Применение трансформаторов на 400 Гц

Н.Ивашин
г.Минск

Распространенные в источниках питания мобильной военной радиоаппаратуры трансформаторы на 400 Гц не находят применения у радиолюбителей, хотя они компактнее, меньше по весу.

Такое положение просто объясняется. Номинальное напряжение, указанное в их наименовании [1], относится только к использованию на частоте 400 Гц. На частоте 50 Гц они (правильно включенные) имеют сопротивление первичной обмотки в 8 раз меньше, чем на 400 Гц (ZL = ?L = 2?fL). Поэтому для нормальной работы на частоте 50 Гц на трансформатор следует подавать 27. .30 В при обозначенных 220 В и не больше.

Такое напряжение можно получить от 220 В, "погасив" разницу от 220 В на конденсаторе [2], включенном последовательно с первичной обмоткой трансформатора. Конденсатор может быть бумажным на напряжение не менее 300 В и с емкостью, рассчитанной по формуле (для 50 Гц):

UC - напряжение сети 50 Гц (В);
U1 - напряжение на первичной обмотке пересчитано с 400 на 50 Гц (220 > 27...30 В);
I1 - ток первичной обмотки (I50Гц=I400Гц, [1]) (A);

Естественно, напряжение на выходных обмотках также будет в 8 раз меньше.

Унифицированные малогабаритные трансформаторы на частоту 400 Гц бывают четырех модификаций: анодные ТА; накальные ТН; анодно-накальные ТАН; ТПП. Они имеют самые различные сочетания напряжений и токов обмоток [1], но только три напряжения первичных обмоток на частоте 400 Гц: 40 В, 115 В, 220 В.

Получается, что можно подобрать необходимое вторичное напряжение и ток, варьируя первичное ("номинальное", деленное на 8), конденсатор и вторичное, слагая(вычитая по напряжению) по напряжению и току (одинаковых по напряжению) обмоток; наконец - тоже для двух или более последовательно включенных (по первичной обмотке) согласно одинаковых (по току первичной обмотки) трансформаторов.

Применить эту "кучу" соединений можно, как источник питания низковольтного паяльника, электровыжигалки, вибратора; дроссель, ограничивающий своей последовательно включенной первичной обмоткой, ток люминесцентных ламп [5, 6]; в выпрямителе для питания коллекторных электродвигателей и электронных детских игрушек, зарядных устройств аккумуляторов, стабилизаторов напряжения различных радиолюбительских устройств. Все это с гальванической развязкой от электрической сети!

Возможно использование и частотных свойcтв трансформаторов на 400 Гц. Например, в качестве индуктивной обратной связи в транзисторном (ламповом) преобразователе напряжения для питания электробритвы в салоне автомобиля от 12 В (ТАЗ... 16-115-400) блокинг-генератора радиолюбительских устройств, микшере, в специальных транзисторных усилителях НЧ (ТПП), где "завал" частот ниже 400 Гц несущественен.

Конкретным примером использования может служить трансформатор (табл. 1) в выпрямителе зарядного устройства для восстановления гальванических элементов [3, 4] и зарядки малогабаритных аккумуляторов [7] (рис.1).

Таблица 1

Кроме применения трансформаторов на 400 Гц, зарядные устройства не имеют схемных и конструктивных особенностей. G1...Gm - места установки элементов типа 373 (им соответствующих иностранных) или других (аккумуляторов) в соответствующем креплении для контактов. Конструкция приведена в [3].

Вторым конкретным примером применения является решение "задачи" Сидорова (сетевой источник питания для электромеханических часов (будильника) в объеме элемента типа 373, с напряжением 1,5 В/72 мА).

Это по существу повторение схемы [8], но с применением трансформатора на 400 Гц типа ТПП8-220-400 (исполнение УХЛ) и заменой деталей (рис. 2).

Элементы R1, С1...С4 размещаются в сетевой вилке; Т1, VD1 ...VD5, С5 - в футляре, склеенном из бумажной ленты по форме гальванического элемента типа 373.

Диоды VD1...VD4 КД522А могут быть заменены на диоды КД522 с любой буквой, КД509А, КД510А (с уменьшением емкостей С2, С4) на КД103 с любой буквой.

Стабилитрон VD5 Д220С может быть заменен на диод Д220 с любой буквой.

Для регулировки выходного напряжения под фактическую нагрузку (при временном отключении VD5) могут быть использованы величины С2, С4, отключение обмоток 13-14 и 15-16 (обоих)-с целью уменьшения напряжения и замена VD1...VD4 на Д310 - с целью увеличения выходного напряжения до 1,6 В (становится 1,5 В при подключении VD5). Включение источника без нагрузки нежелательно.

Схема (рис. 2) при последовательном включении всех вторичных обмоток трансформатора Т1 и замене VD5 на КС468А, VD1...VD4 на Д311, С5 на 470,0x10 В превращается в источник 6,8 В/36 мА; а частичном последовательном включении обмоток и замене VD5 на 2С456А - 5,6 В/36 мА. Полярность включения стабилитронов, естественно, обратная.

P.S. Ошибочное включение трансформатора 220 В 400 Гц в сеть 220 В 50 Гц вызывает короткое замыкание сети, сгорает трансформатор. Его подключение через конденсатор - работает более 10 лет на подзарядку (формование) гальванических элементов.

Литература:

1. Сидоров И. Н., Мукосеев В. В., Христинин А. А. Справочник. Малогабаритные трансформаторы и дроссели. -М.: Радио и связь, 1985, с. 123...247.
2. Ивашин Н. Зарядное устройство. - Радио, 1960, №2, с. 56.
3. Богомолов В. Вторая "жизнь" гальванических элементов. - Радио, 1991, №5, с. 67.
4. Данные отечественных марганец -цинковых сухих элементов и батарей. - Радио, 1972, №11, с. 63.
5. Банников В. Люминесцентный светильник из бросовых деталей. Радиолюбитель, 2000, №1, с. 25.
6. Банников В. Лампы дневного света горят долго. - Радиолюбитель, 2000, №5, с. 17...18.
7. Герметичные малогабаритные никель-кадмиевые аккумуляторы. Радио, 1976, №9, с. 16.
8. Нечаев И. Блок питания для электронно-механических часов. Радиолюбитель, 2002, №9, с. 38.