Журнал Радио 4 номер 1947 год. Вибропреобразователи

Журнал Радио 4 номер 1947 год. Вибропреобразователи В. А. Михайлов 

В последнее время все большую популярность приобретает способ питания радиоприемников от аккумулятора с вибрационным преобразователем. Этот способ удобен тем, что дает возможность питать от одной низковольтной батареи цепи накала и анода ламп приемника. Напряжение для цепи накала ламп подается непосредственно от аккумулятора, а высокое напряжение — от вибрационного преобразователя, который преобразует постоянный ток аккумулятора в переменный ток высокого напряжения, а затем опять его выпрямляет, т. е. превращает снова в постоянный. Выпрямленный ток высокого напряжения через сглаживающие фильтры подводится к анодам ламп.


Рис. 1.

Фильтры применяются более сложной, чем обычно, конструкции, надежно защищающие приемное устройство от помех, создаваемых самим вибратором. Все это делает возможным применение вибрационных преобразователей даже для питания всеволновых приемников.

Широкое применение получили вибрационные преобразователи в автомобильных радиоприемниках, в которых, как правило, используются лампы с косвенным накалом, причем питают их от стартерного аккумулятора. Анодные же цепи ламп питают от этого же аккумулятора через вибрационный преобразователь.

В ряде случаев вибрационные преобразователи используются для пигания передвижных усилительных установок.


Рис. 2.

Существуют вибрационные преобразователи специальных конструкций, преобразующие постоянный ток электросети напряжением ПО— 220 V в переменный ток такого же напряжения с частотой 50—60 Hz. Эти преобразователи используются в тех случаях, когда приемник переменного тока приходится питать от сети постоянного тока.

В наиболее совершенных моделях подобных вибропреобразователей сам вибратор помещается в вакуум.


Рис. 3.

Все схемы вибрационных преобразователей можно разделить на две группы. К первой относятся те, в которых переменный ток, полученный в результате преобразования постоянного тока, выпрямляется при помощи кенотронного выпрямителя. Их иногда называют асинхронными.

В преобразователях второй группы переменный ток выпрямляется механическим путем самим якорем вибратора. Такие преобразователи называют синхронными. Они пользуются более широким распространением в силу своей простоты.

Разберем принцип действия схемы вибрационного преобразователя первого типа. В целях упрощения в этой схеме не показаны высокочастотные фильтры (рис. 1).

Рис. 4.   Рис. 5.

Как видно из рисунка, в схеме имеются следующие детали: вибратор, трансформатор Тр, кенотрон Л1 дроссель Др сглаживающего фильтра, электролитические конденсаторы Сф фильтра (емкостью по 10 — 20 mF) и источник тока — аккумуляторная батарея Бн.

Главным действующим элементом в схеме является вибратор, работающий на трансформатор Тр. Вибратор по принципу устройства подобен зуммеру и имеет, помимо электромагнита с прерывателем группу контактов, с которыми при колебаниях соприкасается якорь 1. Якорь в процессе колебаний будет переключать плюс аккумулятора то к контакту 2, то к контакту 3. Минус аккумулятора остается постоянно подключенным к средней точке первичной обмотки трансформатора. Вследствие этого ток через первичную обмотку трансформатора будет течь попеременно то в одном, то в другом направлении.

Частота изменений направления тока будет соответствовать частоте колебаний вибратора. Понятно, что вокруг первичной обмотки трансформатора будет все время действовать переменное магнитное поле, в результате чего на концах вторичной обмотки трансформатора появится переменное напряжение. Величина этого напряжения будет зависеть от отношения витков первичной и вторичной обмоток трансформатора Тр. Частота колебаний якоря вибратора может быть от 70 до 200 периодов в секунду и, следовательно, во вторичной обмотке возникнет переменный ток такой же частоты. Чаще всего вибраторы делаются на частоту 100 периодов в секунду, чтобы обеспечить достаточную мощность во вторичной цепи. Дело в том, что при повышении мощности приходится применять в вибраторе более надежные контакты, что в свою очередь ведет к увеличению общей массы якоря и, следовательно, к уменьшению частоты его колебаний. Форма кривой получающегося переменного тока отлична от синусоидальной.

Переменное напряжение, появляющееся на концах вторичной обмотки трансформатора Тр, выпрямляется при помощи двуханодного подогревного кенотрона Л1, катод которого должен быть изолирован от нити. Таким кенотроном является лампа 6X5. У кенотрона изоляция катода должна быть очень надежной, так как он находится под высоким положительным потенциалом. Выпрямленный ток сглаживается фильтром, состоящим из дросселя Др и конденсаторов Сф. Ячейка C1R1 является искрогасителем в цепи прерывателя вибратора. Конденсаторы С2 в цепи первичной обмотки трансформатора содействуют уменьшению искрообразования, а в цепи вторичной обмотки защищают трансформатор от перенапряжений.


Рис. 6.

Полная схема этого вибропреобразователя с фильтрами защиты приведена на рис. 2.

Данные этой схемы следующие:

В — выключатель тока — тумблер на 5 А;
ДР1 — дроссель в. ч.; диаметр его 15 mm,
число витков — 40, провод ПЭ 1,0;
Вб — вибропреобразователь;
Тр — трансформатор низкой частоты; 1 обмотка — 2 X 45 витков, провод ПЭ 1,2; II обмотка — 2 X 2400 витков, провод ПЭ 0.2; железо Ш-28, толщина пакета 30 mm; Л1 — кенотрон типа 6X5; Др2 — дроссель в. ч. — катушка универсаль в 500 витков, провод ПЭШО 0,2; Др3 — дроссель н. ч. — 5 000 витков, провод ПЭ 0,2; железо Ш-19; толщина пакета 20 mm. Схемы первого вида преимущественно применялись для питания автомобильных приемников. Такой вибропреобразователь дает выпрямленное напряжение до 250 V при силе тока 50 — 60 mА. Первичная его цепь потребляет от 6-вольтового аккумулятора ток до 4 — 5 А.

Коэфициент полезного действия преобразователя достигает 50 — 60 процентов.


Рис. 7.

Часто применяются вибропреобразователи второго вида — с механическим выпрямлением. Их собирают по схеме двухполупериодного выпрямления или же однополупериодного с удвоением напряжения.

Рис. 8.   Рис. 9.

На рис. 3 изображена схема вибропреобразователя с двухподупериодным механическим выпрямлением. По этой схеме может быть осуществлено питание батарейных радиоприемников. В схеме предусмотрена надежная защита от помех, поэтому ее с успехом можно применять и для питания коротковолновых приемников.

Рассмотрим ее основные цепи. Напряжение от аккумулятора через выключатель В, дроссель высокой частоты ДР1 и далее через дроссель низкой частоты Др2 подводится к клеммам цепи накала; от этой цепи питаются нити ламп приемника. Цепь накала у выходных клемм блокирована электролитическим конденсатором С2. Дроссель Др2 и конденсатор С2 образуют сглаживающий фильтр низковольтной цепи. Дроссель Др1 предохраняет цепь накала от возможного проникновения высокочастотных помех. Одновременно напряжение аккумулятора через дроссели Др3 поступает к первичной цепи вибропреобразователя, причем плюс подводится к средней точке первичной обмотки трансформатора Тр, а минус — к первой (левой) половине якоря вибратора Вб. Под действием тока, протекающего через обмотку электромагнита прерывателя, якорь вибратора начнет колебаться с частотой 100 периодов в секунду и с каждым колебанием будет присоединять «минус» аккумулятора то к одному, то к другому концу первичной обмотки трансформатора Тр. Вследствие этого ток в первичной обмотке с каждым колебанием якоря будет менять свое направление и вокруг этой обмотки возникнет переменное магнитное поле, под действием которого во вторичной обмотке будет индуктироваться переменное напряжение. Это переменное напряжение и будет синхронно (одновременно) выпрямляться второй половиной якоря вибратора.

Выпрямление происходит следующим образом.

Предположим, что обмотки трансформатора включены у нас так, что во время первого полупериода колебания якоря на верхнем конце вторичной обмотки окажется «минус», а в ее средней точке — «плюс» индуктирующегося напряжения. С концом этой обмотки, несущим знак «минус», в этот момент будет соединена правая половина якоря и, следовательно, на выходных зажимах у нас появится напряжение со знаками «минус» и «плюс». В следующий полупериод знаки на концах вторичной обмотки изменятся. Минус окажется уже на нижнем ее конце и соответственно на верхнем контакте правой половины якоря вибратора. В этот момент к этому контакту окажется присоединенным якорь вибратора и, следовательно, полярность высокого напряжения, подводимого к выходным клеммам» не изменится.

Выпрямленное напряжение (рис. 3) сглаживается фильтром, состоящим из конденсаторов С4 и С5 и дросселя низкой частоты Др5. Для защиты от высокочастотных помех служат дроссели высокой частоты Др5 и конденсаторы С1. Такие же конденсаторы С1 мы видим и в первичной цепи схемы, где они вместе с дросселями Дрз образуют высокочастотные фильтры. Конденсатор С3 служит для предотвращения искрообразования.

Как отдельные части, так и вся схема в целом надежно экранируются. Выходные провода вибропреобразователя, особенно провода, идущие к аккумулятору Бн, также желательно экранировать. Синхронные вибраторы выпускаются нашими заводами.

Данные рассмотренной нами схемы следующие: выключатель В— тумблер на 5 А, конденсаторы C1 — типа БК, конденсаторы электролитические С2— 1000 mF X12 V, Сз — 20 mF X 20 V, С4 — 32 mF X 200 V. С5 — по 10 mF X 200 V.

Дроссели Др1 — галетные катушки размерами 6 X 12 mm, число витков — 50, провод ПЭН 1,0; Др5 наматывается на цилиндрическом каркасе с тремя пазами; диаметр его 18 mm, длина — 15 mm. число витков — 300 (по 100 витков в секции), провод ПЭН 0.15.

Дроссель низкой частоты Др2 состоит из 100 витков провода ПЭН 1,0. железо Ш-12, толщина пакета — 20 mm; дроссель Др4 — 4 000 витков провода ПЭН 0,15, сердечник такой же, как и у Др3 Трансформатор Тр: 1-я обмотка — 30 X 2 витков, провод ПЭН 1,6: 2-ая обмотка — 1900 X 2 витков, провод ПЭН 0,11. Сердечник такой же, как у Др2.

Вольтамперная характеристика преобразователя приведена на рис. 4.

При снятии этой характеристики вибратор питался от 2-вольтовой щелочной аккумуляторной батареи типа 2НКН-45. При нагрузочном токе около 10 mА он давал выпрямленное напряжение 110 — 117 V, чего вполне достаточно для питания 4 — 5-лампового экономичного приемника. Кривая зависимости силы тока в первичной цепи от тока нагрузки для данного вибропреобразователя приведена на рис. 5. Соотношение мощностей первичной и вторичной цепей показывает, что коэфициент полезного действия такого вибропреобразователя достигает примерно 40 процентов.

На рис. 6 приведена другая схема вибрационного преобразователя с синхронным выпрямлением и удвоением выпрямленного напряжения. Первичная ее цепь ничем не отличается от первичной цепи предыдущей схемы. Существенно отличается вторичная ее цепь. В упрощенном виде она приведена на рис. 7.

Вторичная обмотка у трансформатора Тр этой схемы не имеет вывода от средней точки. Напряжение со вторичной обмотки через контакты правой половины якоря вибратора (контакты 5, 6 и 7) подается к конденсаторам С4 большой емкости (5 — 10 mF). Следовательно, выходная цепь питается от последовательно соединенных конденсаторов С4 заряжаемых выпрямленным напряжением вибратора.

Данные фильтра высокой частоты и фильтра, сглаживающего пульсации, такие же, как и в схеме рис. 3.

Дроссель н. ч. Др2 состоит из 150 витков провода ПЭН 1.2; железо Ш-19, толщина пакета 20 mm. Данные трансформатора Тр: 1-я обмотка — 40 X 2 витков провода ПЭН 1,3; 2-я обмотка — 1 150 витков провода ПЭН 0,33, железо Ш-19, толщина пакета — 40 mm. Дроссели Др4 имеют по 5 000 витков провода ПЭ 0,15, сердечники у них такие же, как у Др2. Сопротивление R1 — типа ТО.


Рис. 10.

Данные остальных деталей те же, что и в случае схемы, приведенной на рис. 3,

Электролитические конденсаторы С4 должны быть рассчитаны на напряжение 400 — 500 V.

Нагрузочная характеристика этого вибропреобразователя приведена на рис. 8. Он может давать выпрямленное напряжение порядка 210 — 220 V при токе в 50 mА или половину напряжения (порядка 100 V) при токе 20 mА.

Зависимость силы тока в первичной цепи от тока нагрузки видна из характеристики рис. 9. Эта харакхеристика снята при потреблении от вибропреобразователя удвоенного выпрямленного напряжения (клеммы — 0+250 V). Коэфициент полезного действия этого вибропреобразователя выше, чем у предыдущего, и достигает 55 процентов.

Подобный вибропреобразователь позволяет питать приемники с большим числом ламп.

У обоих рассмотренных преобразователей применен вибратор, половинки якоря которого электрически не соединены между собою.

Иногда, по конструктивным соображениям, применяют в вибропреобразователе якорь, электрически связывающий первичную и вторичную цепи. Одна из таких схем приведена на рис. 10. В этой схеме минусы первичной и вторичной цепей подведены к общей точке. Такая схема вибропреобразователя удобна для питания подогревных ламп (в автомобильных приемниках), позволяющих применять автоматическое смещение на сетки путем включения сопротивлений в цепи катода ламп.

В остальном эта схема мало чем отличается от предыдущих.

ВИБРАТОРЫ И ИХ КОНСТРУКЦИИ

На фото (рис. 11) справа показаны два вибратора промышленного производства и один — самодельного типа (крайний слева). На рис. 12 дано фото вибратора в разобранном виде.


Рис. 11.

Основные детали этого вибратора следующие: электромагнитная система с прерывателем и контактами, резиновый чехол, служащий для заглушения шума, создаваемого вибратором при работе, и металлический кожух, который предохраняет вибратор от механических повреждений одновременно служит экраном.


Рис. 12.

Для включения вибратора в схему практичнее всего использовать цоколь от металлической Лампы 6Л6.

Широкое применение вибропреобразователей для питания радиоприемников способствовало бы скорейшему разрешению проблемы питания деревенских радиоустановок. Пионерами в этом деле должны стать радиолюбители.

На рис. 1 изображена входная часть схемы двухтактного каскада. Почему сопротивление Rc автоматического смещения, находящееся в этом месте схемы, часто не шунтируется конденсатором?

Рис. 1.
Почему в приемниках универсального питания применяются только кенотроны с подогревным катодом (рис. 2)?
Рис. 2.
Для какой цели в схеме рис. 3 включено сопротивление R?
Рис. 3.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 4 номер 1947 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.