекомендуемое исправление — сначала нанести тонкий слой эластичного материала, силикона или чего-то подобного, а затем залить чем-то таким твердым, как эпоксидная смола.
Магнитострикция вызывает очень незначительные вибрации, поэтому достаточно тонкого слоя эластичного покрытия.

Это, по крайней мере, рекомендации, конечно, ферриты были залиты без этого и жили счастливо, но если ваш магнетик ведет себя странно (необъяснимая потеря индуктивности и т. д.), это может быть связано с тем, что заливочный компаунд ограничивает свободное движение сердечника. В худшем случае может треснуть.

 

СемперФи

Участник

08.02.2018 2:29вечера

№13

• 08.02.2018 14:29
• №13

Я сказал своей лучшей половине, что наш холодильник сломался… это не так… и снял компрессор и использовал его как вакуумный насос. Существует множество самодельных вакуумных насосов для композитных укладок (погуглите). До сих пор у меня нет маленьких ведерков, чтобы я мог пропылесосить трансформаторы, но это план, когда у меня будет время. ..

 

Алан4411

Участник

08.02.2018 14:35

№14

• 08.02.2018 14:35
• №14

Вы уверены, что пластины упакованы/скреплены болтами как можно плотнее?
Или вы могли бы отсортировать очередь?

 

Элерион

Участник

09. 02.2018 8:44

№15

• 09.02.2018 8:44
• №15

Alan4411, они прикручены, как могу.
Отсортированный ход? Даже если трансформатор работает идеально (в реальном усилителе)?

SemperFi, зачем возиться с вакуумной пропиткой, если можно просто склеить пластинки эпоксидным лаком/клеем?

 

Последнее редактирование: 09.02.2018 8:49

СемперФай

Участник

09. 02.2018 19:53

№16

• 09.02.2018 19:53
• №16

Вакуумная пропитка обеспечивает проникновение низковязкого лака в каждую маленькую щель и соединение всех проводов и деталей вместе.

 

попилин

Р.И.П.

10.02.2018 4:12

# 17

• 10. 02.2018 4:12
• # 17

Элерион сказал:

Этот вопрос на самом деле не связан с лампами, но, вероятно, большинство людей, которые делают свои собственные трансформаторы, строят ламповые усилители и, вероятно, нашли, как его решить.

Я только что добавил пару колокольчиков к силовому трансформатору, который построил в прошлом месяце.
Работал отлично, но был очень слышен гул. При наличии колоколов она уменьшается, но не устраняется.

Не лучше ли использовать двухкомпонентный эпоксидный клей для наружного применения? Требуется только небольшое количество, и это должно помочь уменьшить шум.

Основная проблема, которую я вижу, заключается в том, что практически невозможно разобрать пластины, если трансформатор по какой-то причине выйдет из строя.

Как вы заканчиваете силовые трансформаторы?

Нажмите, чтобы развернуть…

Гудение в трансформаторах происходит в основном из-за магнитного поля, в сердечнике это называется магнитострикцией, но в обмотках также действует сила между проводами и это тоже вызывает гудение.

Лекарство от обоих одно и то же, когда я наматываю свои собственные трансформаторы, я использую эпоксидную смолу с длительным сроком жизни, мокрые обмотки, возможно, в вашем случае уже слишком поздно.

SemperFi дал вам хорошее компромиссное решение с вакуумной пропиткой, используйте трансформаторный лак низкой вязкости, в отличие от мокрой обмотки, он никогда не доходит до всех зазоров, но это лучше, чем ничего.

Хорошо сложенный трансформатор не гудит, вам нужен стетоскоп, чтобы услышать любой шум, последний шаг – заливка трансформатора смолой или специальным герметиком, силиконом, эпоксидной смолой и т. д.

Хорошо рассчитанный/собранный трансформатор не требует перемотки.

 

Элерион

Участник

12.02.2018 8:16

# 18

• 12.02.2018 8:16
• # 18

Мокрая обмотка, вакуумная пропитка,… все это делает повторное открытие и перемотку трансформатора почти невозможным, не так ли?
Так почему бы не использовать эпоксидную смолу для склеивания ламинатов, как я предложил? Должно быть лучше, чем npthing. Для этого потребуется кисть и немного легкодоступного двухкомпонентного эпоксидного клея.
Я не могу делать вакуумную пропитку и играть с опасными продуктами.

Пчелиный воск мне кажется еще лучше, но максимальная температура всего 65ºC. Может быть, легко получить в летнее время.

 

СемперФи

Участник

12.02.2018 19:13

# 19

• 12.02.2018 19:13
• # 19

О, конечно, эпоксидная смола может подойти. (это я сказал в первом посте). Но если вы планируете разбирать его, возможно, лучше использовать sikaflex или что-то подобное? (Легче удалить, я думаю).

Если вы хотите, чтобы эпоксидная смола проникла глубже в обмотки/пластины, вам следует немного нагреть трансформатор, так как тепло делает эпоксидную смолу более жидкой и жидкой. Но тогда будет трудно разобрать его, я думаю.
редактировать: Если вы не знали: эпоксидная смола с длительным временем отверждения прочнее, чем быстроотвердевающие типы.

 

Элерион

Участник

13.02.2018 8:23

#20

• 13. 02.2018 8:23
• #20

Я не знал о sikaflex, но похоже, что это хорошая альтернатива. Он эластичный, способен заполнять щели, не агрессивен и не выдерживает спирта (поэтому, возможно, его можно удалить с некоторым усилием).

Возможность разборки трансформатора является плюсом не только для ремонта или модификации, но и для повторного использования пластин в будущем.

Накрутить OPT намного сложнее и требует много времени. Если он слегка гудит, это нормально, вам не кажется? Когда это происходит, музыка всегда играет на гораздо большей громкости. Я бы не стал клеить ламинаты. Я постараюсь использовать более качественные болты/фиксацию и использовать картонно-пластиковый интерфейс, рекомендованный Alan4411.

Но жужжание силового трансформатора раздражает, потому что вы всегда его слышите. Также намного легче наматывать и, вероятно, лучший кандидат для повторного использования ламинатов. Я попробую этот сикафлекс или даже эпоксидную смолу и посмотрю, исчезнет ли шум.

Также неплохо было бы размотать накальную обмотку 6,3В и переделать.
Теперь используется толстый провод 1,4 мм (без трансформатора тока). Очень жесткий. Обороты вообще не в идеальном состоянии. Между ними довольно большой воздушный зазор. Это может стать источником шума, тебе не кажется?
Теперь у меня есть провод 1 мм, и намотка пары этих проводов с помощью ТТ справится с задачей и, вероятно, сделает намотку более тугой.

Имеет ли смысл?

 

Показать скрытый контент низкого качества

Вы должны войти или зарегистрироваться, чтобы ответить здесь.

Делиться:

Фейсбук Твиттер Реддит Пинтерест Тамблер WhatsApp Эл. адрес Делиться Ссылка на сайт

Клей для расслаивания трансформатора E-I?

Джо Гарфилд

Участник

2020-08-26 1:21

#1

• 2020-08-26 1:21
• #1

Я получил силовой трансформатор, у которого нижние пластины E-I свисают вниз. Угол будет зажат при установке, но ножки буквы «Е» все равно будут свисать. Может кто подскажет подходящий клей?

Пластины/трансформер покрыты лаком. Одной из мыслей было использовать красный изоляционный лак, но потом я понял, что он больше подходит для покрытий, где тонкий слой может испаряться и затвердевать. Я не знаю, насколько хорошо он застынет, если его зажать между пластинами. Поэтому второй мыслью была высокотемпературная эпоксидная смола.

Есть мысли?

Спасибо


 

Последнее редактирование: 26.08.2020 3:30

троббинс

Участник

2020-08-26 3:28

#2

• 2020-08-26 3:28
• #2

Возможно только суперклей и быстрый зажим. По крайней мере, жидкий суперклей должен впитываться в поверхность ламината, а не увеличивать зазор между ламинированием.

В качестве альтернативы можно изготовить специальный зажим или заменить любые существующие «угловые» зажимы, чтобы физически приложить усилие ко всем доступным поверхностям ламинирования (при этом сохраняя некоторое расстояние до обмотки).

Я полагаю, что основная цель состоит в том, чтобы избежать любого физического шума, так как любые другие проблемы, такие как потеря индуктивности или увеличение индуктивности рассеяния, будут незначительными.

 

JMFahey

Участник

2020-08-26 4:41

#3

• 2020-08-26 4:41
• #3

Согласен.
Лично я бы использовал эпоксидную смолу, она не добавит толщины, потому что ламинирование будет зажиматься, пока оно не затвердеет, но следуйте своему сердцу

 

аудиовайз

Участник

2020-08-26 17:02

#4

• 2020-08-26 17:02
• #4

Иногда я с этим сталкивался. Суперклей работает очень хорошо, и просто используйте зажим на этом углу. Убедитесь, что зажим имеет маленькие пластиковые прокладки на зажимных поверхностях (у дешевых Harbour Freight они есть).

После того, как клей высохнет, заклейте клеммы/провода, отходящие от трансформатора, затем нанесите на стопку ламинирования черный лак, чтобы скрыть белые остатки суперклея и придать ровный вид.

 

петертуб

Член

26.08.2020 21:40

#5

• 26.08.2020 21:40
• #5

Я бы использовал лак. Он затвердеет, это может занять дни или неделю. А вот лак будет
можно разобрать при необходимости.

 

Шумоподавление трансформатора | diyAudio

Перейти к последнему

хорошие парни

Участник

21-07-2021 8:15

#1

• 21-07-2021 8:15
• #1

Привет, спасибо за внимание.

Можно ли как-то устранить шум, жужжание и вибрацию от сетевого трансформатора.

Что вы думаете о лакировании или, возможно, погружении трансформатора в масло. Или оба. Или что-нибудь еще.

Если да, то какой лак вы бы использовали или какой тип масла вы бы выбрали.

Спасибо.

 

перандер

член

21-07-2021 8:43

#2

• 21-07-2021 8:43
• #2

Какой тип трансформатора вы имеете в виду? Если проблема исходит от постоянного тока в сети, вам может помочь ловушка постоянного тока.

 

Последнее редактирование: 21. 07.2021 8:52

НарешБрд

Участник

21-07-2021 11:43

#3

• 21-07-2021 11:43
• #3

Замочите в изоляционном лаке или, по крайней мере, слишком сильно нанесите кистью под нагрузкой.
Масло трансформаторное в наличии, в бочках. Меньшие количества сложны, обратитесь в электроэнергетическую компанию… это обезвоженная гидроочищенная нафта.

Лак из материала, используемого для обмотки двигателя, а не для мебели.

 

Дункан2

Участник

21-07-2021 13:07

#4

• 21-07-2021 13:07
• #4

И, конечно же, вы проверили ламинацию на герметичность? ( если это применимо ).

 

чарли63

Участник

21-07-2021 19:50

#5

• 21-07-2021 19:50
• #5

Привет, (извините за мой базовый английский. ….)
Это простой вопрос, и в то же время очень сложно ответить на него.
Шум трансформатора может создаваться целым набором элементов:
.качество изготовления
.тип трансформатора
.крепление на раме
.мощность в ВА
.идентификация фазы в перепутанной первичной и вторичной
.проблемы по приходу сектора
.плохое заземление усилителя и/или системы (заземление и/или контур заземления)

До работая с трансформатором, хорошо проверить эти различные упомянутые моменты.

с уважением

 

хорошие парни

Участник

07.2021 2:09

• #6

Частью моей борьбы является поиск источника сетевого шума, который беспокоил меня в течение некоторого времени.

Итак, я делаю шаг за шагом, устраняя одну возможность за раз.

У меня есть маслонаполненный трансформатор, извлеченный из счетверенного усилителя, и я не сталкиваюсь с проблемой шума в сети, поэтому, возможно, стоит изучить его подробнее, что и является целью этого поста. Если это не сработает, я попробую блокировщик постоянного тока / ловушку, потому что блокаторы постоянного тока такие дорогие.

У вас есть рекомендательная марка лака.
Для масла у меня есть два источника, что вы думаете об этом:

1 л Трансформаторное масло IEC 60296 Изолирующее диэлектрическое масло Минеральное alt to Diala B 5081941867841 | eBay

500мл Трансформатор Минеральное Изолирующее Диэлектрическое Масло Высокое Напряжение Shell Diala B | eBay

 

НарешБрд

Участник

07.2021 3:15

• #7

Цена здесь ниже, чем у моторного масла, и оно практически прозрачное.
Замачивание трансформатора, предназначенного для воздушного охлаждения, может привести к долгосрочному повреждению его компонентов.
Слегка ослабьте его и используйте лак для дизайна с воздушным охлаждением.
Подтянуть после прогрева, под нагрузкой работает.
Резиновые ножки тоже.
Глухие кожухи ограничивают поток воздуха.

 

Дункан2

Участник

22.07.2021 10:22

#8

• 22-07-2021 10:22
• #8

Создайте свой собственный блокиратор постоянного тока —основная схема отображается, если вы прокрутите вниз до -Описание.

Фильтр-ловушка HIGH-POWER DC Blocker — Устройство в сборе — ATL Audio Ltd.

 

чарли63

Участник

22.07.2021 12:43

#9

• 22.07.2021 12:43
• #9

Привет,
По моему забыв про масло ничего не делает.
Изолирующего лака тоже нет, потому что его нужно нагнетать с помощью вакуумного насоса.

Около двадцати лет назад я работал над трансформатором своего усилителя LINN-LK2, я использовал цианолит-зеленый (и только этот), он чрезвычайно жидкий и идеально подходит для такого использования, с другой стороны, он занимает много . … гарантированный результат.
Посмотреть фото

С уважением

 

НарешБрд

Участник

22.07.2021 16:58

#10

• 22.07.2021 16:58
• #10

Я сказал, смочите или нанесите кистью слишком много лака при нагрузке… гудение обеспечит путь для проникновения лака и заполнения пробелов.

Пожалуйста, разместите более четкое и крупное изображение того, что вы использовали, чтобы мы могли четко прочитать этикетку.

 

чарли63

Участник

22.07.2021 19:31

#11

• 22.07.2021 19:31
• #11

НарешБрд сказал:

Пожалуйста, разместите более четкое и крупное изображение того, что вы использовали, чтобы мы могли четко прочитать этикетку.

Нажмите, чтобы развернуть…

Если вы прочитали весь мой пост, то там четко указано. …»»Я работал над трансформатором своего усилителя ЛИНН-ЛК2, я использовал цианолит-зеленый (и только этот)
вам не нужна другая картинка .
С уважением

 

НарешБрд

Участник

23.07.2021 3:34

#12

• 23.07.2021 3:34
• #12

Это немного медленно схватывающийся суперклей… цианоакрилат, точнее, кажется, этилцианоакрилат.
Обычный моментальный клей представляет собой метилцианоакрилат.

Растворителем для него является ацетон, который является сильным растворителем для пластмасс и изоляции.
Используйте с осторожностью.
Слишком быстро схватывается, чтобы проникнуть в трансформатор…

 

хорошие парни

Участник

23.07.2021 9:08

№13

• 23.07.2021 9:08
• №13

Charly Вы сказали, что лак или масло ничего не дадут по вашему опыту, но вы использовали цианолит-зелень, что вы заметили после применения.

Спасибо

 

чарли63

Участник

23.07.2021 17:10

№14

• 23.07.2021 17:10
• №14

Привет,
В 1970 году этот тип цианолитового зеленого появился во Франции, это особый клей, потому что он прилипает только за счет инфильтрации, он чрезвычайно жидкий и сильно течет, поэтому он идеально подходит для изолированных и редукционных трансформаторов. шум.

Линн-ЛК2 имеет тороидальный трансформатор на 500 ВА, после разборки я опустошил +/-20 цианолитово-зеленой трубки сверху и снизу тороида.

Отличные результаты, очень низкий уровень шума и немного улучшенный звук.

Одним из достоинств этого клея является его исключительная текучесть, позволяющая проникать вглубь.

О лаке или масле, используемом в аудиотрансформаторе… это в основном годится для изготовления, не совсем после, и не для ослабления трансформатора, который слишком шумит.

Вот список 3 отличных производителей трансформаторов:

Тороидальные трансформаторы SUPREME AUDIO GRADE V2 — Shop Toroidy.pl

Transformer_James трансформатор-тороидальный трансформатор на заказ|Трансформатор с R сердечником|Трансформатор с O сердечником|Трансформатор с C сердечником|Трансформатор EI

J&K Audio Design: О нас

с уважением

 

хорошие парни

Участник

24. 07.2021 8:56

№15

• 24.07.2021 8:56
• №15

Вы имеете в виду, что приобрели Цианолит-зеленый в 70-х годах
Это то же самое, что доступно сегодня. В описании указано время установки 1-5 сек. Это звучит быстро, не так много времени, чтобы втирать зеленый в трансформатор.

 

Зета4

Участник

2021-07-24 9:14

№16

• 24-07-2021 9:14
• №16

Одной из частых причин гудения сетевых трансформаторов является то, что трансформатор был спроектирован для работы слишком близко к пределу плотности потока для размера сердечника и находится в режиме насыщения. Они делают это из соображений экономии.

Производители высококачественных трансформаторов будут использовать сердечник большего размера, например, сердечник на 500 ВА в трансформаторе на 300 ВА (не то же самое, что использовать только сердечник на 500 ВА), но в результате они будут дороже.

Canterbury Windings в Великобритании раньше производили такие, но я думаю, что они, возможно, перестали принимать заказы сейчас.

 

НарешБрд

Участник

24.07.2021 10:11

# 17

• 24-07-2021 10:11
• # 17

Шум зависит от многих факторов, и причиной может быть плохой дизайн и производство.
По сути, что-то вибрирует из-за реверсирования магнитного потока, и его необходимо сдерживать.
Пластины, обмотки, бобины, застежки и многое другое.
На уровне «сделай сам» и в мире, затронутом Covid, мое решение было основано на моем личном опыте.

Обязательно спрашивайте у производителя трансформатора, что вы хотите отремонтировать, а не восстановить, путем вакуумной пропитки или лакировки… так как отверстия почти закрыты, в большинстве случаев вы получите отказ.

Тогда что ты будешь делать?

Лак дает вам время, часы, если это необходимо, для работы. Цианоакрилат
можно замедлить с секунд до минут, добавив ацетон или используя специальные сорта, которые могут поставляться в больших упаковках. Ацетон растворяет некоторые пластмассы и большую часть изоляции на проводах обмотки трансформатора….
Другой способ — использовать очень текучий эпоксидный компаунд, высокотекучие, медленно схватывающиеся эпоксидные или полиэфирные заливочные компаунды могут быть доступны в вашем регионе в небольших упаковках, вам нужно 100 мл или около того, в основном вы получите не менее лиры.

Попробуйте покрыть лаком, делал это много раз, работает.

 

Последнее редактирование: 2021-07-24 10:15

ПРР

Участник

24.07.2021 18:26

# 18

• 2021-07-24 18:26
• # 18

.That sounds fast» data-source=»»>

goodguys;6731173.. Звучит быстро сказал:

Циановые клеи схватываются только в очень тонкой пленке.

Бросьте его в открытые части обмотки. Когда он попадет в более тонкие пространства, он затвердеет.

Нажмите, чтобы развернуть…

 

чарли63

Участник

25.07.2021 9:59

# 19

• 25.07.2021 9:59
• # 19

Здравствуйте,

В ближайших «хороших ребятах» мы до сих пор не знаем тип используемого вами трансформатора . …….

Оригинальный «Цианолит-зеленый» имеет зеленый тюбик, как я уже упоминал, это тюбик по 2 гр (и дорогая упаковка от 3 до 5 евро), его можно найти в упаковке по 20 гр.

Для вас может быть проще и дешевле поменять трансформатор, если к тому же вы не разнорабочий.

НарешБрд сказал:

Ацетон растворяет некоторые пластмассы и большую часть изоляции проводов обмотки трансформатора….

Нажмите, чтобы развернуть…

Нет, извините, это неправильно, в большинстве трансформаторов используются провода обмотки с хорошей изоляцией, такие как «эмалированный провод».

Ни одна из обмоток моего трансформатора не может быть удалена ацетоном или другим растворителем, они должны быть очищены ножом, в том числе и особенно обмотки квадратным напильником.

С уважением

 

НарешБрд

Участник

25. 07.2021 11:09

#20

• 25.07.2021 11:09
• #20

Как насчет этого?
Slip-Fit Сверхмедленно схватывающийся цианоакрилатный цианоклей Клей схватывания 5 минут

Ищите этилцианоакрилатный или медленно схватывающийся суперклей.
Я все же считаю, что лак лучше, но навыки и инструменты могут подойти не всем.

 

Показать скрытый контент низкого качества

Вы должны войти или зарегистрироваться, чтобы ответить здесь.

Делиться:

Фейсбук Твиттер Реддит Пинтерест Тамблер WhatsApp Эл. адрес Делиться Ссылка на сайт

Transformers: Волшебно раскрасьте свой звук

Многие создатели звука очарованы идеей «аналогового» звука, и мы получаем вопросы о том, как лучше всего добиться этого аналогового звука. Большинство из нас работает в основном в цифровом мире, где плагины моделируют аналоговые устройства, но есть несколько физических устройств, о которых вы должны знать, которые абсолютно обеспечивают этот волшебный аналоговый звук. Это помогает записывать аналоговые источники с вибрирующим оборудованием, чтобы извлечь выгоду из их аналоговости до того, как какой-либо звук попадет в нашу DAW. В этой статье Барри Рудольф проливает свет на ключевой компонент этого эффекта и на то, как его можно применять при микшировании и мастеринге. – изд.

В этой статье я хочу рассказать о трансформаторах; их практическое применение и их, казалось бы, волшебное воздействие на звуковые сигналы.

Трансформаторы, невзрачные, но важные электронные компоненты, повсеместно используются в профессиональном звуковом оборудовании, как в источнике питания, так и в аудиотракте. Аудиопреобразователи используются в аналоговых консолях, интерфейсах DAW, большинстве внешних устройств, многих микрофонах, активных мониторных громкоговорителях и усилителях мощности, используемых для мониторных динамиков и наушников. Здесь мы сосредоточимся на звуковых приложениях трансформаторов и лишь слегка коснемся использования источников питания.

Хорошо известное использование аудиотрансформаторов внутри DI или коробки с «прямой инжекцией», где несимметричный сигнал низкого уровня и высокого импеданса от гитары или баса балансируется, согласуется по импедансу и буферизуется трансформатором DI для интерфейса. хорошо с микрофонным предусилителем. В качестве другого примера, Shure SM-57 содержит миниатюрный трансформатор, который балансирует и согласовывает выходной сигнал капсюля с микрофонным предусилителем.


(слева) Звуковой сигнал, поступающий на первичную обмотку, передается на вторичную обмотку звукового преобразователя. (Справа) Большой аудиотрансформатор марки Hammond. Фактический размер, около 4 х 3 х 2 дюйма.

Давайте рассмотрим историю, теорию, применение трансформаторов и то, где можно использовать эти полностью пассивные аналоговые устройства в аудиоцепочке для достижения максимального эффекта. Я включил ссылки на пару моих личных сборок своими руками со списками деталей, схемами и фотографиями.

История и теория

Трансформаторы — одна из старейших технологий, которые до сих пор широко используются во всем мире в электрических сетях и аудиосхемах. Базовая первоначальная конструкция мало изменилась и была названа «регулятором натяжения», когда она была изобретена в 1885 году тремя венгерскими инженерами Отто Титушем Блати, Миксой Дери и Короли Циперновски.

Все трансформаторы, будь то звуковые или электрические трансформаторы, работают по принципу электромагнитной индукции Фарадея, когда переменный ток и напряжение (как силовые, так и звуковые сигналы), поступающие в одну катушку ¹ обмотка (называемая первичной), индуцируют напряжение в другой , близлежащая катушка (называется вторичной). Несмотря на то, что две обмотки катушки электрически и физически изолированы друг от друга, металлический сердечник магнитно индуцирует или передает напряжение или мощность от одной катушки к другой. Эта способность называется гальванической развязкой ² .

Трансформаторы могут действовать как «редуктор», повышая или понижая напряжение, ток и импеданс между первичной входной катушкой и вторичной выходной катушкой. Трансформаторы часто используются в качестве буфера между различными цепями, например, между выходом микрофонного предусилителя и перед входом эквалайзера в линейке каналов консоли. Этот трансформатор электрически изолирует две цепи, согласовывает импедансы и часто также добавляет немного усиления.

Одной из замечательных особенностей трансформатора является то, что это пассивное устройство, не требующее специального обращения или регулярного обслуживания. Он также не требует дополнительных схем или источника питания для работы; он относительно дешев в производстве (по сравнению с электронными аналогами) и будет работать даже при обратном подключении, т. Е. Понижающий трансформатор, подключенный назад, работает как повышающий трансформатор.



Стабилизатор питания Furman P-2400 использует очень большой тороидальный трансформатор для изоляции студийного оборудования от электрической системы здания. Такое устройство может эффективно снизить уровень шума в чувствительном звуковом оборудовании. P-2400 подключается к сетевой розетке и имеет несколько изолированных электрических розеток для аудиооборудования.

Некоторые детали

Эффективность и звуковые характеристики аудиотрансформатора зависят от его конструкции, типа провода и способа намотки катушек, а также от типа и размера используемого металлического сердечника. Существует множество различных конструкций сердечников, и для повышения эффективности большинство сердечников трансформаторов изготавливаются из ламинированных листов мягкого железа или стальных сплавов (а не из цельного куска металла), которые сложены, как колода игральных карт.

Наиболее распространенная форма сердечника трансформатора называется сердечником EI-frame ³ , в котором ламинированные листы разрезаются на части в форме букв «E» и «I», а первичная и вторичная обмотки наматываются на горизонтальные стержни «E. ” Часть «I» закрывает часть «E» после того, как обмотки выполнены. Там, где соединяются E и I, есть небольшой воздушный зазор, который действует как небольшое «вентиляционное отверстие» для генерируемого магнитного потока. Выпуск некоторого потока повышает точку насыщения сердечника трансформатора ⁴ .


(слева) Сердечник трансформатора ЭУ. Вы можете видеть пластины, из которых состоят буквы E и I. (Справа) Внутренности активного директ-бокса Bumblebee Bb-DI с тороидальным аудиотрансформатором в желтой обертке. В трансформаторах

также можно использовать тороидальные сердечники ⁵ (бубликообразные), где пластины из мягкого железа представляют собой металлические «О», уложенные друг на друга в виде полого цилиндра. Тороидальные трансформаторы труднее производить, но они на 50% легче по весу при тех же характеристиках, что и эквивалентный трансформатор в корпусе EI. Кроме того, тороидальные трансформаторы не излучают столько (если вообще излучают) шумообразующих магнитных полей, как трансформаторы EI-frame.

Силовые трансформаторы в корпусе EI вызывают излучаемые магнитные помехи в аудиоцепях, поэтому, когда трансформаторы в корпусе EI используются в источниках питания, они должны быть тщательно расположены, часто внутри корпусов из мю-металла. А еще лучше, просто расположите трансформатор за пределами экранированного корпуса; многие профессиональные аудиокомпоненты имеют большие силовые трансформаторы в корпусе EI, установленные на задней панели и физически отделенные от внутренней части устройства. В аудиосхемах могут использоваться либо тороидальные трансформаторы, либо трансформаторы EI-frame, в зависимости от цели проектирования.

Manley и другие производители аудиотехники высокого класса часто устанавливают силовые трансформаторы в корпусе EI вне корпуса, вдали от чувствительных электронных компонентов и проводки. Здесь изображен усилитель мощности Manley Snapper® с видимыми большими трансформаторами, изготовленными по индивидуальному заказу.

Из-за меньшего размера и эффективности тороидальные трансформаторы популярны, когда их необходимо установить внутри шасси аудиоаппаратуры. В моем стоечном сатураторе Sonic Farm Xcalibur JC Class-A Pentode Pre-Amp Saturator высотой 1U используется тороидальный трансформатор в блоке питания. Кроме того, в этом микрофонном/линейном стереофоническом предусилителе с высоким коэффициентом усиления имеется шесть аудиопреобразователей марки CineMag™, каждый из которых защищен мю-металлом 9.1664 6 случаев.



Легендарный прямой трансформатор Jensen™ JT-DB-E поставляется в собственном корпусе из мю-металла, обеспечивающем отличное экранирование. (Приблизительный размер 1 дюйм x 1 дюйм) 

Аудиотрансформаторы могут быть изготовлены с сердечниками из железа, стали или никеля, а также из сплавов различных металлов, таких как кобальт. Каждый тип сердечника имеет преимущества по размеру, стоимости и электрическим характеристикам, которые также могут влиять на их звуковые характеристики. В целом, никелевые трансформаторы небольшого размера имеют менее звуковую окраску, чем более тяжелые и крупные стальные трансформаторы или даже более красочные старинные трансформаторы с железным сердечником.


Знакомый микрофонный предусилитель API 512 с круглым микрофонным входным трансформатором, экранированным из мю-металла, и более крупным выходным трансформатором в медной оболочке, установленным на печатной плате. Каждый трансформатор оптимизирует схему и определенным образом влияет на звук.

Где использовать трансформаторы и почему?

Трансформаторы вносят большой вклад в так называемый аналоговый звук многих превосходных аудиопроцессоров. Все желанное винтажное снаряжение использует трансформаторы. Ранние усилители-лимитеры UA 1176LN используют как входные, так и выходные аудиопреобразователи линейного уровня, которые составляют большую часть звука этого транзисторного устройства. Пользователи часто просто пропускают звук через 1176 без какого-либо сжатия — только для усиления с помощью трансформаторной окраски. Многие известные ламповые компрессоры и эквалайзеры в значительной степени получают свой характер от звука своих трансформаторов, а не только ламп.


Знаменитый ламповый компрессор Altec 436, использовавшийся на бас-гитаре Пола Маккартни в 1960-х годах, демонстрирует установленные сзади лампы и входные, выходные и силовые трансформаторы.

Каждый аспект конструкции трансформатора влияет на его звук, но по мере того, как на трансформатор подаются более громкие сигналы, сердечник насыщается и происходит клиппирование. Это искажение создает больше низкочастотных гармоник, чем высокочастотных гармоник, что приводит к теплому, плотному звуку . Даже при более низких уровнях ограничения магнитные свойства сердечника изменяются медленно из-за гистерезиса, что также приводит к содержанию сверхнизкочастотных гармоник. Каждая конструкция трансформатора обеспечивает свой уникальный оттенок гармонической окраски. Во многом именно поэтому снаряжение Neve звучит совсем иначе, чем снаряжение API.

Немного похоже на компрессию, почти насыщенный трансформатор дает смесь клея и воздуха , неописуемое заполнение звуковых пробелов для более сплоченного звука с большим характером и плотностью. Я иногда пропускаю миксы через трансформаторы на единицу без увеличения уровня или насыщенности только для некоторых аналогов клея .

Modern Audio Electronics

Одной из целей проектирования современных аудиоусилителей и других аппаратных процессоров является чистота и отсутствие искажений. Чистый звук — похвальная цель, особенно если вы хотите сохранить и заархивировать звук для мастеринга без добавления шума или гармонических искажений. Однако часто создатели музыки ищут более красочный звук, возможный только с артефактами насыщения аналоговых усилителей и процессоров.

Аналоговые консоли, такие как винтажные консоли Neve и API, содержат несколько трансформаторов на пути прохождения сигнала каждого канала. Есть входной трансформатор микрофона, выходной трансформатор микрофона, межкаскадный трансформатор после эквалайзера, а также выходной трансформатор после фейдера. Это означает, что сигнал, записанный через консоль, будет проходить через три или четыре преобразователя на пути к вашей DAW. Если вы микшируете на аналоговой консоли, вы пропускаете аудиосигнал через другую серию преобразователей и, в конечном счете, через стереошину, которая содержит больше преобразователей. Каждый из этих преобразователей добавляет к сигналу тонкий цвет, насыщенность и искажение, а также увеличивает аналогов-ности финального микса.

В использовании

Если вы работаете «из коробки» и хотели бы использовать настоящие трансформаторы для добавления цвета, вы можете использовать многоканальный интерфейс DAW для создания аппаратных вставок в вашей DAW или вы можете патчить выход микса вашей DAW в аналоговую шину микса или цепочку мастеринга. Если вы используете аналоговое оборудование в качестве инсертов DAW, вы обычно можете просто перенаправить микс, но если вы используете цепочку шин аналогового микса, вам, вероятно, потребуется записать окончательный микс и/или стемы обратно в DAW в режиме реального времени.

Существует множество плагинов DAW, которые имитируют эффекты трансформаторов и аналогового насыщения. Эти эмуляции хороши, но они могут звучать несколько двумерно по сравнению с настоящим трансформером; что всегда звучит лучше для меня.

Простой способ получить аналоговый цвет микса — подключить пару трансформаторов (для стерео) на выходе стереошины непосредственно перед тем, как записывающее устройство вернется в Pro Tools, как я, или на внешнюю запись. устройство. Если вы используете стереоэквалайзер на стереошине, вы можете поэкспериментировать с размещением трансформатора до или после него в цепи. Ваша цепочка может быть следующей: эквалайзер, затем компрессор и/или лимитер, а затем трансформаторы непосредственно перед аналого-цифровым преобразователем или входом DAW.

Быть последним в цепочке дает возможность преднамеренно перегружать трансформаторы почти до точки насыщения, при которой повышение уровня будет незначительным. Но здесь нет никаких правил, и я нашел хороший звук, поставив трансформатор перед лимитером, если на пути уже нет других трансформаторов.

Хороший преобразователь в тракте микширования изменит плотность низких частот — своего рода компрессия, но без очевидного звука «сплющенной» обработки. Звуковые изменения музыкальны и благозвучны, особенно с парой отличных трансформаторов. Переходные процессы атаки смягчаются, степень смягчения зависит от конкретной модели трансформатора и конкретного уровня, на котором вы управляете трансформатором.

Товары для самостоятельного изготовления


Одна из цветных коробок с пассивным трансформатором для самостоятельного изготовления, изготовленных Барри с использованием двух трансформаторов British Carnhill VTB 2281.

Поскольку трансформаторы являются пассивными устройствами, вы можете просто подключить трансформатор с входными и выходными соединениями на основе монтажных схем производителей и смонтировать трансформатор(ы) в металлическом корпусе. Никаких источников питания или пользовательских печатных плат. Это простой проект, который позволяет вам вставить настоящий преобразователь, например плагин линейного уровня, в любую звуковую дорожку или микс. Теперь у меня есть пять подвесных стереобоксов-трансформеров, каждый с разными моделями трансформаторов внутри, и все они звучат и насыщают по-разному.

Несколько примечательных, популярных старинных и старых аудиотрансформаторов перечислены ниже. Есть много отличных современных трансформеров, но те, что ниже, известны своим «железным» звуком. Ищите их, чтобы построить свою собственную трансформаторную коробку своими руками.

• Тороидальные повторяющиеся катушки Western Electric 111C производства 1930-1980 гг. с 1960-е
• Haufe RK292/46 — от винтажных консолей Neumann
• United Transformer Corp. UTC типа HA-108X — тоже трудно найти.

В Pro Tools у меня есть ввод-вывод аудиоинтерфейса, предназначенный для каждой части аналогового внешнего оборудования в моей стойке. Все аналоговое оборудование представлено в виде вставок, как и плагины, включая автоматическую компенсацию задержки. Один путь стереоинсерта предназначен для одной из моих самодельных трансформаторных коробок.

Цвет микширования

В качестве инструмента для микширования мне нравится моя пара трансформаторов Carnhill британского производства на стереоклавиатурах, таких как рояли или синтезаторные пэды, за которыми обычно следует пара эквалайзеров Pultec. Это выходные трансформаторы входных модулей Neve (1073/1084), используемых в консолях Series 80 и других продуктах. Они легко доступны NOS (новый-старый-сток) примерно по 50 долларов за штуку.

Поскольку трансформаторы реагируют на уровень сигнала, во всех моих проектах с трансформаторами я добавляю переключатели, чтобы можно было вручную изменять соотношение первичных обмоток 1:1 или 4:1. При соотношении 4:1 вы получите около 6 дБ усиления и некоторую дополнительную насыщенность. С технической точки зрения, в одной настройке первичный провод подключен на 600 Ом, а при переключении переключателя первичный становится 150 Ом. Вы можете увидеть это более подробно на схемах проекта, прилагаемых со ссылкой на них в конце этой статьи.

Mix Bus Duties

В подарок я получил пару трансформаторов Malotki E4M-4001B, которые использовались в мастеринговых консолях Neumann в 1960-х годах. Я установил их в стойку и подключил к вставке стереошины моей аналоговой системы суммирования SSL Sigma.

32 канала Sigma обладают огромным динамическим диапазоном и очень чистым звуком, поэтому трудно добиться даже слегка перегруженного звука. Но если я оставлю аналоговые входы от Pro Tools в Sigma «горячими» и вставлю трансформаторы на вставку микс-шины A Sigma, микс начнет звучать как старая аналоговая британская консоль класса A!

Ссылки на проекты DIY, которые вы можете построить!

Ниже приведены ссылки для загрузки чертежей, перечня деталей и схем для сборки двух трансформаторных коробок с потрясающим звуком. Я построил их с переключателями для переключения между 600 Ом и 150 Ом на первичной обмотке, чтобы обеспечить более или менее насыщение.

Конечно, вы можете оставить переключатели отключенными и подключить их либо для 600 Ом или соотношения 1:1, либо для 4:1 с первичными 150 Ом для примерно 6 дБ усиления и большей насыщенности и цвета.

Трансформатор Carnhill имеет больше отводов, поэтому я подключил переключатели на 600/150 Ом как для первичной, так и для вторичной обмотки. Всего с четырьмя переключателями и возможностью запуска коробки на 150 Ом вы можете попробовать эту коробку между динамическим микрофоном и микрофонным предусилителем для дополнительного цвета трансформатора при записи.

Ссылки на схемы, списки деталей и фотографии проекта «Сделай сам»: 

• Коробка Carnhill (британский вариант)
• Коробка для автобусов Malotki/Neumann Mix

Дополнительные ресурсы трансформатора

• Carnhill Transformers — U.K.
• Cinemag Transformers — США
• Crimson Transformers — U.S.A.
• EDCOR Transformers — U.S.A.
• JENSEREN — ANDAREN.
• Трансформаторы Sowter — Великобритания

Глоссарий по терминологии трансформаторов Автор Барри Рудольф  1. Катушка Также известна как «обмотка» электрического провода вокруг сердечника трансформатора. Трансформатор может иметь множество отдельных обмоток для вывода различных напряжений и/или различных импедансов для согласования с внешним оборудованием. Количество витков или витков провода определяет импеданс обмотки. Обмотка также может иметь «отводы», где точки вдоль обмотки выведены отдельно. Отношение первичных обмоток к вторичным также определяет коэффициент усиления трансформатора. 2. Гальваническая изоляция Метод электрического и физического разделения цепей, которые могут передавать сигналы, но блокировать блуждающие токи, такие как различия в их путях к земле и посторонние шумы, вызванные внешними источниками. Разделительный трансформатор, используемый для питания вашего студийного оборудования, сделает ваше оборудование менее чувствительным к шуму и помехам, таким как удары молнии поблизости. Не все, но многие регуляторы линии ИБП и переменного тока обеспечивают гальваническую развязку. 3. Конструкция трансформатора с рамой EI Как показано, ламинированные сердечники в форме букв «E» и «I» образуют наиболее распространенный сердечник трансформатора. 4. Насыщение сердечника или насыщение трансформатора При увеличении тока, протекающего в катушках трансформатора, напряженность магнитного поля увеличивается, но плотность магнитного потока больше не может увеличиваться. Превышение этого предела приводит к состоянию намагничивания, называемому насыщением трансформатора (сердечника) с сопутствующим и внезапным уменьшением индуктивности насыщенной обмотки. Насыщенность может создавать приятные артефакты искажения звука, такие как усиление низкочастотных гармоник. 5. Тороидальный или тороидальный трансформатор Обычный трансформатор с кольцевым сердечником, более сложный в изготовлении, но не излучающий интенсивных магнитных полей, как типичные сердечники EI. Тороидальные трансформаторы используются в источниках питания в чувствительном к шуму звуковом оборудовании, таком как профессиональные микрофонные предусилители и усилители для аудиофильских проигрывателей. 6. Мю-металл или мю-металл Железо-никелевый мягкий (полностью ковкий) ферромагнитный сплав с очень высокой магнитной проницаемостью или устойчивостью к формированию магнитных полей. Мю-металл используется для защиты трансформатора от излучения рассеянных магнитных полей на расположенное рядом чувствительное электронное оборудование. Магнитная проницаемость обозначается греческой буквой мю. 7. Гистерезис или эффект гистерезиса В трансформаторах намагниченность ферромагнитных веществ (сердечника) из-за переменного магнитного поля отстает от поля. Этот тип гистерезиса создает гармонические искажения, подобные аналоговой ленте.

Продолжайте читать наши рекомендуемые статьи.

Недостаток конструкции — Transformers Wiki

Недостаток конструкции — это физическая проблема с игрушкой, которая либо напрямую связана с самой ее конструкцией, либо с переходом от двухмерного дизайна к трехмерному объекту.

Вообще, игрушки Transformers — это чудеса современной игрушечной инженерии. Их можно превращать из одной формы в другую, и все же они могут быть отличными транспортными средствами или игрушками для животных и отличными фигурками.

Несмотря на это, иногда возникают проблемы. Из-за сложности дизайна игрушки часто не работают так, как задумано. Иногда функции игрушки не совсем закончены или не работают так, как должны. У некоторых игрушек также есть общие точки поломки или детали, которые изнашиваются предсказуемым образом. Иногда то, как игрушка трансформируется, может привести к ее поломке. Иногда игрушки просто не то, чем они должны быть. Вот и все недостатки конструкции.

Это явление не следует путать с неправильной сборкой или единичными ошибками формования, когда игрушки покидают фабрику в состоянии, не соответствующем их дизайну. Эти вопросы должны быть уловлены в контроле качества.

Содержимое 1 Вопросы оформления 2 Квадратный штифт, круглое отверстие 3 Сильная пружина, слабый штифт 4 Разрыхление на основе износа 4.1 Шаровые опоры 4.2 Выдвижные бедра 5 Проблемы с отсечением 5. 1 Части, отламывающиеся от других частей 6 Общие места поломки 6.1 Ломкие соединения 6.2 Руки со следами стресса 6.3 Поломка прозрачного пластика 6.4 Нижний клей 7 Каталожные номера

Проблемы с оформлением

До конца, детка.

У некоторых игрушек суставы не работают должным образом. Иногда детали просто не могут пройти весь путь, в результате чего получаются несоосные детали. Иногда суставы даже совершенно бесполезны, в лучшем случае допуская минимальное сочленение… потому что соседние части мешают сочлененной части. По какой-то причине головы особенно подвержены такого рода проблемам.

• Энергон Паровой молот, по идее, имеет шарнирную головку, но нет абсолютно никакой конфигурации, куда бы он мог двигаться, потому что на пути мешают гусеницы транспортного режима.
• Кибертрон Понижающая передача имеет аналогичную проблему. Выступы на его груди (вентиляционные отверстия на капоте автомобиля) препятствуют любому вращению головы.
• Точно так же в фильме «Быстрые бойцы: Айронхайд» есть голова, которая сидит на шаровом шарнире , но единственная цель, которую он выполняет, — это позволить голове выскочить, потому что пластиковые детали позади головы препятствуют любому движению.
• Мошенничество в кино лишь немногим лучше, поскольку выступы на его груди ограничивают возможное сочленение головы до нескольких градусов в каждом направлении.
• Кино Полезная нагрузка класса Делюкс примерно так же плоха, как и мошенничество.
• Movie Deluxe Class Wreckage имеет ту же проблему с талией. Артикуляция ограничена несколькими градусами в каждом направлении из-за неподвижного куска пластика на его спине, который мешает.
• Movie Автобот класса Voyager Ratchet имеет подвижные большие пальцы, которые не могут двигаться, потому что пластиковые части запястий мешают.
• Movie Voyager Class Blackout и любое другое использование формы имеет проблемы, связанные с плечами; им не хватает зазора для прохода мимо узла кабины из-за того, что выступы зацепляются за внутренние формованные детали. Это означает, что части должны быть согнуты относительно друг друга, что часто может привести к тому, что грибовидные штифты/петли будут вырваны из гнезд, что приведет к невероятно ослабленным плечевым суставам или, в худшем случае, они будут полностью оторваны.
• 2008 Universe Deluxe Class Ironhide Голова Айронхайда опирается на кусок пластика, который не может быть выровнен должным образом с туловищем из-за того, что пластиковые детали мешают шарниру, из-за чего он не может смотреть прямо вперед.
• ROTF Лидер Класса Оптимуса Прайма Панели рук Оптимуса Прайма, которые образуют переднюю часть грузовика, мешают бакам на его панелях рук при переходе в режим транспортного средства, баки должны быть повернуты вверх и втиснуты между дверями, чтобы получить зазор. Похоже, это исправлено с помощью форм Takara DOTM Jetwing и Striker Optimus Prime, поскольку мечи снимаются и позволяют лезвиеобразным плечевым частям переворачиваться в противоположную сторону, позволяя панелям рук двигаться дальше и получать больший зазор.
• 2010 Трансформеры Руки Sea Spray могут вращаться примерно на 45 градусов в стороны максимум на запястьях, потому что пластиковые части предплечий мешают.
• В более широком смысле характерной чертой трансформируемых фигурок серии Titanium являются суставы, которые сгибаются странным или произвольно ограниченным образом, например, на 45 градусов назад в колене, но на 90 градусов вперед .
• Первые поставки Prime: Beast Hunters Cyberverse Legion Class Hun-Gurrr не могли полностью сложить когти в обоих направлениях из-за проблем с пластиковыми допусками. Это было исправлено текущим изменением, которое также затронуло международные выпуски фигурки. (Все последующие версии скульпта были с исправленными когтями.)
• Generations Сайдсвайп 2012 года был переоснащен из Generations Jazz, хотя изменения, внесенные для преобразования фигуры в Сайдсвайп, не распространяются достаточно далеко, чтобы зафиксироваться на месте, что делает его верхнюю часть туловища постоянно нестабильной.
• Войны комбинаторов У Оптимуса Прайма тяжелые бедра, чтобы выдерживать вес его комбинированного режима. Однако «точки остановки» на храповиках довольно далеко друг от друга; следовательно, трудно поставить его ноги в какое-либо положение между «прямо в покер» и «сильно расставленными». Это особенно заметно, поскольку его ступни имеют небольшой наклон, предполагая «предназначенную» позу, в которой они находятся немного далеко друг от друга, но на самом деле игрушка не способна принимать эту предполагаемую позу очень долго, прежде чем пружины сработают и сработают. растопырить его снова. Проблема сохранялась в ранних выпусках Motormaster, но текущее изменение изменило положение зубьев храповика, чтобы они работали правильно, что было перенесено во все будущие версии.

Квадратный штифт, круглое отверстие

Некоторые игрушки, в которых детали соединяются с другими частями путем вставления штифта в соответствующее отверстие для штифта, имеют проблемы из-за длины, размера или формы штифтов, в результате чего детали не подключение правильно. В основном это касается аксессуаров, таких как оружие.

• Ионный бластер Оптимуса Прайма 1-го поколения оснащен штифтом, который должен вставляться в отверстие в одном из его кулаков. Однако рукоятка оружия (имеющая исключительно эстетическое назначение) и предплечья мешают друг другу, а поскольку колышек слишком короткий, Оптимус не может держать свое оружие и крепко, и прямо одновременно. Это было исправлено текущим изменением, из-за которого отверстия для кулаков удлинялись вверх, но проблема снова возникала с некоторыми переизданиями игрушки.
• У Шлака поколения 1 такая же проблема, как и у Оптимуса Прайма, связанная с его мечом. Крестовина и его передние ноги в режиме динозавра делают его таким, что он может держать его в вертикальном положении, только если квартира обращена вперед; единственный способ для него действительно размахнуться, чтобы использовать край, — это использовать его обратным хватом.
• Комбинированная форма Devastator 1-го поколения страдает от нескольких проблем в конструкции игрушки, в основном из-за того, что штифты и отверстия совмещены, в результате чего некоторые компоненты остаются на соединении с триггером для волос. Наиболее заметным из них является нагрудная пластина, у которой фрикционная клипса едва достигает нужного места на Крюке, из-за чего он наклоняется вправо. На нагрудной пластине также явно есть выступ, сделанный для того, чтобы войти в решетку Лонг Хоула, но из-за того, как далеко торчит его грудь, он вообще не может достать до нее. Поскольку почти ничего не держит нагрудную пластину, она может упасть при ударе. Разъем, в котором находится голова Девастатора, также имеет штыри и отверстия, не совпадающие с соответствующими разъемами на Long Haul, в результате чего комбинированный торс также имеет небольшой постоянный поворот вправо. Неудивительно, что в последующие годы конструкция комбайна Scramble City стала «стандартом».
• Генераторы Капот Праула складывается полностью вровень с его грудью, но не может сделать это полностью, потому что опорная планка на левом кронштейне рулевой тяги в капоте сталкивается с соответствующей частью коромысла, которое складывается в грудь (Правый кронштейн по сути зеркальный, но смещает опорную планку на несколько миллиметров, и в результате такой проблемы с зазором нет).
• Кибертрон Делюкс-класс Юникрон не так уж и плох… но колышки его когтистых орудий были укорочены некоторое время между стоковой фотографией и релизом, из-за чего было очень трудно плотно воткнуть когти в его руки.
• Десептикон Браул класса Делюкс из фильма Руки соединены с туловищем на плечах ромбовидными штифтами, но штифты слишком велики для соответствующих отверстий для штифтов, в результате чего руки имеют тенденцию отделяться от туловища в малейшее прикосновение. Это было исправлено для Revenge of the Fallen Deep Desert Brawl переделки скульптуры.
• Энергон Шторм Джет и его редекосы имеют проблему со штырем, который соединяет носовой обтекатель струи с тазом в режиме робота (официальный по инструкции) а также в режиме Суперион Максимус: Соответствующее отверстие для штифта имеет углубление с одной стороны, в результате чего штифт не фиксируется на месте надежно. Между тем, проблема, аналогичная той, что была в фильме «Делюкс-драка», возникает со вторым отверстием для колышка, которое можно использовать для альтернативного (неофициального, хотя, возможно, задуманного дизайнерами, но игнорируемого инструкциями), более короткого режима робота для Storm Jet, где штифты имеют тенденцию выскакивать из отверстия для штифта из-за слишком большого давления.
• Развалина класса Deluxe из серии игрушек Reveal the Shield из линейки игрушек Transformers имеет небольшую проблему с выступами, которые соединяют его туловище с плечами, которые немного длиннее, что приводит к плечи не фиксируются полностью, вызывая небольшой зазор. На левом плече это более заметно, чем на правом. ^[1]
• Dark of the Moon Cyberverse Commander Powerglide имеет ромбовидные штифты, которые соединяют его плечи с туловищем, и прямоугольный штифт, соединяющий промежность с остальной частью туловища. Ни один из штифтов не входит плотно, что приводит к нестабильности режима робота.
• Многие Мастера Титанов, особенно на ранних волнах, страдали от подобных проблем. Предполагаемая конструкция заключается в том, что в гнездах для шеи используется зажимной механизм для удержания головы на месте, но у большого количества зажимов просто недостаточно тугие. Плохой контроль качества разделяет здесь вину, но даже тогда Скордж и Хайброу, казалось, почти повсеместно не могли удержать голову на месте. Некоторые фанаты обнаружили, что проблему можно решить, изменив ориентацию Мастера Титанов; например, подключив его задом наперед или даже сбоку.

Сильная пружина, слабый стержень

Некоторые игрушки имеют металлические пружины, которые приводят в действие трюк или помогают во время трансформации (как часть механизма автоморфа или аналогично ему). В неразвернутом состоянии (т. е. пружина находится под давлением) соответствующие детали обычно удерживаются на месте выступами. Иногда штифты слишком малы, что приводит к слишком большому пластиковому зазору. Как следствие, рассматриваемые детали не удерживаются на месте надежно, и механизм, вероятно, сработает непреднамеренно.

• Это довольно часто случается с ракетными установками с пружинным приводом, в результате чего ракеты выстреливаются при малейшем прикосновении. В некоторых крайних случаях практически невозможно зафиксировать ракету на месте без мгновенного выстрела обратно.
• Объединители Power Core также подвержены этому. Дроны конечностей используют механизм автотрансформации, который активируется тем же штифтом, который используется для соединения их с торсовым роботом. Однако преобразованный режим «конечности» — это положение, оказывающее давление на пружину; и из-за слишком большого пластикового зазора между штифтами разъема и конечностями дроны, особенно руки, которые не удерживаются под действием силы тяжести, как ноги, имеют тенденцию переходить обратно в свои альтернативные режимы, отсоединяясь от разъема. шпильки в процессе.
• Поколения «Война за Кибертрон» Пистолет кибертронца Оптимуса Прайма можно сложить до более «компактной» формы, а пружинный механизм переводит его обратно в режим основного оружия. Единственное, что удерживает пружинный механизм от срабатывания в компактной форме, это очень маленький пластиковый язычок.

Разболтанность из-за износа

Возможно, было бы несправедливо считать это недостатком конструкции , но его следует затронуть. Когда с игрушкой часто играют, пластик или металл будут изнашиваться друг о друга, в результате чего трение, удерживающее суставы в напряжении, уменьшается. Это приведет к разболтанности суставов игрушки. Самый простой способ избежать этой распространенной болезни — просто не играть с игрушкой. Расшатывание часто не является большой проблемой для игрушек, выставленных напоказ. Оптимус Прайм 1-го поколения со свободными руками будет выглядеть почти так же, как Оптимус Прайм с крепкими суставами. Однако расшатывание может быть большей проблемой для других игрушек, не позволяя им стоять или держаться вместе в альтернативном режиме.

Некоторые игрушки особенно подвержены расшатыванию не только из-за износа, но и из-за конструкции. Тяжелые детали на слабых соединениях являются здесь распространенной проблемой, что приводит к невероятно слабым соединениям, которые расшатываются и их трудно использовать по назначению.

Шаровые шарниры

Шаровые шарниры, работа которых полностью зависит от трения, часто становятся жертвами разболтанности вследствие износа. Это может быть особенно плохо для игрушек с шарнирными бедрами, лодыжками или ногами, из-за чего их практически невозможно поставить. Из-за люфта в шаровых шарнирах можно легко потерять такие детали, как руки, ноги или панели кормушки… о, или головы… или, гм… ну, почти что угодно на шаровом шарнире.

• Почти все Beast Wars страдают этой проблемой. Горе всем тем детям, которые выросли на Beast Wars . Удачи с полными игрушками.
• Поколение 2 Киберджеты могут быть почти неспособны стоять с небольшим количеством суставов, но их руки имеют тенденцию становиться особенно гибкими.
• Известно, что оригинальный шестидюймовый Мегатрон серии Titanium Series настолько свободен, что ему трудно даже оставаться вместе, не говоря уже о том, чтобы удерживать позу. Использование литья под давлением только усугубляет проблему.
• Возвращение Титанов Skullsmasher имеет ужасно ослабленные шаровые шарниры для бедренных суставов прямо из упаковки, из-за чего фигурка почти не может стоять вертикально.

Выдвижные бедра

Обычный метод трансформации в Поколении 1 заключался в том, чтобы бедра игрушки втягивались в голени (или, точнее, голени поднимались над бедрами) в транспортном средстве или звере. в режиме робота, а затем для вытягивания бедер в режиме робота. Чтобы бедра расслабились, не требуется большого износа, и тогда они не смогут оставаться вытянутыми в режиме робота. Когда это произойдет, у вас будет либо очень коротконогая версия, либо вам придется просунуть клин бумаги в сустав, чтобы усилить трение и позволить бедрам оставаться вытянутыми.

Эта проблема может особенно усугубляться, если у игрушки действительно тяжелая верхняя часть тела. Игрушка с электроникой или литым металлом в туловище с гораздо большей вероятностью упадет на колени только из-за веса, времени и износа игрушки.

• Игрушки Special Teams поколения 1 особенно подвержены этому, особенно маленькие аэроботы.
• Tracks представляет собой решение этой проблемы в обратном порядке: довольно легко чрезмерно вытянуть его голени таким образом, что они никогда не смогут полностью сжаться обратно в транспортное средство.
• Astrotrain особенно проблематичен из-за его тяжелой верхней части тела и отсутствия возможности зафиксировать вытянутые ноги на месте.
• Песчаная буря также подвержена этой проблеме.
• Мегатрон тоже страдает от этого — его бедра представляют собой толстые плиты литья под давлением, что делает их невероятно тяжелыми для таких деталей и напрягает выступы, которые должны удерживать их на месте в режиме робота.
• Поколение 2 Лазер Оптимус Прайм имеет чрезвычайно тяжелую верхнюю часть тела и слабые колени. Для него невероятно часто просто превращаться в Стамптимуса Прайма.
• Титановая серия Вся ножка Soundwave в сборе состоит из нескольких выдвигающихся компонентов, которые не могут надежно сцепляться друг с другом. Поставьте сверху тяжелый литой металлический сундук, и вы получите игрушку, которая никогда не встанет сама по себе, какой бы чистой она ни была.

Проблемы с отсечением

Иногда при разработке Трансформера дизайнеры забывают, что эти вещи должны работать в трехмерном пространстве. Детали должны будут огибать друг друга или проходить через одно и то же пространство при трансформации. Часто, если вы не выполняете шаги в правильном порядке, это приводит к поломке или поломке деталей. Это особенно проблематично, когда вы даете дизайнерам свободу таких вещей, как шаровые шарниры, где вы можете использовать их гибкость для преобразования игрушки, что приводит не только к поломкам, но и к игрушкам, которые невероятно сложно и неприятно трансформировать.

Части, отламывающиеся от других частей

Особенно в позднем Поколении 1 было несколько игрушек, части которых нужно было трансформировать в правильном порядке. Если вы этого не сделаете, вы рискуете сломать игрушку, когда ее части будут соприкасаться друг с другом, вызывая напряжение или износ. Эта проблема гораздо реже встречается с современными трансформерами, в которых используются детали, которые предназначены для того, чтобы выскочить, а не просто сломаться, если нагрузки слишком велики.

• Известно, что крылья межзвездного шаттла Skystalker 1-го поколения довольно часто ломаются. Это особенно проблема для его оставил крыло из-за конструкции основания. Если вы попытаетесь сложить крыло Skystalker из базового режима в положение челнока до того, как вы сложили серую рамку рядом с ним, очень легко сломать крыло из-за того, что край коробки едва касается крыла. Край коробки даже изогнут, что создает визуальное впечатление, что это не будет проблемой. Но это будет проблемой, о чем свидетельствует бесконечный запас однокрылых баз Skystalker на eBay.
• г. Анимация г. У Локдауна есть выступы на запястьях, которые не позволяют им выпрямляться в прямое положение. К сожалению, эти же выступы действуют как рычаги, поэтому, если вы попытаетесь заставить руки принять прямое положение, вы просто сломаете его запястья. Ой.
• 2008 Вселенная Голова Танкора опирается на выдвижную секцию, но даже когда он полностью выдвинут, окружающий торс все еще мешает его вращению головы, постепенно откалывая пластик от нижней части его шлема. это почти проблема с оформлением, как описано выше; однако головка может едва вращаться, при этом она просто царапает пластик.

Общие места поломки

У некоторых игрушек хрупкий пластик, у других слишком тугие соединения, а у третьих металлические детали изнашиваются на плохих пластиковых деталях. Как бы то ни было, часто встречаются Трансформеры с предсказуемыми, легко идентифицируемыми точками поломки. Давайте рассмотрим несколько типов.

Ломкие суставы

«Я думал, ты сделан из более прочного материала, Мегатрон!»

Соединения очень важны для Трансформеров. Они необходимы как для артикуляции, так и для того, чтобы игрушка могла переходить из одной формы в другую. Обычно артикуляция не представляет большой проблемы, но иногда трансформация оказывает огромное давление на маленький сустав, который просто не в состоянии справиться с напряжением перемещения больших частей игрушки из одного места в другое. Вы увидите, что eBay завален игрушками, которые являются жертвами таких суставов, одна и та же игрушка снова и снова ломается в одном и том же месте из-за нагрузки на сустав.

• Метроплекс поколения 1 особенно плох, все его тело вращается вокруг хрупкого маленького поясного сустава, который любит ломаться. Любит щелкать. Удовольствие от фотографирования. Как сообщается, переиздание Metroplex сделало это соединение немного более надежным.
• Beast Wars Transmetal Мегатрон страдает из-за слабого пластика, используемого в очень маленьком, плотном соединении. Его талия настолько известна тем, что фэндомы ошибочно подумали, что это золотой пластический синдром. Тот факт, что задействованные силы заставляют его разваливаться, не помогает.
• Армада У башни Мегатрона есть дефект шестерни внутри. А именно, храповое соединение просто… в конце концов ломается. «Храповик» на самом деле представляет собой очень маленькую и хлипкую шестеренку, прикрепленную к вращающейся рукоятке. Когда ручка зафиксирована на месте, на шестеренку оказывается сильное напряжение, и она может защелкнуться где-то между зубьями, расшататься или упасть, чтобы погреметь внутри Мегатрона. Нередки случаи, когда снаряжение ломается даже в обычных, незапертых условиях. Это влияет на все переделки формы, поскольку они выходили в быстрой последовательности, и этот конкретный недостаток проявляется с течением времени.
• Все четыре фигурки Action Master Elite (Omega Spreem, Windmill, Turbo Master и Double Punch) подвержены примерно той же проблеме, что и Армада Мегатрон, в том, что шестерни, используемые для привода их трюков, не сделаны из достаточно прочного пластика, чтобы длиться очень долго. Многие Elite можно найти с половинкой неоновой пластиковой шестеренки внутри. В меньшей степени это также может повлиять на Lightformers и Trakkons в зависимости от того, сколько игр выдерживают их турели.
• Эта же проблема обычно возникает при г. Beast Machines г. Взрывной удар Уловка Оптимуса Праймала перестает работать правильно.
• Месть падших Гнезда для ног скальпеля часто ломаются из-за нагрузки на относительно слабый пластик, из которого они изготовлены. У многих скальпелей сломаны гнезда из упаковки .
• Комбайнеры Power Core У Mudslinger возникла проблема с шарнирными соединениями, используемыми для вращения бедра. Штифт немного великоват для гнезда, а гнездо изготовлено из относительно тонкого пластика, что приводит к его поломке; в некоторых случаях в течение нескольких часов после открытия игрушки.
• Transformers: Reveal the Shield Wreck-Gar имеет резиновые ручки для его режима мотоцикла, которые должны складываться назад с помощью механизма в стиле Automorph во время трансформации. Однако толстая резина очень прочная, намного прочнее, чем соединения, к которым крепятся ручки. Не с использованием механизма Автоморфа — быстрый способ сломать суставы; но даже его использование может в конечном итоге привести к поломке. Единственный относительно безопасный способ избежать необратимого повреждения игрушки — это отрезать резиновые выступы, которые надежно удерживают ручки на месте в режиме автомобиля. Отрезание выступов было единственным последовательным решением для предотвращения поломки, которое Hasbro фактически сделало для последующего использования скульптуры.
• Первоначальная производственная партия Generations Thrilling 30 Полозья автоботов класса Deluxe поставлялись с неправильно собранными набедренными частями; замена частей требует осторожности, так как шаровые шарниры, соединяющие промежность с ногами, имеют тенденцию ломаться под нагрузкой. Последующие поставки фигурки были собраны правильно.
• Лидер-класс Поколения Джетфайр и его различные переделки имеют очень маленькие петли на стойке, которая образует гульфик. У них есть металлические штифты, удерживающие их на месте, и из-за углов соседних частей, используемых для фиксации на месте, эти соединения испытывают большую нагрузку во время трансформации. Штифты также имеют тенденцию смещаться, так что шероховатая текстура одного конца одновременно удерживает и стойку, и деталь, с которой она соединяется, что требует дополнительной силы для перемещения, если ее не исправить.
• Combiner Wars Соединение Silverbolt для развертывания головы Супериона подвержено поломке, это было исправлено для версии формы Scattershot.
• Unite Warriors Нижняя передняя часть талии Motormaster может сломаться из-за закручивающегося коричневого пластика и очень тугой талии.
• Пластмассовые детали Шедевр Храповики нижнего коленного сустава Оптимуса Прайма (MP-44) создают нагрузку во время движения и в конечном итоге ломаются.

Руки со следами стресса

Некоторые игрушки поставляются с ручным оружием, которое слишком велико для их рук. Для рук в форме «сжатого кулака» с отверстиями для оружия это не такая большая проблема; это становится еще более проблематичным с недавним введением полуоткрытых рук с круглыми полостями для оружия. Скульптурные «суставы» пальцев, выровненные по прямой линии, являются очевидным слабым местом:

• Руки Месть падших 9Дубинка 1892 года (и его переделки / переделки) могут быть подвержены следам напряжения и даже поломке из-за размера рукоятки катаны, хотя мягкий пластик, используемый для меча, помогает несколько смягчить это. (Вместо этого вы, вероятно, закончите тем, что пальцы проделают зазубрины на мече.)
• Анимированный Большие пальцы Праула могут легко сломаться, если вы слишком много раз вставите ему в руки ручку светофора/цепа. Если заставить его держать струну только во время игры, это может предотвратить это, но это оставит Проула без надежного захвата оружия.
• Анимированный Большие пальцы Арси могут сразу отломиться из-за толщины рукояток ее мечей.
• Оба Transformers: Reveal the Shield «Лазер» Оптимус Прайм и Рэк-Гар склонны к появлению следов стресса на руках после того, как им вставили оружие ближнего боя всего несколько раз.

Поломка прозрачного пластика

Полупрозрачный и прозрачный пластик имеет тенденцию быть заметно более хрупким, чем непрозрачный АБС-пластик, используемый для большинства игрушек. Это становится проблемой, если пластик используется в части, которая должна выдерживать регулярные нагрузки, такие как суставы, и может даже усугубляться с возрастом. Обычный особенно для Игрушки на основе Diaclone , которые имеют шарнирные детали из прозрачного пластика, которые очень хорошо известны тем, что ломаются или ломаются.

• Крыша Проула 1-го поколения особенно подвержена этой проблеме.
• В ряде игрушек Beast Machines , таких как Deluxe Optimus Primal и Skydive, используется прозрачный пластик для плотных соединений. Они обычно ломаются без осторожного использования.
• 2001 Замаскированные роботы Прозрачные пластиковые двери автомобиля Prowl крепятся на шаровых шарнирах. К сожалению, прозрачный пластик обычно недостаточно податлив, чтобы выдерживать постоянное давление, и имеет тенденцию ломаться, особенно если дверь случайно выпадает из соединения.
• Соединение, которое соединяет лобовое стекло с задней частью некоторых ранних версий фильма «Вояджер», были сделаны из прозрачного пластика, что приводило к многочисленным поломкам. Более поздние выпуски исправили это, заменив материал шарнира на более прочный непрозрачный пластик.
• Десептикон Браул класса Делюкс из фильма использовал прозрачный пластик для своих механизмов автоморфа, которые часто ломались прямо из упаковки.
• Анимированная фигурка Мошенника 2008 года использует полупрозрачный пластик для плечевых и тазобедренных суставов, которые страдают от постоянных физических нагрузок и очень склонны к поломке. Из-за этого найти полностью неповрежденную копию фигурки очень сложно.
• Вышеупомянутый 2010 Трансформеры Открой щит Фигурка Рэк-Гара класса Делюкс также подвержена переломам в рогах шлема.
• Оба выпуска Jazz Power of the Primes 2017 года и Studio Series 2020 года имели корпуса транспортных средств, отлитые из полупрозрачного пластика, окрашенного в белый цвет, которые, как было обнаружено, неизбежно ломаются со временем, даже если они не трансформируются.

Нижний клей

Некоторые игрушки имеют детали, прикрепленные к остальной части игрушки не штифтами, винтами, шарнирами или распорками, а с помощью клей . В зависимости от качества клея это может привести к легкой поломке.

• Binaltech Боковые зеркала Prowl приклеены к дверям. Попытка открыть дверь, потянув за зеркало, может легко привести к тому, что зеркало отломится.
• Титановая серия Синие сегменты ветрового стекла Prowl крепятся с помощью довольно своеобразного эластичного клея, который со временем расширяется и отклеивается от сегментов ветрового стекла в более теплом климате. К счастью, никаких необратимых повреждений не наносится. Бедный Проул никак не может передохнуть.
• Bumblebee Speed ​​Series Camaro Bumblebee Руки несколько склонны к поломке из-за легкого нанесения клея.
• Некоторые образцы Generations Selects Cromar имеют плохо склеенные головки, в результате чего при попытке повернуть их голова раскалывается пополам и отваливается. Так как поворот головы на 180 градусов является шагом трансформации этой формы… да.

Ссылки

1. ↑ Покажите Shield Wreck-Gar с особенно плохо соединенными плечами на Seibertron.com.

Электричество | Бесплатный полнотекстовый | Концепция прототипов высокочастотных силовых планарных трансформаторов на основе платформы FabLab

1. Введение

В течение нескольких лет планарные трансформаторы постепенно заменяют традиционные высокочастотные (ВЧ) трансформаторы во встроенных системах и электромобилях. Планарные компоненты обладают многими преимуществами, такими как эффективность, удельная мощность, небольшой размер и меньший вес, а также хорошие тепловые характеристики [1,2,3].

Планарные трансформаторы обычно изготавливаются из печатной платы (PCB) или обмоток из медной фольги в сочетании с низкопрофильным магнитным сердечником. Даже если обмотки печатных плат имеют много преимуществ с точки зрения индустриализации (технологичность, снижение затрат, воспроизводимость), изготовление прототипов многослойных печатных плат трансформаторов является сложным и требует специальных машин, технологий и времени инженеров. В этом случае прототипы плоских компонентов трудно представить, они дороги и требуют субподряда со специалистами. Этот недостаток не был так важен при разработке ВЧ-трансформаторов. Для силовых планарных компонентов медная фольга также может быть интересным решением для обмоток трансформатора. Что касается прототипов, то с такой технологией в сочетании с появлением производственных лабораторий (FabLab) почти повсеместно [4] изготовление прототипов планарных трансформаторов становится более осуществимым в приемлемые сроки с философией концепции «сделай сам» (DIY).

Для решения этой проблемы был разработан полный процесс создания прототипов планарных трансформаторов. Этот процесс подходит для любого FabLab и создает возможности для быстрой разработки доступных компонентов. Таким образом, в этой статье представлен полный процесс создания прототипов планарных трансформаторов на основе инструментов, которые можно найти в FabLab. На основе электрических спецификаций планарный трансформатор спроектирован, задуман в FabLab и протестирован с использованием специального силового электронного оборудования.

Документ организован следующим образом: В разделе 2 проводится введение в мир FabLabs. В разделе 3 перечислены технические соображения, касающиеся особенностей конструкции планарного трансформатора. Затем выполняется полная конструкция планарного трансформатора на основе моделей из литературы и анализа методом конечных элементов (МКЭ). В разделе 4 описан полный процесс изготовления прототипа планарного трансформатора из медной фольги. Основное внимание уделяется ключевым моментам и трудностям, возникшим при разработке прототипа. В разделе 5 планарный прототип тестируется и характеризуется для проверки его функционирования. Наконец, процесс обсуждается и выделяются возможные улучшения.

2. FabLab

Первые FabLabs были открыты в 2000-х годах. Эти лаборатории занимаются созданием с открытым исходным кодом, совместным созданием и местным производством [5] на основе современного оборудования и программного обеспечения. В 2016 г. упоминалось 490 FabLabs в 72 странах [5]. В 2018 году это число достигло 650 в 80 странах [6] и продолжает быстро расти. Это привело к всемирной сети производственных лабораторий, где почти все можно сделать где угодно [4]. FabLabs созданы для прототипирования, создания, обучения, встреч и участия в сообществе разработчиков [7]. Многие университеты создали свои собственные FabLab, чтобы сформировать новое поколение высокотехнологичных разработчиков, ориентированных на FabLab [8].

Появление FabLabs связано с развитием новой философии концепции, а также появлением новых практических инструментов, таких как 3-D принтеры; 3D-печать, также называемая аддитивным производством, состоит из машин, которые могут добавлять материал слой за слоем для создания объекта из моделей 3D CAD (автоматизированного проектирования). Эта актуальная тема касается многих областей применения от микросистем [9] до аэрокосмической и автомобильной промышленности [10], а также образования [11]. В 2020 году, во время кризиса в области здравоохранения, сообщество производителей, FabLabs и 3D-печать сыграли важную роль в производстве средств индивидуальной защиты и запасных частей для вентиляторов, которые не могли удовлетворить обычные поставщики [12,13,14]. Что касается силовой электроники, технология 3D-печати теперь применяется к магнетизму, имея дело с 3D-печатными индукторами с воздушным сердечником [15], планарными индукторами малой мощности [16], обмотками с формованным профилем [17], охлаждающими ребрами для плоских индукторов [15]. 18] и беспроводной системы передачи энергии [19].].

В FabLab (рис. 1), задействованном в этом исследовании, установлены лазерный резак, четыре типа 3D-принтеров, фрезерный станок, дровосек, вышивальщик, швейная машина и другие более классические инструменты, которые можно найти в электронных лабораториях. и цеховое производство.

3. Технологические аспекты прототипа высокочастотного (ВЧ) планарного трансформатора

3.1. Планарный трансформатор: печатная плата (ПП) и медная фольга

Обмотки планарного трансформатора могут быть изготовлены из печатной платы (жесткая или гибкая технология), медной фольги и, реже, из литцендрата [20, 21, 22, 23, 24, 25]. Технология печатных плат является наиболее распространенной, предлагая множество преимуществ, таких как массовое производство, повторяемость, надежность или низкая индуктивность рассеяния [26]. Планарные трансформаторы на печатных платах могут быть подключены как автономные или встроенные в преобразователь на печатной плате для экономии места [27] или для увеличения интеграции мощности. С другой стороны, основным недостатком планарных трансформаторов на печатных платах являются их паразитные емкости [23], которые могут вызывать проблемы с электромагнитными помехами (ЭМП). Другие ограничения касаются затрат, особенно в случае прототипов, и технологических ограничений, связанных с производственными возможностями.

При использовании технологии печатных плат медные дорожки представляют собой реальную проблему. Действительно, толщина меди для печатных плат ограничена стандартными значениями: 17,5 мкм, 35 ​​мкм, 70 мкм, 105 мкм, 210 мкм и 435 мкм. Из-за этих малых значений параллельные слои необходимы для передачи сильноточных значений силовой электроники. Как следствие, переходные отверстия необходимы для соединения разных слоев одной и той же обмотки. Соединения между слоями — известная проблема для многослойных печатных плат. Это может увеличить стоимость, а также эквивалентное сопротивление дорожки и может привести к возникновению горячих точек, особенно на ВЧ.

Технология PCB Flex позволяет уменьшить количество переходных отверстий в обмотках. Гибкая печатная плата подходит для трехмерной силовой электроники [28]. Даже если он больше подходит для средних серий и прототипов, чем традиционная многослойная печатная плата, медные дорожки Flex PCB не оптимальны в случае высокочастотных электронных магнитных компонентов [21,22]. Такие обмотки больше предназначены для маломощных ВЧ-трансформаторов или специальных устройств, таких как гибкие трансформаторы [29].

Что касается индуктивности рассеяния, расстояние между слоями печатной платы и чередование для снижения ВЧ потерь в меди являются факторами, ограничивающими значения индуктивности рассеяния [26]. Для некоторых преобразователей, работающих в режиме мягкого переключения, интересно увеличить значение утечки трансформатора, чтобы избежать использования дополнительной индуктивности [30]. С планарным трансформатором на печатной плате это увеличение ограничено технологическими ограничениями печатных плат и традиционными доступными сердечниками.

Для планарного силового высокочастотного трансформатора обмотки из медной фольги кажутся интересной альтернативой обмоткам из печатных плат. Можно выделить некоторые преимущества:

• Толщина медных дорожек не ограничена. Проводники большего размера могут быть выбраны, чтобы ограничить или, по крайней мере, уменьшить сложные параллельные слои по отношению к глубине поверхностного слоя, что является проблематичным. Кроме того, первичная и вторичная толщины могут быть легко установлены на разные значения.

• Расстояние между слоями также может быть установлено на разные значения, укладывая изолированные слои друг на друга. Изоляционный материал также может быть выбран по-разному в зависимости от слоев.

• Значения утечки можно увеличить, разместив первичную и вторичную обмотки или вставив материал из феррит-полимерного композита (FPC) между слоями, например C350 [31].

В качестве основного недостатка необходимо хорошо продумать связи между слоями на этапе проектирования.

3.2. Технические характеристики прототипа трансформатора

Планарный трансформатор, разработанный в этом исследовании, предназначен для авиационного применения для более электрического самолета (MEA) [3]. Он предназначен для силового преобразователя постоянного тока с двойным активным мостом (DAB) мощностью 2 кВт [32]. Принципиальная схема представлена ​​на рис. 2. Электрические характеристики ЦЗР приведены в табл. 1.

Из-за приложения прототип должен быть легким. С точки зрения целевого проекта максимальное повышение температуры зафиксировано на уровне ΔT = 120 °C при температуре окружающей среды 20 °C и отсутствии охлаждающего устройства (теплопередача за счет естественной конвекции). Индуктивность рассеяния не является ключевым параметром для этой конструкции. Его значение может быть низким. Действительно, дополнительная катушка индуктивности используется для получения максимальной последовательной индуктивности DAB, необходимой для передаточной функции (1):

где φ — фазовый сдвиг между первичным и вторичным мостами, В _HVDC и V _LVDC — это напряжения преобразователя DAB (рис. 2), а L _DAB — максимально допустимое значение индуктивности DAB, установленное на 100 мкГн.

3.3. Конструкция и описание трансформатора

Магнитопровод выбирается на основе метода площади продукта [33]. С помощью этого метода произведение A _p (2) площади окна A _w и поперечного сечения жилы A _c выражается как функция мощности и других электрических характеристик:

где P _max — максимальная мощность, K _f — коэффициент формы волны, K _r — коэффициент заполнения окна, B _m — плотность потока, f _s — частота переключения и J _w — плотность тока.

Исходя из проектных спецификаций, приведенных в [3], рассчитывается необходимая площадь изделия: A _p = 54 000 мм ⁴ . По этому значению выбирается магнитопровод, объединение Е-образной формы Е64 с пластиной PLT64 [34]. Действительно, их комбинация имеет площадь продукта 57 600 мм 9 .1664 4 . Выбран ферритовый материал 3C90.

Что касается обмоток, ограничение индуктивности рассеяния и потерь в меди приводит к решению с полным чередованием между первичным и вторичным слоями. Затем обмотки разделены на 9 проводящих слоев медной фольги (рис. 3а). Количество витков для первичной обмотки установлено равным N _p = 20: четыре слоя с пятью витками, соединенными последовательно. Вторичная содержит только один виток (N _s = 1): пять слоев одного витка, соединенных параллельно. Таким образом, коэффициент трансформации равен 0,05. Толщины первичного и вторичного слоев задаются по-разному: 200 мкм для первичного и 350 мкм для вторичного. Как упоминалось ранее, такую ​​толщину трудно реализовать с помощью технологии печатных плат, сохраняя при этом постоянную толщину изоляционного слоя. Первичная и вторичная ширина дорожки устанавливается в соответствии с требованиями плотности тока.

Размеры и расположение обмоток представлены на рис. 3а. На рис. 3b показана полная 3-D модель FEA, созданная с помощью ANSYS Maxwell 3D [35]. На этих рисунках утепление каптоновыми листами между слоями не показано.

Индуктивность намагничивания регулируется с учетом зазора 225 мкм между тремя ветвями планарного сердечника Е и пластинчатого. При этом значении зазора индуктивность намагничивания (3) должна быть 0,53 мГн:

где N _p — основной номер витка и A _L – коэффициент индуктивности ферритового сердечника.

Индуктивность рассеяния рассчитывается по модели, подробно описанной в [36]. Расчетное значение от первичной обмотки L _lk = 4,45 мкГн.

В ВЧ трансформаторе общая формула для расчета потерь в меди в обмотке:

где R _DC — сопротивление постоянному току, I _DC — постоянный ток, R _AC — сопротивление переменному току в зависимости от частоты, I _rms — среднеквадратичное значение каждой гармоники тока, а n — порядок гармоники.

В примере проекта постоянная часть тока равна нулю. R _AC оценивается на основе модели Доуэлла [37] для первичной обмотки и модели Феррейры [38] для вторичной обмотки. Обе применяемые модели различны для первичной и вторичной обмотки из-за разницы коэффициентов пористости обмотки. Для первичной школы последний оценивается в 0,73, а для вторичной – 0,51. С учетом основной гармоники тока и первых четырех гармоник (3-й, 5-й, 7-й и 9-й) потери в меди оцениваются в 21,1 Вт. Для сравнения, потери в меди только из-за основной гармоники тока составляют 20,3 Вт9.— пиковая плотность потока, T — температура.

По этой формуле при температуре окружающей среды 25 °C и пиковой плотности потока 100 мТл потери в сердечнике составляют 4,84 Вт. Этот расчет соответствует наихудшему случаю потерь в сердечнике. Мягкие ферритовые материалы обычно оптимизированы для обеспечения низких потерь в диапазоне температур от 80 °C до 100 °C.

В [40] Маклайман приводит выражение для расчета повышения температуры в магнетиках:

где ΔT — повышение температуры, At — эффективная площадь поверхности в см ² , а PΣ — полная рассеиваемая мощность.

На основании (6) тепловое сопротивление трансформатора принимает вид:

Наконец, значения потерь в меди и сердечнике приводят к расчетной повышенной температуре ΔT = 106,1 °C с тепловым сопротивлением R _th = 4,09 °C/Вт. для планарного сердечника E/PLT64.

4. Достижение прототипа в среде FabLab

На основе платформы FabLab в настоящее время разработан прототип, описанный в предыдущем разделе. После обзора процесса подробно описывается каждый шаг с указанием трудностей и мер предосторожности, которые необходимо предпринять для получения хорошего и функционального трансформатора.

4.1. Обзор производственного процесса

На рис. 4 представлен обзор процесса со всем необходимым оборудованием. Во-первых, все элементы моделируются с помощью программного обеспечения Onshape [41]. Затем числовые файлы передаются в специальные инструменты, которые позволяют изготавливать различные части трансформатора: медные обмотки для первичных и вторичных блоков, изоляционный каптон и надстройки для сборки деталей. Наконец, все эти элементы собраны вместе на плоском магнитопроводе.

4.2. Производство деталей

Производство различных частей планарного трансформатора можно разделить на три этапа:

• Медные обмотки: после проектирования формы медные дорожки первичной и вторичной обмотки вырезаются с помощью станка с числовым программным управлением (ЧПУ) Stepcraft 420 СК [42]. На рис. 5 показан процесс фрезерования двух первичных слоев. Во время этого процесса регулярно распыляется смазка. Это дает два преимущества: охлаждение во время сверления и отсутствие зависания медных опилок. Как следствие, срок службы сверла увеличивается. Затем концы медных дорожек окрашиваются, чтобы облегчить соединение между слоями. Наконец, слои обмотки готовы к сборке. Можно заметить, что все вторичные дорожки идентичны из-за параллельной намотки. Наоборот, первичные слои различны, чтобы сделать возможными последовательные соединения между слоями.

• Изоляция из каптона: изоляция между слоями выполнена из каптоновой пленки. Элементарные слои каптона толщиной 75 мкм затем вырезаются с использованием станка для лазерной резки Trotec Speedy 400 [43] с учетом размера магнитного сердечника и центральной ножки. Расстояния между слоями обмотки будут задаваться добавлением большего или меньшего количества этих элементарных слоев.

• Дополнения: для сборки прототипа трансформатора необходимо разработать некоторые дополнительные элементы. Во-первых, зажимы из плексигласа и центрирующие штифты вторичной обмотки должны быть вырезаны с помощью станка для лазерной резки. Все эти элементы изготовлены из полиметилметакрилата (ПММА). Во-вторых, зажимы и прокладка центральной стойки печатаются в 3D [44]. Они изготовлены из полимолочной кислоты (PLA). Зажимы используются для удержания обеих частей магнитопровода вместе, в то время как прокладка центрального плеча используется для центрирования и удаления первичной обмотки от центрального плеча сердечника.

4.3. Операции сборки

После того, как все детали изготовлены, все собирается слой за слоем (рис. 6).

• Шаг 1: Цоколь, включая нижние зажимы и центрирующие штифты, устанавливается вокруг сердечника Е-части.

• Шаг 2: Добавляются изоляционные слои из каптона. Толщина изоляции регулируется добавлением более или менее элементарных слоев.

• Шаг 3: Первый вторичный слой позиционируется с помощью центрирующих штифтов.

• Шаг 4: Добавление каптоновых слоев.

• Шаг 5: Добавляется первая первичная обмотка. Как видно на рисунке 6, выводы первичной обмотки расположены с противоположной стороны от вторичной обмотки. Самый большой из них соответствует контактному штырю обмотки, а самый маленький, расположенный рядом с ферритовым сердечником, используется для соединения этого слоя со следующим. Центрирование первичной обмотки обеспечивается регулировочной прокладкой центрального плеча, которая фиксирует ее положение.

• Этап 6: Происходит укладка, чередование изоляционных слоев, слоев вторичной обмотки и первичных слоев в соответствии с расположением, представленным на рисунке 3a. На этом этапе необходимо припаять слои первичной обмотки для установки 20 витков обмотки.

• Шаг 7: Когда добавлен последний вторичный слой, укладка почти завершена. Некоторые изолирующие слои вставляются перед магнитным сердечником, чтобы закрыть его ферритовой частью сердечника PLT. Воздушный зазор настраивается добавлением каптона между сердечниками E и PLT. Затем верхняя сторона плексигласовых зажимов прикручивается к нижней, чтобы зафиксировать стопку слоев. Зажимы затягиваются вокруг магнитопровода, а цоколь с центрирующими штифтами удаляется.

Полученный окончательный прототип представлен на рисунке 7. Этот прототип планарного трансформатора мощностью 2 кВт весит 295 г при объеме менее 0,1 л.

Было бы интересно сравнить полученный трансформатор с компонентами, которые можно найти в каталог производителя. Это сравнительное сравнение довольно сложно осуществить, поскольку ВЧ-трансформатор обычно проектируется для конкретных электрических ограничений и систем охлаждения. Затем сравнение должно быть сделано с теми же характеристиками, чтобы быть подходящим.

В нашем случае трансформатор рассчитан на работу без системы охлаждения (теплообмен за счет естественной конвекции). Как следствие, объем и вес прототипа выше, чем у другого трансформатора с такой же мощностью, напряжением, частотой и системой охлаждения. Однако в целом производитель Payton дает от 10 до 15 г на 100 Вт [45] для своего планарного трансформатора. При этом разработанный прототип соответствует их компонентам.

5. Проверка прототипа: характеристика и испытания

В этом разделе прототип характеризуется и тестируется, чтобы подтвердить его хорошее функционирование.

5.1. Характеристика слабых сигналов на основе измерений импеданса

Характеристика выполняется с помощью анализатора импеданса HP4294A [46]. Четыре измерения с обрывом и коротким замыканием показаны на рис. 8. Полученные импедансы типичны для ВЧ-трансформатора. Этот первый шаг характеристики позволяет нам сделать вывод, что прототип работает как трансформатор. Параметры эквивалентной схемы (рисунок 9) извлекаются из этих измерений [47]. Можно отметить, что паразитный емкостной эффект не показан на рисунке 9. В таблице 2 измеренные значения некоторых параметров сравниваются с теоретическими. Для большей точности сопротивления постоянному току измеряют микроомметром СА 6250 [48].

Эти измерения согласуются с теоретическими, за исключением низкочастотной индуктивности рассеяния первичной обмотки. Действительно, теоретическое значение, рассчитанное с помощью [36], равно L _lk = 4,45 мкГн, в то время как измерено L _{lk_meas} = 16 мкГн. Эту разницу можно объяснить коротким замыканием (рис. 10а), используемым в процессе характеристики [49]. Что касается порядка величины импеданса вторичной обмотки, медный проводник короткого замыкания длиной 3,2 см добавляет около 32 нГн, т. е. 10 нГн на сантиметр, к индуктивности рассеяния вторичной обмотки. Вычитание этого значения (L _sc ) из измеренного первичного значения приводит к постоянному значению низкочастотной утечки:

Это отсутствие точности также может быть связано с ручным процессом сборки, который препятствует точному позиционированию слоев.

Сопротивление переменному току в зависимости от частоты показано на рис. 10b. Для частоты ниже 1 МГц эти измерения согласуются с моделированием методом конечных элементов, выполненным с помощью Ansys [35].

5.2. Тепловая характеристика с измерением мощности холостого хода и короткого замыкания

Для определения тепловых характеристик трансформатора с инвертором на 100 кГц было проведено четыре испытания мощности. Для каждого теста распределение температуры получают с помощью тепловизионной инфракрасной камеры Fluke Ti95 [50]. Также представлены электрические сигналы.

5.2.1. Испытание на разомкнутую цепь

На первичный планарный трансформатор подается прямоугольное напряжение (±400 В) от мостового инвертора (рис. 11). Потери в основном основные и их можно оценить в 4,6 Вт. Температура активной зоны близка к 43 °С при температуре окружающей среды 23,3 °С.

5.2.2. Испытание на короткое замыкание

Для этого испытания (рис. 12) напряжение снижают до 40 В. Во вторичной обмотке ток достигает 100 ампер. Измеренные потери, в основном медные, составляют 23,7 Вт. Повышение температуры 76,9°С при температуре окружающей среды 23,4 °С. На рис. 12а видны горячие точки вблизи вторичных окончаний. Из-за значения тока и параллельных вторичных слоев этой обмотке следует уделить особое внимание. Чтобы решить эту проблему, пайка концевых выводов должна выполняться материалом с высокой проводимостью.

5.2.3. Нагрузочные тесты

В итоге были проведены два нагрузочных теста. Для этих испытаний выход планарного трансформатора подключается к выпрямителю и переменному резистору.

Первое испытание под нагрузкой (рис. 13) выполняется с резистивной нагрузкой 1 кВт. Первичное среднеквадратичное напряжение составляет 350 В, а вторичный ток — 53,9 А. Полученная температура составляет 59,6 °C при температуре окружающей среды 21,4 °C. Несмотря на то, что нагрузка составляет половину номинальной мощности, небольшой рост температуры подтверждает способность трансформатора передавать мощность свыше 1 кВт в условиях естественной конвекции.

Второе нагрузочное испытание (рис. 14) выполняется с резистивной нагрузкой, замкнутой на номинальную мощность. Первичное среднеквадратичное напряжение составляет 400 В, а вторичный ток — 90,4 A. Полученная температура составляет 121,7 °C при температуре окружающей среды 23,9 °C. Повышение температуры подтверждает способность трансформатора передавать эту мощность. Этот результат согласуется с повышением температуры, рассчитанным в разделе 3.3. Однако можно сделать два замечания: во-первых, измеренная тепловизионной камерой температура сомнительна и не столь точна, в частности, для температуры обмоток. Использование термопар может позволить проводить более точные измерения. Во-вторых, при такой температуре пришлось бы использовать вентилятор, чтобы обеспечить нормальную работу в стационарных условиях. Такая система охлаждения увеличит срок службы трансформатора.

5.3. Комментарии к измерениям и процессу

Результаты измерений показывают, что проектный трансформатор находится в рабочем состоянии. Его параметры близки к тем, которые оцениваются с помощью аналитических расчетов и моделирования методом конечных элементов. Тем не менее, теоретическое значение индуктивности рассеяния слишком далеко от измерения. Этот параметр необходимо исследовать. Это отсутствие точности может быть частично связано с процессом ручной сборки, который не позволяет сформировать точное позиционирование слоев. Однако, как указано в [49], эта разница также может быть связана с процессом характеристики, который необходимо пересмотреть. При таком понижающем трансформаторе с большими значениями тока на выходе точные измерения затрудняют характеризацию вторичных обмоток.

Описанный процесс FabLab привел к созданию прототипа функционального планарного трансформатора из медной фольги. По сравнению с технологией планарного трансформатора с многослойной печатной платой, такой прототип имеет такие преимущества, как меньшая сложность соединений обмоток, другая и большая толщина медного слоя и более регулируемое расстояние между обмотками, а также потенциальное добавление магнитного слоя FPC.

Прототип был разработан с использованием только инструментов и машин, которые можно найти в традиционном FabLab. При таком подходе изготовление планарного трансформатора становится доступным практически каждому, не прибегая к сложным, дорогим и специфическим многослойным станкам для изготовления печатных плат. Конечно, можно отметить, что процесс посвящен только силовым прототипам. Действительно, в более низком диапазоне мощностей решения на основе печатных плат приемлемы и более реализуемы в лаборатории. Кроме того, время процесса для каждого этапа концепции немаловажно и не заполняет среднесерийное производство. Для автоматизированного массового производства наиболее привлекательным решением остаются силовые планарные трансформаторы из многослойных печатных плат.

Что касается усовершенствований методологии, изолированные слои могут быть склеены для повышения механической прочности. Для этого требуется клей, который выдерживает рабочие температуры с хорошим коэффициентом теплового расширения. В обмотки также можно добавить хороший теплопроводный материал для улучшения тепловых характеристик силового планарного трансформатора.

На данном этапе может быть интересно исследовать старение такого планарного трансформатора, как в [51]. Действительно, медные обмотки и каптоновая изоляция могут быть подвержены перегреву, как показано на рисунках 13 и 14, что может повлиять на надежность и срок службы планарного трансформатора. Воздействие такого трансформатора на окружающую среду также можно учитывать при проведении исследования экологических параметров. Результаты можно сравнить с экологическим воздействием технологии на основе планарных печатных плат [52].

6. Выводы

В этой статье шаг за шагом описан процесс создания прототипа планарного высокочастотного силового трансформатора с медной фольгой на основе машин и инструментов, которые можно найти в FabLab. Каждый элементарный слой (медные обмотки, изолирующий каптон), а также надстройки сначала реализуются независимо, а затем укладываются и собираются вместе. Основное внимание уделяется трудностям и хитростям, позволяющим реализовать функциональный планарный преобразователь. Спроектирован, разработан и охарактеризован с помощью анализатора импеданса прототип планарного трансформатора мощностью 2 кВт. Тепловые измерения также выполняются с помощью полномостового преобразователя мощности ВЧ. Затем обсуждаются метод и результаты, чтобы выделить ограничения и улучшения предлагаемого процесса.

Вклад авторов

Концептуализация, S.T., J.-S.N.T.M. и Р.Б.; методология, С.Т., Ж.-С.Н.Т.М. и Р.Б.; валидация, X.M., J.-S.N.T.M. и Р.Б.; расследование, X.M., J.-S.N.T.M. и Р.Б.; написание — первоначальная черновая подготовка, X.M.; написание — обзор и редактирование, С.Т., Х.М., Дж.-С.Н.Т.М., Р.Б.; администрирование проекта, X.M. и П.Л.М. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование не получило внешнего финансирования.

Заявление Институционального контрольного совета

Неприменимо.

Заявление об информированном согласии

Неприменимо.

Заявление о доступности данных

Данные, представленные в исследовании, доступны в статье.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Quirke, MT; Барретт, Дж. Дж.; Хейс, М. Технология планарных магнитных компонентов — обзор. IEEE Trans.Compon. Производство гибридов. Технол. 1992 , 15, 884–892. [Google Scholar] [CrossRef]
2. Оуян, З.; Андерсен, М.А.Э. Обзор планарной магнитной технологии – основные свойства. IEEE транс. Силовой электрон. 2014 , 29, 4888–4900. [Google Scholar] [CrossRef]
3. Нгоуа, Т.; Магамбо, Дж. С.; Бакри, Р.; Маргерон, X .; Ле Муань, П.; Маэ, А .; Гуген, С.; Бенсала, Т. Плоские магнитные компоненты в более электрических самолетах: обзор технологии и основных параметров электронного преобразователя мощности постоянного тока в постоянный. IEEE транс. трансп. Электриф. 2017 , 3, 831–842. [Google Scholar] [CrossRef]
4. Беттс, Б. Возвращение фабрики домой [Manufacturing Personal]. англ. Технол. 2010 , 5, 56–58. [Google Scholar] [CrossRef]
5. Редлих Т.; Буксбаум-Конради, С.; Басмер-Биркенфельд, С.-В.; Мориц, М.; Кренц, П.; Осунёми, Б.Д.; Вульфсберг, Дж. П.; Хойбишль, С. OpenLabs — Микрофабрики с открытым исходным кодом, улучшающие идею FabLab. В материалах 49-й Гавайской международной конференции по системным наукам (HICSS) 2016 г., Колоа, Гавайи, США, 5–8 января 2016 г.; стр. 707–715. [Академия Google] [CrossRef]
6. Фиади, Дж.; Мохаммед, С. Fab Labs: платформа для инноваций и экстремальной автоматизации. ИТ проф. 2018 , 20, 83–90. [Google Scholar] [CrossRef]
7. Стивенсон, М.К.; Доу, Д.Э. Платформа сообщества FabLab: приложения и последствия в биомедицинской инженерии. В материалах 36-й ежегодной международной конференции IEEE Engineering in Medicine and Biology Society 2014 г., Чикаго, Иллинойс, США, 26–30 августа 2014 г.; стр. 1821–1825. [Академия Google] [CrossRef]
8. «> Ангрисани, Л.; Арпайя, П.; Бонаволонта, Ф.; Ло Мориелло, Р.С. Академические FabLabs для индустрии 4.0: опыт Неаполитанского университета имени Федерико II. Инструмент IEEE. Изм. Маг. 2018 , 21, 6–13. [Google Scholar] [CrossRef]
9. Жендро, Д.; Моханд-Усаид, А .; Ружо, П.; Ракотондрабе, М. 3D-печать: многообещающая технология для проектирования трехмерных микросистем. В материалах Международной конференции по манипулированию, автоматизации и робототехнике в малых масштабах (MARSS) 2016 г., Париж, Франция, 18–22 июля 2016 г.; стр. 1–5. [Академия Google] [CrossRef]
10. Лим, CWJ; Ле, KQ; Лу, В.; Вонг, Ч.Х. Обзор 3D-печати в производстве, аэрокосмической и автомобильной промышленности. IEEE Potentials 2016 , 35, 18–22. [Google Scholar] [CrossRef]
11. Дале Р.; Расель, Р. Трехмерная печать как эффективный образовательный инструмент для проектирования и изготовления МЭМС. IEEE транс. Образовательный 2016 , 59, 210–215. [Google Scholar] [CrossRef]
12. Фиорилло, Л.; Леанза, Т. Мировые 3D-принтеры против нового коронавируса. Протез 2020 , 2, 87–90. [Google Scholar] [CrossRef]
13. Тарфауи, М.; Нахтане, М .; Года, И.; Куреши, Ю.; Benyahia, H. 3D-печать для восполнения нехватки средств индивидуальной защиты, вызванной пандемией COVID-19. Материалы 2020 , 13, 3339. [Google Scholar] [CrossRef]
14. Рендеки, С.; Надь, Б .; Бене, М.; Пентек, А .; Тот, Л.; Санто, З .; Рассказал, Р .; Мароти, П. Обзор средств индивидуальной защиты (СИЗ), изготовленных с использованием технологий аддитивного производства в эпоху COVID-19Пандемия. Polymers 2020 , 12, 2703. [Google Scholar] [CrossRef]
15. Liang, W.; Раймонд, Л.; Ривас, Дж. Катушки индуктивности с воздушным сердечником, напечатанные на 3D-принтере для высокочастотных преобразователей мощности. IEEE транс. Силовой электрон. 2016 , 31, 52–64. [Google Scholar] [CrossRef]
16. Ян Ю.; Дин, К.; Нго, КДТ; Мэй, Ю .; Лу Г. Аддитивное производство плоского индуктора для силовой электроники. Материалы Международного симпозиума по интеграции и производству трехмерной силовой электроники (3D-PEIM) 2016 г., Роли, Северная Каролина, США, 13–15 июня 2016 г.; стр. 1–16. [Академия Google] [CrossRef]
17. Симпсон, Н.; Тайге, К.; Меллор, П. Проектирование обмоток фасонного профиля с высокими характеристиками для аддитивного производства. В материалах Конгресса и выставки IEEE по преобразованию энергии (ECCE) 2019 г., Балтимор, Мэриленд, США, 29 сентября – 3 октября 2019 г.; стр. 761–768. [Google Scholar] [CrossRef]
18. Ю. З.; Ян, X .; Вэй, Г.; Ван, Л.; Ван, К.; Чен, В .; Вэй, Дж. Новый сильноточный планарный индуктор с охлаждающими ребрами на основе 3D-печати. IEEE транс. Силовой электрон. 2021 , 36, 12189–12195. [Google Scholar] [CrossRef]
19. «> Хоу, Т.; Сюй, Дж.; Элькхейзен, WS; Ван, CCL; Цзян, Дж.; Geraedts, JMP; Сонг, Ю. Дизайн 3D-системы беспроводной передачи энергии на основе 3D-печатной электроники. Доступ IEEE 2019 , 7, 94793–94805. [Google Scholar] [CrossRef]
20. Gunewardena, T.R. Соображения по проектированию изготовления планарных магнетиков. В материалах конференции по электроизоляции и конференции по производству электрооборудования и обмотке катушек, Роузмонт, Иллинойс, США, 25–19 сентября.97; стр. 309–311. [Google Scholar] [CrossRef]
21. Zumel, P.; Прието, Р.; Кобос, Дж. А.; Уседа, Дж. Сравнительное исследование технологии гибкой фольги в обмотках ВЧ планарных трансформаторов. В материалах 33-й ежегодной конференции специалистов по силовой электронике IEEE 2002 г., Кэрнс, Австралия, 23–27 июня 2002 г.; стр. 1248–1253. [Google Scholar] [CrossRef]
22. де Йонг, ECW; Феррейра, BJA; Бауэр, П. На пути к следующему уровню использования печатных плат в силовых электронных преобразователях. IEEE транс. Силовой электрон. 2008 , 23, 3151–3163. [Google Scholar] [CrossRef][Зеленая версия]
23. Сакет, Массачусетс; Шафии, Н .; Ordonez, M. LLC Преобразователи с планарными трансформаторами: проблемы и их решение. IEEE транс. Силовой электрон. 2017 , 32, 4524–4542. [Google Scholar] [CrossRef]
24. Чен М.; Арахчини, М .; Африди, К.К.; Ланг, Дж. Х.; Салливан, CR; Перро, Д.Дж. Системный подход к моделированию импедансов и распределения тока в плоской магнетике. IEEE транс. Силовой электрон. 2016 , 31, 560–580. [Google Scholar] [CrossRef]
25. Ван Ю.; Руденбург, Б.; Хаан, d.S.W.H. Сравнительное исследование трех концепций трансформаторов для сильноточных преобразователей с двойным активным мостом. В материалах 5-й Международной конференции по интегрированным системам силовой электроники, Нюрнберг, Германия, 11–13 марта 2008 г .; стр. 1–4. [Google Scholar]
26. Карстен, Б. В. Низкая индуктивность рассеяния планарных трансформаторов; факт или миф? В Proceedings of the APEC 2001, Sixteenth Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (кат. № 01Ch47181), Анахайм, Калифорния, США, 4–8 марта 2001 г.; стр. 1184–1188. [Академия Google] [CrossRef]
27. Плоские сердечники E. Доступно в Интернете: https://elna Magnetics.com/wp-content/uploads/library/Ferroxcube-Documents/Planar_E_Cores.pdf (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
28. Чен, К.; Хуанг, З .; Чен, Л.; Тан, Ю .; Канг, Ю .; Луо Ф. Гибкий трехмерный интегрированный SiC-полумостовой силовой модуль на основе печатных плат с трехсторонним охлаждением с использованием сверхнизкоиндуктивной гибридной корпусной структуры. IEEE транс. Силовой электрон. 2019 , 34, 5579–5593. [Google Scholar] [CrossRef]
29. Ho, GKY; Чжан, К.; Понг, B.M.H.; Хуэй, С.Ю.Р. Моделирование и анализ гибкого трансформатора. IEEE транс. Силовой электрон. 2016 , 31, 6450–6460. [Google Scholar] [CrossRef]
30. Tan, W.; Маргерон, X .; Тейлор, Л.; Идир, Н. Аналитический расчет индуктивности рассеяния для плоских компонентов со слоями рассеяния. IEEE транс. Силовой электрон. 2016 , 31, 4462–4473. [Google Scholar] [CrossRef]
31. TDK. Доступно в Интернете: https://www.tdk-electronics.tdk.com/en (по состоянию на 30 ноября 2020 г.).
32. Кералувала, Миннесота; Гаскойн, Р.В.; Диван, Д.М.; Бауманн, Э.Д. Характеристики производительности мощного преобразователя постоянного тока в постоянный с двойным активным мостом. IEEE транс. инд. заявл. 1992 , 28, 1294–1301. [Google Scholar] [CrossRef]
33. McLymnan, C.W.T. Глава 5 Компромиссы при проектировании трансформаторов. В Справочнике по проектированию трансформаторов и индукторов, 4-е изд.; CRC Press: Бока-Ратон, Флорида, США, 2011. [Google Scholar]
34. «> Ferroxcube. Доступно в Интернете: http://www.ferroxcube.com (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
35. Ансис. Доступно в Интернете: http://www.ansys.com (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
36. Маргерон, X.; Бесри, А .; Жаннин, П.; Керадек, Дж.; Пэрент Г. Полный аналитический расчет параметров статической утечки: шаг к оптимизации высокочастотного трансформатора. IEEE транс. инд. заявл. 2010 , 46, 1055–1063. [Google Scholar] [CrossRef]
37. Dowell, P.L. Влияние вихревых токов на обмотки трансформаторов. проц. Инст. электр. англ. 1966 , 113, 1387–1394. [Google Scholar] [CrossRef]
38. Феррейра, Дж.А. Улучшено аналитическое моделирование кондуктивных потерь в магнитных компонентах. IEEE транс. Силовой электрон. 1994 , 9, 127–131. [Google Scholar] [CrossRef]
39. Проект плоского силового трансформатора. Доступно в Интернете: http://ferroxcube. home.pl/appl/info/plandesi.pdf (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
40. Маклайман, C.W.T. Глава 6 Эффективность трансформатора-индуктора, регулирование и повышение температуры. В Справочнике по проектированию трансформаторов и индукторов, 4-е изд.; CRC Press: Бока-Ратон, Флорида, США, 2011. [Google Scholar]
41. Onshape. Доступно в Интернете: https://www.onshape.com/en/ (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
42. Степкрафт. Доступно в Интернете: https://www.stepcraft-systems.com/ (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
43. Тротек. Доступно в Интернете: https://www.troteclaser.com/en/ (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
44. Зортракс. Доступно в Интернете: https://zortrax.com/ (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
45. Пэйтон. Доступно в Интернете: https://www.paytongroup.com/ (по состоянию на 23 ноября 2021 г.).
46. «> Прецизионный анализатор импеданса Agilent 4294A. Доступно в Интернете: http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/04294-
    .pdf (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
    • Маргерон, X.; Керадек, Дж. П. Определение магнитной части эквивалентной цепи трансформаторов с n-обмоткой. IEEE транс. Инструм. Изм. 2007 , 56, 146–152. [Google Scholar] [CrossRef]
    • Шовен Арну. Доступно в Интернете: https://catalog.chauvin-arnoux.co.uk/uk_en/c-a-6255.html (по состоянию на 10 октября 2021 г.).
    • Скутт, Г.; Ли, ФК; Ридли, Р.; Никол, Д. Индуктивность рассеяния и эффекты завершения в мощной планарной магнитной структуре. В материалах конференции и выставки IEEE по прикладной силовой электронике 1994 г.-ASPEC’94, Орландо, Флорида, США, 13–17 февраля 1994 г.; стр. 295–301. [Академия Google] [CrossRef]
    • Ти95. Доступно в Интернете: https://www.myflukestore.com/ (по состоянию на 10 октября 2021 г. ).
    • Шен З.; Ван, Кью; Ван, Х. Анализ деградации планарных магнетиков. В материалах конференции и выставки IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC) 2020 г., Новый Орлеан, Луизиана, США, 15–19 марта 2020 г.; стр. 2687–2693. [Google Scholar] [CrossRef]
    • де Фрейтас Лима, Г.; Рахмани, Б.; Рио, М.; Лембей, Ю.; Кребье, Ж.-К. Экологический подход к планарному трансформатору в приложении с двойным активным мостом (DAB). анг 2021 , 2, 544–561. [Google Scholar] [CrossRef]

Рисунок 1. FabLab «Make» в Centrale Lille Institut.

Рис. 1. FabLab «Make» в Centrale Lille Institut.

Рисунок 2. Преобразователь с двойным активным мостом (DAB).

Рис. 2. Преобразователь с двойным активным мостом (DAB).

Рисунок 3. Планарный прототип: ( a ) окно трансформера; ( b ) модель трехмерного анализа методом конечных элементов (3-D FEA).

Рис. 3. Планарный прототип: ( a ) окно трансформера; ( b ) модель трехмерного анализа методом конечных элементов (3-D FEA).

Рисунок 4. Обзор процесса.

Рис. 4. Обзор процесса.

Рисунок 5. Фрезерование обмоток.

Рис. 5. Фрезерование обмоток.

Рисунок 6. Процесс сборки слой за слоем.

Рис. 6. Процесс сборки слой за слоем.

Рисунок 7. Прототип планарного трансформатора.

Рис. 7. Прототип планарного трансформатора.

Рисунок 8. Измерения импеданса планарного трансформатора: ( a ) модуль; ( b ) фаза; ( c ) конфигурации измерения.

Рис. 8. Измерения импеданса планарного трансформатора: ( a ) модуль; ( b ) фаза; ( c ) конфигурации измерения.

Рис. 9. Эквивалентная схема планарного трансформатора.

Рис. 9. Эквивалентная схема планарного трансформатора.

Рисунок 10. Характеристики планарного трансформатора: ( a ) короткое замыкание. ( b ) Сопротивление переменному току (AC) в зависимости от частоты.

Рис. 10. Характеристики планарного трансформатора: ( a ) короткое замыкание. ( b ) Сопротивление переменному току (AC) в зависимости от частоты.

Рисунок 11. Тепловая характеристика — испытание с разомкнутой цепью: ( a ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения, тока и мощности.

Рис. 11. Тепловая характеристика — испытание с разомкнутой цепью: ( a ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения, тока и мощности.

Рисунок 12. Тепловая характеристика — испытание на короткое замыкание: ( a ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения, тока и мощности.

Рис. 12. Тепловая характеристика — испытание на короткое замыкание: ( a ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения, тока и мощности.

Рисунок 13. Тепловые характеристики — 350 В (первичный)/53,9 А (вторичный): ( и ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения и тока.

Рис. 13. Тепловые характеристики — 350 В (первичный)/53,9 А (вторичный): ( и ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения и тока.

Рисунок 14. Тепловые характеристики — 400 В (первичный)/90,4 А (вторичный): ( и ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения и тока.

Рис. 14. Тепловые характеристики — 400 В (первичный)/90,4 А (вторичный): ( и ) распределение температуры; ( b ) кривые напряжения и тока.

Таблица 1. Электрические характеристики планарного трансформатора.

Таблица 1. Электрические характеристики планарного трансформатора.

Electrical Parameter	Value
Nominal Power	P nom = 2 kW
Primary voltage (rms)	V p = 400 V
Switching частота	f с = 100 кГц
Коэффициент трансформации	η = 0,05
Индуктивность намагничивания	L м = 0,5 мГн

Таблица 2. Электрические характеристики планарного трансформатора.

Таблица 2. Электрические характеристики планарного трансформатора.

Parameter	Symbol	Unit	Experimental Value	Theoretical Value
Transformer ratio	η ps		0.05	0.05
Magnetizing inductance	L m	mH	0.56	0. Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт