Автор не занимался исследованиями в отношении прецизионности поддержания температуры потому, что точность поддержания температуры в схеме 1 оказалась достаточной практически для любых монтажных работ.

Нарекания были только к самой конструкции жала. Особенно досаждает его специальное покрытие, которое, конечно, продлевает срок службы жала, но изрядно досаждает в работе с паяльником. Удобство такой конструкции жала в работе с малогабаритными и поверхностными компонентами неоспоримо. Однако поверхность такого жала чрезмерно чувствительна к «чистоте» канифоли и другим факторам.

В результате, поверхность жала быстро покрывается слоем «грязи», которая мешает при пайке. Благо, что этот слой удаляется без особых осложнений.

В результате, приходится дополнительно присматриваться к используемым флюсам и припоям. Это идет только на пользу всему делу. Ведь низкокачественные паяльные материалы проявляются не только на «блеске» пайки, но и на прочности паяного соединения.

Для реализации максимальных возможностей схемы в качестве R1, R3, R5, R6, R8, R16 и R19 использованы прецизионные резисторы. Связано это с тем, что для получения максимальной стабильности температуры требуется максимальная стабильность опорного напряжения на выводе 3 ОУ DA2.1 и стабильное усиление каскада DA1. Если задаться целью «выжать из схемы все», то нужен и качественный переменный резистор R7, например, многооборотный.

Можно поступить иначе. Регулировку всего диапазона температур разбивают на поддиапазоны. При этом каждому из них соответствует и свой более узкий участок регулировки. Потребуется ступенчатое переключение. Сузив диапазон, повышаем точность установки температуры и долговременную ее стабильность. Это позволяет отказаться от использования переменного резистора.

Для контроля температуры в прибор добавлено гнездо ХТ1. К нему можно подключить цифровой вольтметр.

Следует отметить тот факт, что большинство заводских конструкций паяльных станций сложны именно по причине наличия вспомогательных функций.

Зачастую сама схема стабилизации температуры оказывается гораздо проще, чем вся остальная схема.

Плата за применение термопары — это наличие дополнительного каскада усиления напряжения, снимаемого с термопары. Каскад усиления выполнен на дешевом прецизионном зарубежном ОУ.

Весь алгоритм, вся «сложность» работы схемы сосредоточены на сравнении между собой двух напряжений на входах компаратора ОА2.1. Поэтому, если вдруг понадобилась особая ювелирная точность поддержания температуры, то в качестве ОА2.1 можно применять компаратор, а не ОУ.

Точностные характеристики схемы 1 по сравнению с [1] улучшены, поскольку изменено включение прецизионного ОУ. Устранена неработоспособность схемы прототипа.

Использован и совсем иной стабилизатор напряжения. Все это подробно рассмотрено в [2].

При интенсивной работе с чувствительными аудиоусилителями (и не только с ними) «жужжащий» паяльник малопригоден или совсем не подходит. Паяльник, эффективно излучающий помехи, создает много нештатных ситуаций. Их можно минимизировать, не применяя импульсных схем. Однако схема [1 ] при включенном паяльнике всегда коммутируется с частотой 25 Гц.

Паяльные станции [1] и [2] конструктивно также кардинально отличаются. Первое, и это самое главное,

в [2] используется профессиональный вариант — паяльник с термопарой. В [1] использован терморезистор. Однако большинство терморезисторов не могут обеспечивать такие точностные характеристики, как термопары. Именно использование термопары и определяет кажущаяся «сложность» конструкции.

Если же сравнивать схему 1 с большинством солидных заводских конструкций паяльных станций, то мы обнаружим, что эта схема явно проще.

В статье [1] предлагается схемотехнически простая конструкция паяльной станции. Автор конструкции ут

верждает, что она проще в повторении, чем конструкция [2]. Но будет ли конструкция [1] в повторении действительно проще, нежели конструкция 1? Оказывается, нет.

Высокую повторяемость схемы, прежде всего, определяют затраты времени на налаживание. Неспроста заводы-изготовители усложняют схемотехнику — зато наладка, как правило, резко упрощается. Если монтаж платы [2] отнимает не более нескольких часов, а наладка и того меньше, то повторяемость конструкции высокая. Получается, что изготовить и наладить устройство можно, следуя описанию, за один-два выходных дня.

В этом и заключается основное отличие между конструкциями [1] и [2]. Налаживание схемы [1] отнимает намного больше времени, чем ее монтаж. Это специфика всех «простых» импульсных схем.

Таким образом, конструкция [2] «сложнее» лишь в количестве паяных соединений. Чтобы удобнее рассматривать все вопросы, ее схема показана на 1.

В схему внесены некоторые дополнения. В частности, предусмотрена возможность для подключения цифрового вольтметра (дешевого китайского тестера). Так можно проще оценивать установку требуемой температуры. На практике достаточным оказывается нанесение отметок шкалы температуры на передней панели конструкции.

В конструкции 1 использован ключевой режим управления «включено/выключено» Никаких управляемых высокочастотных ШИМ генераторов в схеме 1 не предусмотрено.

Т.е. ШИМ регулирование имеет место исключительно в самом алгоритме «включено/выключено». Но все идет на инфранизких частотах и весь процесс проходит в режимах «близких» к постоянному току. Никогда при работе схема 1 не срабатывает на частотах в 10 Гц или более.

Пожалуй, один из важнейших моментов — это непосредственно конструкция паяльника [1]. На практике очень важно само изготовление паяльника с термодатчиком, а именно как установлен терморезистор возле нагревателя.

Иначе от повторяемости конструкции не остается и следа. Эти вопросы в [1] совершенно упущены из вида. В итоге, изготовление паяльника и является камнем преткновения конструкции [1]. В любом случае, внедрение в конструкцию паяльника, тем более его самостоятельное изготовление создает серьезные неудобства и проблемы при конструировании самодельных паяльных станций. Вот почему в конструкции [2] применен готовый заводской паяльник с термопарой. Такие паяльники не являются дефицитом, как было несколько лет назад.

Для изготовления генераторов большой мощности по предлагаемой технологии необходимы более мощные магниты и большее количество полюсов статора, кроме того, нужно учесть следующие основные рекомендации:

• для минимизации замыканий и утечек магнитной энергии ротора вал и основание генератора должны быть изготовлены из немагнитных материалов;

• для получения максимального КПД генератора зазоры между полюсами ротора и статора должны быть минимальными, что может быть достигнуто достаточной прочностью стакана, минимальным люфтом подшипников вала ротора, жестким креплением стакана к основанию генератора и отсутствием радиальных биений полюсов ротора;

• для исключения боковых изгибов длинных сердечников под воздействием магнитного поля враща

ющегося ротора необходимо верхние части сердечников зафиксировать кольцом из немагнитного материала.

В заключение необходимо отметить, что по данному принципу могут быть изготовлены следующие варианты составных частей генератора:

• сердечники статора могут быть П-образными, что позволит намотать катушки большего объема, а также вынимать ротор, не снимая сердечников;

• сердечники статора могут быть из магнитов, а ротор из магнитомягкой стали, который при вращении замыкает и размыкает магнитные поля сердечников статора;

• пары полюсов роторов больших диаметров могут быть индивидуальными со своими магнитами, размещенными на диске из немагнитного материала, и с возможностью центровки этих полюсов;

• основание генератора может быть из плоской прочной пластины, а сердечники статора крепиться с помощью специальных кронштейнов, содержащих регулировочные элементы для установки зазоров между полюсами ротора и статора.

Возможен также вариант генератора с многозубцовым ротором и статором, содержащим от одной до нескольких пар сердечников с катушками. При этом сердечники с катушками желательно равномерно удалить друг от друга для размещения более объемных катушек, соблюдая тот принцип, что одна половина сердечников располагается против зубцов ротора, а другая половина — между ними.

Особенность генератора состоит в том, что в отличие от магнитных роторов существующих конструкций с чередующимися полюсами разной полярности, в предлагаемой конструкции верхние полюсные наконечники имеют одну полярность, а нижние — противоположную. Такая конструкция кроме своей простоты сводит к минимуму замыкание магнитных силовых линий между полюсами по воздуху. Для получения однофазного переменного напряжения каждый полюс статора состоит из двух катушек, т.е. количество пар полюсов статора в два раза больше, чем у ротора. В состоянии покоя насыщена магнитным потоком одна половина сердечников катушек, а вторая половина сердечников, расположенных между ними, не имеет магнитного потока. Когда ротор начинает вращаться, его полюсные наконечники подходят к ненасыщенной половине и возбуждают в них ЭДС, например, положительной полярности, а в первой половине магнитный поток, убывая естественным путем через воздушное пространство, возбуждает ЭДС отрицательной полярности. Соединив между собой начала этих катушек, на их концах получим один период синусоидального напряжения. Это же происходит в остальных парах катушек. Соединив все пары катушек синфазно, получим суммарное напряжение генератора. Это подтверждают проведенные измерения.

Для изготовления действующей модели генератора использовано два чугунных маховика от магнитофона, в которых с помощью ножовки вырезано по восемь зубцов. Нижний маховик используется со штатным валом и стаканом, в котором он вращается. Верхний маховик снят со своего вала и надет на верхний конец вала нижнего маховика, чем обеспечивается их соосность. Между зубчатыми маховиками закреплены на клею два кольцевых магнита от динамических головок 6ГД-2. В качестве основания использовано два соединенных между собой силуминовых маховика от других магнитофонов. Диаметр основания должен быть на 5…6 мм меньше диаметра маховиков, из которых изготовлены полюсные наконечники ротора, что необходимо для установки соответствующих зазоров между полюсами ротора и статора.

Сердечники статора (16 шт.) собраны из прямоугольных пластин — перемычек от силовых трансформаторов. Сердечник имеет размеры 10x17x95 мм. На сердечниках выполнена бескаркасная намотка катушек проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8 мм в количестве по 220 витков (первый слой — 31 виток, последний, восьмой, слой — 24 витка). Перед намоткой провода нижние концы пластин сердечников скреплены двумя уголками из мягкой стали толщиной 2 мм и двумя винтами с гайками М4 так, чтобы между ними и краями уголков разместились три отверстия для крепления сердечников к силуминовому основанию. Среднее отверстие с резьбой М4 предназначено для упорного винта, а два крайних отверстия диаметром 4,1 мм — для крепежных винтов М4. Все отверстия сверлят по шаблону, а все сердечники пронумеровывают и на основании намечают место первого сердечника.

После этого приступают к креплению сердечников к силуминовому основанию генератора, на котором уже должен быть установлен ротор. Первый сердечник приставляют к магнитным полюсам и, в обозначенном для него месте, на основании сверлят нижнее отверстие диаметром 3,3 мм и нарезают резьбу М4. После этого сердечник слегка закрепляют винтом, корректируют его положение по полюсам ротора, намечают, сверлят и нарезают резьбу в верхнем отверстии. После этого сердечник закрепляют притянутым к полюсам ротора. Так же крепят третий сердечник, затем строго посредине между ними крепят второй сердечник. После этого первый и третий сердечники с помощью упорных винтов и путем постепенного отпускания крепежных винтов отводят от полюсов ротора. Ротор проворачивают на один шаг и устанавливают против второго сердечника, который притягивается к полюсам ротора и ориентирует его в таком положении, после чего крепят четвертый сердечник. Таким образом, поочередно закрепляют остальные сердечники с четными номерами. Затем все четные сердечники снимают, а ротор переводят своими полюсами к 1 и 3 сердечникам, упорные винты отпускают до притягивания этих сердечников к полюсам ротора для его фиксации, после чего крепят остальные сердечники с нечетными номерами.

После этого сердечники снимают и производят намотку провода. Во избежание замыкания провода на корпус, необходимо углы сердечников закруглить напильником, а место намотки заизолировать. Каждый слой обмотки промазывают клеем 88.

Начало и конец обмотки закрепляют полосками стеклоткани и клеем. Последний слой обмотки изолируют клейкой лентой.

После намотки сердечники с обмотками закрепляют на основании генератора в пронумерованном порядке. При установке каждого сердечника между полюсами вначале вставляют полоски прессшпана толщиной 0,2…0,3 мм. После одинаковой затяжки крепежных винтов, убедившись, что обе полоски прессшпана плотно прижаты к полюсам ротора, крепежные винты отпускают на 1/2 оборота, а упорный винт закручивают полностью, увеличивая зазоры, после чего полоски прессшпана вынимают. После установки всех сердечников ротор генератора должен вращаться, не касаясь сердечников. Концы каждой пары катушек соединяют между собой, а начала катушек соединяют синфазно с соседними парами. На начале первой и последней пар катушек будет суммарное напряжение при вращении ротора.

В заключение необходимо отметить, что описанная технология годится для генераторов любой мощности, но описанная конструкция при малых оборотах вырабатывает мощность около 10 Вт и является экспериментальной для подтверждения верности теоретических решений.

Проанализировав часть разнообразных конструкций генераторов, опубликованных в журналах и литературе, пришел к выводу, что изготовить их без большого объема точных токарных и слесарных работ невозможно. Учитывая это и выше приведенные соображения, автором была разработана конструкция и изготовлена действующая модель генератора, вырабатывающего однофазное синусоидальное напряжение 1 5 В при скорости вращения ротора около 100 об/мин.

При разработке преследовалась цель создать простую технологичную конструкцию, доступную для изготовления даже любителями в домашних условиях.

В результате ряда экспериментов была разработана конструкция генератора, состоящая из ротора и статора. Ротор представляет собой кольцевой постоянный магнит или систему магнитов с зубчатыми полюсными наконечниками. Статор представляет собой ряд вертикальных катушек на сердечниках из прямоугольных пластин трансформаторной стали, закрепленных на цилиндрическом основании тремя винтами, позволяющими простым путем устанавливать необходимые зазоры между полюсными наконечниками ротора и статора.

На З обозначены:

1 — полюсные наконечники ротора;

2 — кольцевые магниты;

3 — сердечник статора;

4 — катушка;

5 — хомут сердечника.