RESTAURANDO UM DELTA 1000

Parte III

 O Transformador de filamento

Desmontagem e remontagem do transformador

Como antecipado, o transformador de filamento estava com muita oxidação nas chapas de ferro, o que causa o efeito de espira em curto pelo ferro.

As chapas foram retiradas. As chapas usadas são do tipo E I.

E foram mergulhadas em verniz para ser novamente colocadas. O verniz que utilizei, tipo Sparlack para uso em madeira, é de secagem lenta (8 horas). Deixei 3 horas para aderir mas não esperei secar, o que dificultaria a recolocação. A camada de verniz fará com que a espessura total aumente, de modo que não se consegue recolocar todas as chapas. Isso não constitui problema. No meu caso foram 6 chapas que não entraram. Na montagem original elas se encontravam colocadas duas a duas, preferi alternando uma a uma, mais trabalho porém um tiquinho melhor. A intenção é diminuir o "gap", espaço de ar entre o ferro, aumentando o interlaçamento de chapas.

Ei-lo remontado:

Resultados

Testei o transformador fora do linear, usando resistores de alta potência para simular a mesma carga. Houve melhora mas pouca. De fato errei em não medir completamente o transformador ANTES do serviço.

Aparentemente não há espiras em curto. O estado do fio esmaltado dos enrolamentos, no que foi possível observar, é bom. Além disso as tensões estão dentro do especificado, contando com o fato de projeto ter sido para 110V e a tensão atual de rede é 127V.

Tudo leva a crer que se trata do projeto. O aquecimento do transformador, um pouco menor agora, se dá mesmo sem nenhuma carga. O transformador consome 1,2A sem carga. Então o projeto foi feito pensando em economia.

No projeto de um transformador de alimentação, de início se avaliam as tensões e correntes que se deseja nos secundários, e se calcula a potência total necessária. Daí se calcula, ou se localiza em tabelas, a área e volume do núcleo de ferro. Então se calcula a quantidade de espiras no primário, o mesmo para os secundários, a espessura dos fios necessária, e se avalia se vai caber no núcleo. Depois é enrolar e montar.

Nos cálculos e tabelas há parâmetros segundo o uso. Uso intermitente, uso contínuo, carga constante, carga variável, etc... Dentro dessa variação, pode-se escolher parâmetros mais conservadores, que levam a núcleos maiores, e mais espiras, o que leva a maior quantidade de cobre. Ou então "apertar" ao máximo, diminuindo o ferro e o cobre. Ao fazer isso se diminui as indutâncias dos enrolamentos, aumentando as perdas. Também pode haver perda por resistência em fios mais finos do que o necessário, mas nesse caso se observa que a tensão no secundário cai muito com carga, e somente com carga há aquecimento.

Para tirar a dúvida, verifiquei a quantidade de ferro necessária. Pela tabela no "handbook", para um transformador assim precisamos de pelo menos 1,9 pol2 de área no núcleo. O transformador tem 2,4. Então parece que houve economia no cobre. Sabendo a relação entre a tensão no primário e no secundário, se sabe a relação de espiras. Então, se 100 espiras estão no primário para 127V, ao colocar um secundário com 10 espiras teremos aproximadamente 12,7V. Mas o mesmo acontece para 50/5 ou 200/20 espiras. É aqui que o projeto pode ser inclinado para economia, meio termo, ou qualidade, com implicação no custo final e tamanho. Portanto, parece que houve economia no cobre, sem poder haver certeza definitiva, contudo, que não haja espira em curto neste transformador.

Afora isso, o transformador foi enrolado com fios de espessura adequada à carga. A diminuta queda de tensão no secundário de 6,3V indica uma resistÊncia equivalente total de 0,02 ohm. Atualmente se utiliza uma técnica diferente, fazendo o secundário com certa resistência de modo a limitar a corrente inicial de aquecimento do filamento das válvulas. Vários lineares usam dessa técnica simples. Os mais sofisticados contam com um circuito de tempo com relé chamado "inrush filament current protection", nele um relé coloca em série com o transformador um resistor, um eletrolítico carregando determina um tempo para que o relé ligue, quando então toda a tensão da rede é entregue ao transformador.

É importante observar a queda de tensão de filamento quando o linear está em standby e quando em transmissão, ademais porque o Delta 1000, com sua alimentação de 127V, tende a piorar as coisas. Rich Measures (que escreveu o capítulo sobre lineares do handbook) sugere que um circuito com relé diminua a tensão de filamento quando em standby, de modo a prolongar a vida da válvula. Relembrando, 3% a mais de tensão acarreta metade da vida da válvula!

Bem cuidada quanto à tensão de filamento, as válvulas podem durar 20.000 horas, constatado em transmissores comerciais. No uso radioamadorístico, é uma projeção interessante não ter que jamais trocar as válvulas! Senão vejamos: Vamos considerar que opere todos os dias usando o linear. Vamos supor que o tempo ligado seja 2 horas por dia. Isso dá 730 horas por ano, cerca de 27 anos! Se se diminuir automaticamente a tensão durante a recepção então poderemos passar uma vida sem se preocupar com as válvulas. De certo considerando que a sintonia e as correntes de grade e placa (e screen, quando houver) estejam dentro do recomendado.

Importante: aumentar a vida da válvula reduzindo a tensão de filamento para abaixo do nominal somente funciona com válvulas de aquecimento direto. Para válvulas de aquecimento indireto, isto é, aquelas com filamento e catodo separados, é necessário que a tensão de filamento esteja exatamente no valor nominal, nem acima nem abaixo!

Muitas informações sobre isso e amplificadores lineares em geral podem ser encontradas no site de Richard L. Measures, AG6K (em inglês):

http://www.somis.org/

Parte IV - o choque de filamento

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