transformador de equilibrio. Dispositivo y trabajo. Solicitud. Choques y transformadores de equilibrio de banda ancha hechos en casa en tubos de ferrita Clases de variedades de dispositivos de equilibrio

El desequilibrio de tensión entre fases en las redes trifásicas de alta tensión es el principal problema de la calidad de la energía eléctrica. Provoca asimetría de corrientes que, a su vez, provoca asimetría de voltajes y tiene un impacto negativo en el funcionamiento de todos los receptores eléctricos. El fenómeno del sesgo es especialmente desfavorable para el funcionamiento de motores asíncronos.

El uso de varias instalaciones electrotérmicas monofásicas con un alto parámetro de potencia de hasta 10 MW y hornos de arco que funcionan desde una red trifásica, lo que conduce a un aumento en la proporción de cargas asimétricas que crean cargas desiguales en la red. Por lo tanto, la asimetría debe eliminarse principalmente en redes trifásicas.

Equilibrio de carga: métodos utilizados

1. La forma natural de igualar la carga en todas las fases mediante la distribución uniforme de las cargas de corriente, la forma más fácil y la más impracticable desde el punto de vista realista.
2. Aumentar la sección transversal de los cables y el valor de potencia de los transformadores de suministro.
3. Reducción de la resistencia del hilo neutro en circuitos de cuatro hilos.

Todos estos métodos no son eficientes debido a que requieren sobrecostos significativos y el uso de materiales costosos. Cuando se utilizan estos métodos, la compensación de tensión por fases no es completamente posible debido al aumento y la carga desigual de las fases al conectar potentes colectores de corriente monofásicos.

Se ha logrado un mayor éxito mediante el uso de dispositivos de equilibrio (SU), que permiten eliminar las corrientes de secuencia cero e inversa.

Graduación de formas efectivas de equilibrar

1. Conversión y recuperación de electricidad, realizada según el esquema Red trifásica - Motor eléctrico trifásico - Generador monofásico - Carga monofásica. El método no es común debido al uso de un alto valor de potencia nominal y el alto costo de los equipos, así como las pérdidas de electricidad en las redes.
2. Conmutación cíclica de una carga resistiva monofásica a las fases de la red mediante el uso de relés y radiadores de estado sólido.
3. El método de filtro debido a la diferencia en los parámetros de funcionamiento de las máquinas eléctricas utilizadas como filtro, que no se utilizan a plena capacidad. La desventaja de este método es la sensibilidad del motor al desequilibrio de carga y voltaje y la aparición de pérdidas crecientes en la red, calentamiento del equipo, disminución de los indicadores de potencia y disminución de la vida útil de la máquina.
4. El método de compensación se basa en la conexión uniforme de cargas desbalanceadas en fases mediante el uso de transformadores de balanceo en redes de 4 hilos.
5. Ventajas del método de compensación

El método de compensación es el más efectivo y tiene una serie de ventajas:

1. Alto rendimiento de equilibrio de energía.
2. Gran valor para la eficiencia.
3. Baja potencia instalada.
4. La capacidad de proporcionar simetría de alta precisión mediante el uso de equipos estándar, tales como: bancos de condensadores, transformadores, reactores, eliminación de desequilibrio de fase.
5. La simplicidad del dispositivo, bajo costo.
6. Junto con la ecualización, existe la posibilidad de mejorar la calidad de la energía.
7. Aumento del factor de potencia de la red eléctrica.
8. Regulacion de voltaje.
9. Supresión de armónicos superiores.

Clases de variedades de dispositivos de equilibrio.

Los dispositivos de equilibrio se dividen en tres clases:

1. Equilibradores de capacitores y shunt electromagnéticos (SHSU), mediante la conexión de reactores y bancos de capacitores a la red, en base a la resistencia mínima a corrientes homopolares, mediante la derivación del cortocircuito de estas corrientes.

La desventaja es el alto precio del reactor.

Se utiliza para la medición y el control.

1. Sistemas de control de compensación: debido a la inclusión en el corte del cable neutro del transformador del devanado de compensación del sistema de control. Pequeña gama de equilibrio.
2. Sistemas de control de conversión: mediante el uso de dispositivos estáticos de conversión como: rectificadores, reguladores de tiristores, convertidores de alta frecuencia de máquinas eléctricas de CC, el uso de balastos electrónicos en dispositivos de iluminación de descarga de gas, etc.

Transformador de equilibrio TST

Para mejorar la calidad de la electricidad, se utiliza un transformador de equilibrio, cuyo principio de funcionamiento se basa en la remagnetización de los devanados.

Se utiliza un transformador de equilibrio trifásico para igualar los valores de voltaje en las fases de la red, contribuye al ahorro de energía al mantener el nivel de voltaje y lograr una carga de fase simétrica.

Un transformador con un dispositivo de equilibrio contribuye a aumentar el grado de confiabilidad y la duración del funcionamiento seguro de las fuentes de alimentación. Esto sucede cuando se usa la puesta a cero protectora, el "cero" del transformador se usa como un conductor de trabajo cero y el "cero" de la red de voltaje se usa como un "cero" protector del equipo eléctrico.

Cuando se utiliza TST, la carga en una fase es percibida por la red eléctrica como trifásica, lo que ayuda a restablecer la simetría de las cargas.

El uso de un TCT junto con un SAI trifásico mejora la protección de la red trifásica frente a cargas monofásicas no lineales. para la protección adicional de la red contra armónicos más altos, se utiliza la amplitud del voltaje de entrada en las entradas de los rectificadores controlados y la limitación razonable del rango de cambio del ángulo de control α.

Los modelos de transformadores de equilibrio se utilizan ampliamente en el negocio de la radio. Entonces, transformador de equilibrio, 1 1 – sirve para equilibrar la corriente en los brazos de la antena y se utiliza para suprimir la corriente de modo común en la trenza del cable de alimentación, donde 1:1 es la relación de transformación de tensión.

A la hora de adquirir productos como un transformador de equilibrado, el precio depende del parámetro de tensión para el que está diseñado y de la relación de transformación.

Entonces, por ejemplo, el costo de un transformador de equilibrio trifásico TST 63 kVA será de más de 115 mil rublos.

Mis últimas publicaciones sobre antenas de HF han generado una serie de preguntas de muchos lectores sobre el diseño de los transformadores y bobinas utilizadas en ellas.

Este tema está bien tratado en la literatura de radioaficionados y en numerosos artículos y, al parecer, no requiere más comentarios.

Choques y transformadores de equilibrio de banda ancha caseros en tubos de ferrita

Los transformadores de ferrita en tubos de ferrita realizan varias funciones a la vez: transforman la resistencia, equilibran las corrientes en los brazos de la antena y suprimen la corriente de modo común en la vaina del alimentador coaxial. El mejor material de ferrita nacional para transformadores de banda ancha es una ferrita de grado 600NN, pero no se fabricaron núcleos tubulares con ella...

Ahora han aparecido a la venta tubos de ferrita de firmas extranjeras con buenas características,
en particular FRR-4.5 y FRR-9.5, que tienen dimensiones dxDxL 4.5x14x27 y 9.5x17.5x35, respectivamente. Estos últimos tubos se utilizaron como estranguladores de supresión de ruido en los cables que conectan bloques del sistema computadoras con monitores de tubo de rayos catódicos. Ahora están siendo reemplazados masivamente por monitores de matriz, y los viejos se tiran junto con las ferritas.

Figura 1. Tubos de ferrita FRR-9.5

Cuatro de estos tubos, apilados uno al lado del otro en dos, forman el equivalente de un "binocular”, en el que puede colocar los devanados de los transformadores que cubren todas las bandas de HF de 160 a 10 m. Los tubos tienen bordes redondeados, lo que elimina el daño a el aislamiento de los hilos del devanado. Es conveniente unir los tubos envolviéndolos con cinta adhesiva ancha.

De los diversos esquemas de transformadores de banda ancha, utilicé el más simple, con devanados separados, cuyas vueltas tienen una conexión adicional debido a la torsión apretada de los conductores entre sí, lo que permite reducir la inductancia de fuga y, por lo tanto, aumentar la superior. límite de la banda de frecuencias de funcionamiento. Una vuelta se considerará un hilo enhebrado a través de los orificios de ambos tubos de los prismáticos. Media vuelta: un cable enhebrado a través del orificio de un tubo "binocular". A la mesa
se resumen las variantes de transformadores factibles en estos tubos.

Como puede ver, se obtiene una elección muy amplia de relación de resistencia. Transformador con una relación de 1: 1: como un estrangulador, equilibra las corrientes en los brazos de la antena y suprime la corriente de modo común en la trenza del cable de alimentación. Otros transformadores, además de este, también transforman resistencias. ¿Por qué guiarse al elegir el número de vueltas? Ceteris paribus, los transformadores con devanado primario de una sola vuelta tienen aproximadamente cuatro veces el límite de banda de paso inferior en comparación con uno de dos vueltas, pero la frecuencia de banda de paso superior también es mucho más alta. Por lo tanto, para los transformadores utilizados desde los rangos de 160 my 80 m, es mejor usar opciones de dos vueltas, y de 40 my más, las de una sola vuelta. Es preferible utilizar valores enteros para el número de vueltas si se desea mantener la simetría y el espacio que lleva el devanado a los lados opuestos de los "binoculares".

Cuanto mayor es la relación de transformación, más difícil es obtener un ancho de banda amplio, ya que aumenta la inductancia de fuga de los devanados. Se puede compensar conectando un condensador en paralelo con el devanado primario, seleccionando su capacitancia de acuerdo con la ROE mínima a la frecuencia de operación superior.

Para los devanados, generalmente uso alambre MGTF-0.5 o más delgado si el número requerido de vueltas no cabe en el orificio. Calculo de antemano la longitud deseada del cable y lo corto con cierto margen. Giro con fuerza el cable de los devanados primario y secundario antes de enrollar el núcleo. Si el orificio de ferrita no está lleno de bobinados, es mejor enroscar las vueltas en tubos termorretráctiles de un diámetro adecuado, cortados a la longitud de los "binoculares", que, después de enrollarlos, se encogen con un secador de pelo. Presionar fuertemente las vueltas del devanado entre sí expande la banda del transformador y, a menudo, permite eliminar el condensador de compensación.

Hay que tener en cuenta que un transformador elevador también puede funcionar como reductor, con la misma relación de transformación, si está invertido. Los devanados destinados a la conexión a resistencias de baja impedancia deben ser de "trenza" apantallada o de varios hilos conectados en paralelo.

El transformador puede verificarse con un medidor de SWR cargando su salida a una resistencia no inductiva de la clasificación adecuada. Los límites de banda están determinados por el nivel aceptable de SWR, por ejemplo, 1.1. Puede medir la pérdida de inserción de un transformador midiendo la atenuación introducida por dos transformadores idénticos conectados en serie para que la entrada y la salida tengan una resistencia de 50 ohmios. No olvides dividir el resultado por 2.

Es algo más difícil estimar las características de potencia de un transformador. Esto requerirá un amplificador y una carga ficticia capaces de manejar la potencia requerida. Se utiliza el mismo circuito con dos transformadores. La medición se realiza a la frecuencia de funcionamiento más baja. Elevando gradualmente la potencia de CW y manteniéndola durante aproximadamente un minuto, determinamos la temperatura de la ferrita a mano. El nivel en el que la ferrita comienza a calentarse ligeramente por minuto puede considerarse el máximo permitido para este transformador. El hecho es que cuando no se trabaja con una carga equivalente, sino con una antena real que tiene un componente reactivo de la impedancia de entrada, el transformador también transmite potencia reactiva, que puede saturar el núcleo magnético y provocar un calentamiento adicional.

Las figuras muestran ejemplos de diseños prácticos. La figura 5 muestra un transformador con dos salidas: 200 y 300 ohmios.

Figura 2. Transformador 50:110

Fig. 3. Transformador 50:200

Figura 4. Transformador 50:300

Figura 5. Transformador 50:200/300

Los transformadores se pueden colocar en una PCB de tamaño adecuado,
protegerlo de la precipitación por cualquier medio práctico.

Vladislav Shcherbakov, RU3ARJ

La asimetría de corrientes y voltajes en ingeniería eléctrica es la aparición en una red trifásica de amplitudes desiguales de corrientes de fase y ángulos entre ellas. Tal asimetría puede ocurrir con una carga interfacial desigual.

Por ejemplo, cuando se conectan devanados en estrella y una fuente de alimentación de cuatro hilos, las consecuencias del desequilibrio son tales como:

• romper "cero". En este caso, el voltaje lineal no cambia y los voltajes de fase se redistribuyen en proporción directa a la resistencia eléctrica de la carga. Cuando la corriente fluye a través del conductor cero, no se produce desequilibrio (para cada consumidor, el voltaje será igual a 220 V). Tan pronto como se produce una ruptura "cero" debido a la irregularidad, los consumidores pueden fallar;
• cortocircuito "fase a cero". El voltaje entre las otras fases y el cero aumenta. Y en teoría, el disyuntor debería apagar el circuito. El resultado depende de la resistencia de los cables y del propio transformador.

¿Qué sucede cuando hay un cambio de fase?

Este fenómeno se obtiene debido a la irregularidad de carga de las fases. Se produce un aumento de corrientes y una caída de tensión, que se compensa con otras fases. Al mismo tiempo, aumenta el voltaje en las fases restantes, lo que tiene un efecto negativo en los consumidores.

La forma más eficiente desde el punto de vista energético para corregir el desequilibrio de fase es el uso de dispositivos de equilibrio (SU), que pueden eliminar las corrientes de secuencia cero e inversa.

Se dividen en tipos:

• condensador;
• transformador;
• SU compensatoria.

Los últimos dispositivos son dispositivos con una conexión "cero" de un transformador de devanado de compensación de equilibrio trifásico (TST). Este método es el más efectivo, ya que se caracteriza por altos niveles de simetría.

Transformador de equilibrio trifásico

Los transformadores de equilibrio son dispositivos que eliminan en redes eléctricas trifásicas.

El trabajo del transformador balun es:

• al nivelar la corriente de carga en la red de suministro de energía, independientemente de la carga del consumidor;
• en la reducción de la reducción en la red cuando se conecta una carga potente;
• en la reducción de pérdidas de energía, reducción de armónicos y resistencias.

El circuito eléctrico se muestra en la figura,

donde 1 es el circuito magnético, 2, 3 son devanados de alta y baja tensión, 4 es el devanado de compensación, 5 son cuñas.

El diseño es bueno para reducir la resistencia de secuencia cero de un transformador trifásico. Gracias a él, las corrientes de cortocircuito aumentan significativamente, una de las principales ventajas de los transformadores balun, ya que facilita la configuración de la protección del relé en caso de cortocircuito. Además, no existe un efecto destructivo tan fuerte de la corriente de cortocircuito, ya que se proporciona una compensación del flujo homopolar asimétrico.

Veamos qué pasa si conectas una carga monofásica desequilibrada a una red eléctrica trifásica de cuatro hilos con y sin TST.

La imagen muestra que la mayor carga de una fase es igual a 1/3 de la potencia trifásica de la fuente de energía.

Como resultado de encender un potente consumidor monofásico, se producirá un desequilibrio de fase. El riesgo de falla de los consumidores conectados a la fuente de alimentación aumentará. Si la potencia de los receptores aumenta en 1/3 de la potencia trifásica de la fuente, entonces el dispositivo puede fallar.

Esta figura muestra que la carga más alta por fase puede ser la mitad de la potencia trifásica de la fuente de alimentación. Sin embargo, la fuente aceptará la carga distribuida uniformemente por fase.

El uso de TST permite reducir la potencia del generador al conectarle los mismos receptores eléctricos. Para una fuente de energía, se supondrá que la carga se distribuye uniformemente entre las fases.

La conveniencia de la decisión de incluir TST en el esquema depende de cada caso específico.

Diseño y aplicación de transformadores de equilibrio

Los componentes principales del transformador son la unidad de potencia, el dispositivo de "entrada-salida" del cable con interruptores automáticos. El método de instalación eléctrica es estacionario. Las conclusiones de la red y la carga se encuentran en el panel inferior. Las bobinas de los transformadores están hechas con alambre de cobre. El devanado primario con secundario tiene aislamiento galvánico. El devanado secundario se realiza de acuerdo con el esquema de "estrella".

En la entrada del transformador se monta un autómata que proporciona protección contra sobrecargas y cortocircuitos. El transformador tiene una indicación luminosa de la presencia de tensión de salida.

Solicitud

Los transformadores TST se utilizan ampliamente en las siguientes áreas:

• armas militares;
• máquinas tecnológicas con CNC;
• vivienda y servicios comunales;
• asentamientos hortícolas.

Los TST se colocan entre la fuente de electricidad y los consumidores eléctricos.

Esquemas de transformadores balun.

Tomemos dos esquemas como ejemplo:

SU con un transformador trifásico consta de tres devanados. El devanado "2" está conectado con "4" en serie, con el devanado "2" en otras varillas - contra zigzag. El número total de vueltas del primero y tercero es igual al número de vueltas del segundo devanado.

El uso eficiente de CS se obtiene al reducir la resistencia a las corrientes de secuencia cero, lo que aumenta la confiabilidad de la operación en modo de emergencia.

Una llave de tiristores (6 y 7), diodos zener (8 y 9) y una resistencia 10 están conectados en serie al circuito entre el terminal "cero" para conectar las cargas de fase N2 y el terminal cero N1.

El siguiente diagrama incluye:

• circuito magnético de 3 varillas 1;
• Devanado primario simétrico trifásico 2 con alimentación de red;
• devanado secundario 3, conectado según el esquema en zigzag de tres rayos.

La peculiaridad de este circuito es la falta de una corriente de secuencia cero en todos los devanados en cualquier modo. Tal transformador es simple y confiable.

Conclusión

Los TST permiten reducir las pérdidas de energía al reducir las amplitudes de los armónicos, reduciendo la resistencia. Esto aumenta el recurso de trabajo de las fuentes de energía en redes con desequilibrios de fase. Los dispositivos están diseñados para mejorar la confiabilidad de los generadores y consumidores autónomos cuando las cargas son asimétricas.

Los transformadores hacen posible el uso racional de centrales eléctricas con menos potencia. Los generadores eléctricos fabricados en el tipo síncrono requieren uniformidad de carga, permitiéndose sólo un desbalance de fase del treinta por ciento. En este caso, el uso de un transformador de equilibrio se vuelve muy útil.

Escriba comentarios, adiciones al artículo, tal vez me perdí algo. Echa un vistazo a , me alegraré si encuentras algo más útil en el mío.

Saludos queridos amigos. Timur Garanin está contigo, y hoy hablaremos sobre dispositivos de combinación, más precisamente sobre baluns y transformadores de resistencia.

Pero primero, veamos qué tipos de líneas existen. Las líneas son simétricas o asimétricas. Una línea simétrica es una línea cuyos conductores son iguales.

En consecuencia, una línea asimétrica consta de conductores que son diferentes en forma y características.

Un ejemplo perfecto de línea balanceada es el par trenzado. Pero el cable coaxial es un ejemplo clásico de una línea desequilibrada.

¿Cuáles son la señal útil y la interferencia en las líneas? Una señal útil, si se describe en los términos más simples, es una corriente que fluye en direcciones opuestas en los conductores de la línea. Como fluye en direcciones opuestas, cuando el circuito está cerrado sobre la carga, se destaca en ella sin ningún problema.

El ruido de línea es corriente que fluye en la misma dirección en ambos conductores. Cuando el circuito se cierra sobre la carga, las corrientes de estos conductores se restan y no se asignan a la carga.

En teoría, todo es hermoso, pero en la práctica hay matices.

Ambos tipos de línea, tanto balanceada como no balanceada, son bastante resistentes a la componente magnética de la interferencia incidente en estas líneas. Las líneas de fuerza del campo magnético, cruzando ambos conductores de la línea, excitan corrientes de la misma fuerza en ellos, fluyendo en la misma dirección. Por lo tanto, se restan en carga.

Con la componente eléctrica de interferencia, todo es mucho más interesante. Si la línea es simétrica, entonces el campo eléctrico externo actúa simultáneamente sobre ambos conductores casi de la misma manera. Por lo tanto, excita corrientes en ambos conductores de la misma intensidad y dirección. Una línea balanceada, como un par trenzado, es altamente resistente a un campo eléctrico externo.

Con una línea asimétrica, la situación es radicalmente diferente. Considere cuidadosamente el dispositivo de un cable coaxial. La funda del cable, el conductor exterior, es en realidad una jaula de Faraday. Esto significa que un campo eléctrico externo no puede afectar de ninguna manera al conductor central de un cable coaxial. Es decir, el campo eléctrico externo no induce corriente en el conductor central del cable. Pero en la propia trenza, es decir, en el conductor exterior del cable, bajo la acción de un campo eléctrico externo, las cargas se distribuyen como cabría esperar. Un campo eléctrico alterno externo excita un verdadero eshelme beshelme en la cubierta del cable coaxial. El cable trenzado funciona como una lámina de antena.

Como resultado, tenemos una situación en la que la interferencia provoca una corriente en un solo conductor de la línea. Esto significa que esta señal no se resta a la carga, sino que se destaca.

Aquí viene la tarea principal. ¿Cómo separar la señal útil del ruido?

Los globos vendrán en nuestra ayuda. Balun es la abreviatura de en Inglés equilibrado/desequilibrado. Lo que esencialmente revela el propósito de este dispositivo, conectar una carga balanceada a una línea no balanceada.

El balun más simple es un estrangulador, un filtro inductivo. Puede ser un toroide de ferrita, en el que se enrollan varias vueltas del cable, o pestillos de ferrita que se colocan sobre el cable.

El principio de su funcionamiento es simple, como cualquier filtro inductivo. Una señal útil, cuya amplitud es la misma en ambos conductores del cable, no crea un campo magnético, ya que la corriente fluye en los conductores en direcciones opuestas. Y dado que no crea un campo magnético, el filtro inductivo no es un obstáculo para él, y la señal útil pasa silenciosamente a través del filtro.

Pero si la señal proviene de un solo conductor del cable, y en el segundo conductor no hay una señal opuesta en dirección e igual en amplitud, entonces esta señal en un cable crea un campo magnético. La reactancia inductiva del filtro presentará un gran obstáculo para la interferencia y la interferencia no podrá pasar a través del balun.

¿Dónde se debe colocar el balun en el cable? Si estamos transmitiendo, el filtro debe colocarse directamente en frente de la antena para que las interferencias inducidas en el cable no sean emitidas por la antena. Si trabajamos para recepción, entonces el balun debe colocarse frente a la entrada del receptor para bloquear el paso de interferencias a la etapa amplificadora.

En cualquier caso, el balun estabiliza los parámetros de un sistema ya sintonizado y evita que cambien bajo la influencia de factores externos.

Otro tipo popular de dispositivo de adaptación tipo balun es el transformador de impedancia. En el caso más simple, están dispuestos exactamente de la misma manera que los transformadores de tensión. Pero tenga en cuenta que la relación de transformación de resistencia es igual al cuadrado de la relación de transformación de voltaje. Existe una gran variedad de transformadores de resistencia, con y sin aislamiento galvánico, en ferritas y en aire. Pero el objetivo de todos los transformadores de resistencia es el mismo: hacer coincidir la impedancia de la línea con la impedancia de la antena.

Cuando compras una antena, a menudo puedes encontrar una pequeña caja en su composición. ¿Qué crees que es y qué hay dentro de esta caja? Esto no es más que un simple dispositivo de coincidencia. A veces hay un balun de ferrita en su interior y, a veces, solo transformadores de impresión, es decir, transformadores de pistas planas. Los transformadores de resistencia son bastante comunes. Los transformadores impresos de placa plana funcionan exactamente como los transformadores de ferrita convencionales. Dado que la frecuencia de las antenas es relativamente alta, incluso dos pistas ubicadas una al lado de la otra en el tablero ya funcionan como un transformador.

Saquemos conclusiones:

1. Las líneas desequilibradas están potencialmente sujetas a interferencias de fuentes de campo eléctrico alterno

2. Para separar la señal útil de la interferencia se utilizan baluns, simples filtros inductivos

3. Los transformadores de impedancia a menudo se utilizan para hacer coincidir la impedancia de onda de la línea con la impedancia de onda de la antena.

4. Los baluns y los transformadores de resistencia se pueden fabricar en un núcleo de ferrita, en aire o incluso en una placa de circuito impreso.

Eso es todo por hoy. Si crees que el video fue útil, dale me gusta y compártelo con tus amigos. Escriba preguntas y sugerencias en los comentarios. ¡Buena suerte a todos!

En la práctica amateur, no es tan común encontrar antenas en las que la impedancia de entrada sea igual a la del alimentador, así como la impedancia de salida del transmisor. En la gran mayoría de los casos, tal coincidencia no se puede detectar, por lo que se deben usar dispositivos de coincidencia especializados. Antena, alimentador, así como la salida del transmisor se incluyen en un único sistema en el que se transmite la energía sin pérdida alguna.

¿Cómo hacerlo?

Para llevar a cabo esta tarea bastante complicada, es necesario utilizar dispositivos de adaptación en dos lugares principales: este es el punto donde la antena se conecta al alimentador y también el punto donde el alimentador se conecta a la salida del transmisor. Los más difundidos en la actualidad son dispositivos de transformación especializados, que van desde circuitos resonantes oscilatorios hasta transformadores coaxiales, hechos en forma de piezas separadas de un cable coaxial de la longitud requerida. Todos estos emparejadores se utilizan para igualar las impedancias, lo que en última instancia minimiza la pérdida general de la línea de transmisión y, lo que es más importante, reduce las emisiones fuera de banda.

La resistencia y sus características.

En la gran mayoría de los casos, la impedancia de salida estándar en los transmisores de banda ancha modernos es de 500 m. Cabe señalar que muchos cables coaxiales utilizados como alimentador también difieren en la impedancia estándar de 50 o 750 m. Si consideramos las antenas para las que se adaptan Se pueden usar dispositivos, luego, según el diseño y el tipo, la impedancia de entrada en ellos tiene un rango de valores bastante amplio, que va desde unos pocos ohmios hasta cientos e incluso más.

Se sabe que en las antenas de un solo elemento, la impedancia de entrada en la frecuencia resonante es prácticamente activa, y cuanto más se diferencie la frecuencia del transmisor de la resonante en una u otra dirección, más se presentará la componente reactiva de naturaleza inductiva o capacitiva. aparecen en la impedancia de entrada del propio dispositivo. Al mismo tiempo, las antenas de elementos múltiples tienen una impedancia de entrada en la frecuencia resonante, que es compleja debido al hecho de que varios elementos pasivos contribuyen a la formación del componente reactivo.

Si la impedancia de entrada está activa, se puede adaptar a la impedancia utilizando un dispositivo de adaptación de antena especializado. Cabe señalar que las pérdidas aquí son prácticamente insignificantes. Sin embargo, tan pronto como comience a formarse un componente reactivo en la impedancia de entrada, el procedimiento de adaptación se volverá cada vez más complejo y será necesario utilizar un dispositivo de adaptación de antena cada vez más complejo, cuyas capacidades compensarán la reactividad no deseada, y debe ubicarse directamente en el punto de nutrición. Si no se compensa la reactividad, esto afectará negativamente la ROE en el alimentador y también aumentará significativamente las pérdidas generales.

¿Es necesario hacerlo?

Un intento de compensar completamente la reactividad en el extremo inferior del alimentador no tiene éxito, ya que está limitado por las características del propio dispositivo. Cualquier cambio en la frecuencia del transmisor dentro de las secciones estrechas de las bandas de radioaficionados finalmente no dará lugar a la aparición de un componente reactivo significativo, como resultado de lo cual a menudo no hay necesidad de compensarlo. También vale la pena señalar que el diseño correcto de antenas de elementos múltiples tampoco proporciona un gran componente reactivo de la impedancia de entrada disponible, que no requiere su compensación.

En el aire, a menudo puede encontrar varias disputas sobre el papel y el propósito del dispositivo compatible con la antena (" alambre largo” u otro tipo) en el proceso de emparejar el transmisor con él. Algunos tienen grandes esperanzas en él, mientras que otros simplemente lo consideran un juguete ordinario. Es por eso que debe comprender correctamente cómo un sintonizador de antena realmente puede ayudar en la práctica y dónde su uso será superfluo.

¿Lo que es?

En primer lugar, debe comprender correctamente que el sintonizador es un transformador de resistencia de alta frecuencia, con la ayuda de la cual, si es necesario, será posible compensar la reactividad de naturaleza inductiva o capacitiva. Considere un ejemplo muy simple:

Un vibrador dividido, que a la frecuencia resonante tiene una impedancia de entrada activa de 700 m, y al mismo tiempo se usa con un transmisor, que tiene una impedancia de entrada de aproximadamente 500 m. Se instalan sintonizadores a la salida del transmisor, y en esta situación, serán para cualquier antena (incluido el "cable largo") dispositivos de adaptación entre el transmisor y el alimentador, sin ninguna dificultad para cumplir con su tarea principal.

Si en el futuro el transmisor se sintoniza a una frecuencia que difiere de la frecuencia de resonancia de la antena, en este caso, la reactividad puede aparecer en la resistencia de entrada del dispositivo, que posteriormente comienza a aparecer casi de inmediato en el extremo inferior del alimentador. En este caso, el dispositivo de adaptación "P" de cualquier serie también podrá compensarlo, y el transmisor volverá a recibir consistencia con el alimentador.

¿Qué habrá en la salida donde el alimentador se conecta a la antena?

Si usa el sintonizador exclusivamente en la salida del transmisor, en este caso no será posible proporcionar una compensación completa y comenzarán a ocurrir varias pérdidas en el dispositivo, ya que habrá una coincidencia incompleta. En tal situación, será necesario utilizar otra conexión entre la antena y el alimentador, lo que corregirá completamente la situación y compensará la reactividad. En este ejemplo, el alimentador actúa como una línea de transmisión adaptada que tiene una longitud arbitraria.

Un ejemplo más

La antena de cuadro, que tiene una impedancia de entrada activa de unos 1100 m, debe adaptarse a la línea de transmisión a 50 ohmios. La salida del transmisor en este caso es de 500 m.

Aquí deberá usar un dispositivo compatible con el transceptor o la antena, que se instalará en el punto donde el alimentador está conectado a la antena. En la gran mayoría de los casos, muchos aficionados prefieren usar varios tipos de transformadores de RF equipados con núcleos de ferrita, pero, de hecho, un transformador coaxial de cuarto de onda, que puede fabricarse con un cable estándar de 75 ohmios, es una solución más conveniente. .

¿Cómo implementarlo?

La longitud de la sección del cable utilizada debe calcularse mediante la fórmula A / 4 * 0,66, donde A es la longitud de onda y 0,66 es el factor de velocidad utilizado para la gran mayoría de los cables coaxiales modernos. Los dispositivos de adaptación de las antenas HF en este caso se conectarán entre el alimentador de 50 ohmios y la entrada de la antena, y si se enrollan en una bahía con un diámetro de 15 a 20 cm, en este caso también actuará como un dispositivo de equilibrio El alimentador se coordinará de forma totalmente automática con el transmisor, así como si sus resistencias son iguales, y en tal situación será posible abandonar por completo los servicios del estándar. sintonizador de antena.

otra variante

Para tal ejemplo, se puede considerar otro método óptimo de emparejamiento: usar un múltiplo de media onda o un cable coaxial de media onda, en principio, con cualquier impedancia de onda. Se incluye entre el sintonizador ubicado cerca del transmisor y la antena. En este caso, la impedancia de entrada de la antena, que tiene un valor de 110 ohmios, se transfiere al extremo inferior del cable, después de lo cual, utilizando un dispositivo de adaptación de antena, se transforma en una resistencia de 500 m. caso, se proporciona una coincidencia completa del transmisor con la antena, y el alimentador se utiliza como repetidor.

En situaciones más severas, cuando la impedancia de entrada de la antena es inadecuada para la impedancia de onda del alimentador, que a su vez no corresponde a la impedancia de salida del transmisor, se requieren dos dispositivos de adaptación de antena HF. En este caso, uno se usa en la parte superior para hacer coincidir el alimentador con la antena, mientras que el otro se usa para hacer coincidir el alimentador con el transmisor en la parte inferior. Al mismo tiempo, no hay forma de hacer un dispositivo de combinación con sus propias manos, que pueda usarse solo para combinar todo el circuito.

La aparición de la reactividad complicará aún más la situación. En este caso, los dispositivos de adaptación de banda de HF mejorarán significativamente la adaptación del transmisor con el alimentador, proporcionando así una importante simplificación del trabajo de la etapa final, pero no debe esperar más de ellos. Debido al hecho de que el alimentador no coincidirá con la antena, aparecerán pérdidas, por lo que se subestimará la eficiencia del dispositivo en sí. Un medidor de ROE activado instalado entre el sintonizador y el transmisor asegurará que la ROE = 1 sea fija, y este efecto no se puede lograr entre el alimentador y el sintonizador, ya que hay una falta de coincidencia.

Conclusión

El beneficio del sintonizador es que le permite mantener el modo óptimo del transmisor en el proceso de trabajar con una carga inconsistente. Pero al mismo tiempo, no se puede garantizar una mejora en la eficiencia de cualquier antena (incluido el "cable largo"): los dispositivos coincidentes no tienen poder si no coinciden con el alimentador.

El bucle P, que se usa en la etapa de salida del transmisor, también se puede usar como sintonizador de antena, pero solo si hay un cambio operativo en la inductancia y cada capacitancia. En la gran mayoría de los casos, tanto manual como sintonizadores automáticos son dispositivos sintonizables de contorno resonante, independientemente de si se ensamblan en la fábrica o si alguien decidió hacer un dispositivo a juego para la antena con sus propias manos. En los manuales hay dos o tres elementos de regulación, y ellos mismos no son operativos en funcionamiento, mientras que los automáticos son caros, y para trabajos a potencias serias su coste puede ser extremadamente elevado.

Dispositivo de coincidencia de banda ancha

Tal sintonizador satisface la mayoría predominante de variaciones en las que es necesario asegurar la coincidencia de la antena con el transmisor. Dicho equipo es bastante efectivo en el proceso de trabajo con antenas utilizadas en armónicos, si el alimentador es un repetidor de media onda. En esta situación, la impedancia de entrada de la antena es diferente en diferentes bandas, pero el sintonizador permite una fácil coincidencia con el transmisor. El dispositivo propuesto puede funcionar fácilmente con potencias de transmisión de hasta 1,5 kW en la banda de frecuencia de 1,5 a 30 MHz. Tal dispositivo se puede hacer incluso con sus propias manos.

Los elementos principales del sintonizador son un autotransformador de RF en el televisor UNT-35 del sistema deflector, así como un interruptor diseñado para 17 posiciones. Es posible utilizar anillos cónicos de los modelos UNT-47/59 o cualquier otro. Hay 12 vueltas en el devanado, que se enrollan en dos hilos, mientras que el comienzo de uno se combina con el final del segundo. En el diagrama y en la tabla, la numeración de las vueltas es completa, mientras que el cable en sí está trenzado y encerrado en un aislamiento de fluoroplástico. En cuanto al aislamiento, el diámetro del hilo es de 2,5 mm, proporcionando tomas de cada vuelta, a partir de la octava, contando desde el extremo puesto a tierra.

El autotransformador se instala lo más cerca posible del interruptor, mientras que los conductores de conexión entre ellos deben tener una longitud mínima. Es posible usar un interruptor con 11 posiciones si se guarda el diseño del transformador con una cantidad no tan grande de tomas, por ejemplo, de 10 a 20 vueltas, pero en esta situación el intervalo de transformación de la resistencia también disminuirá.

Conociendo el valor exacto de la impedancia de entrada de la antena, dicho transformador se puede utilizar para adaptar la antena a un alimentador de 50 o 750 m, utilizando solo las tomas más necesarias. En tal situación, se coloca en una caja especial a prueba de humedad, luego se llena con parafina y se coloca directamente en el punto de alimentación de la antena. Por sí mismo, el dispositivo de adaptación se puede realizar como un diseño independiente o incluirse en una unidad especial de conmutación de antena de alguna estación de radio.

Para mayor claridad, la etiqueta montada en la manija del interruptor muestra la cantidad de resistencia que corresponde a esta posición. Para garantizar la compensación total de la componente inductiva reactiva, es posible conectar posteriormente un condensador variable.

La siguiente tabla indica claramente cómo la resistencia depende del número de vueltas que haya realizado. En este caso, el cálculo se realizó en base a la relación de resistencias, que está en dependencia cuadrática del número total de vueltas realizadas.