ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.02.2024
Просмотров: 583
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
3. Описание и классификация активных фильтров. Фильтр нижних частот.
4. Описание и классификация активных фильтров. Фильтр верхних частот.
5. Описание и классификация активных фильтров. Полосовые фильтры.
9. Генераторы гармонических сигналов. Теоретические сведения. Принцип работы. Генератор Буббы.
6 – 10 вопросы. Заключение по всем генераторам.
14. Принципы автоматического управления. Общие сведения о структурах систем управления. Регуляторы.
15. Электрический ток в вакууме. Вакуумный диод. Вакуумный триод.
Lн, Rн, Cн), а на интервале открытого состояния генераторной лампы – отрицательная «полуволна» тока, протекающего через нагрузочный колебательный контур.
Частота следования импульсов тока, равна частоте импульсов, поступающих на сетку генераторной лампы, и выбирается равной резонансной частоте нагрузочного колебательного контура. Таким образом, в нагрузочном колебательном контуре имеет место резонанс токов.
Добротность нагрузочного колебательного контура:
Так как добротность нагрузочного колебательного контура в установках индукционного нагрева и закалки на частотах 66 кГц и выше всегда больше 5…10, то напряжение на нагрузочном колебательном контуре несмотря на то, что форма тока не является синусоидальной, можно считать синусоидальным, и, для упрощения анализа, содержащим только первую гармонику. Для получения простых аналитических выражений, описывающих работу лампового генератора при независимом возбуждении, при анализе генератора принимаем следующие допущения.
Допущения:
На временных диаграммах введены следующие дополнительные обозначения: Uc ‑ напряжение на сетке генераторной лампы, при котором через лампу начинает протекать анодный ток;
θa ‑ угол проводимости анодного тока; θс ‑ угол проводимости тока сетки генераторной лампы; i0=IL1,0 ‑ постоянная составляющая тока, потребляемая от высоковольтного выпрямителя; iнк,1m ‑ мгновенное значение первой гармоники тока, протекающего через нагрузочный колебательный контур.
Для пояснения принципа работы лампового автогенератора и расчетов режимов его работы, необходимо иметь аналитическую зависимость тока анода генераторной лампы от угла проводимости, а также знать постоянную и гармонические составляющие анодного тока (см. на рисунке справа). Ток анода генераторной лампы имеет максимальное значение. Такой выбор начала координат позволяет получить простые аналитические выражения для постоянных гармонических составляющих анодного тока.
На интервале открытого состояния генераторной лампы при принятых допущениях ток анода генераторной лампы изменяется по закону:
если принять, что при t=0 ia=Ia.max, то составляющая тока анода равна:
Амплитудное значение гармонических составляющих анодного тока определяется из следующего уравнения:
Амплитудное значение первой гармоники анодного тока равно:
где k натуральное число.
Амплитудное значение первой гармоники напряжения на нагрузочном колебательном контуре равно:
где эквивалентное сопротивление нагрузочного колебательного контура
, настроенного на резонанс на первой гармонике, имеет вид:
На второй гармонике сопротивление нагрузочного колебательного контура носит емкостной характер и приблизительно в 2Qнк меньше, чем Rэкв.1 и поэтому можно считать справедливым принятое ранее допущение о синусоидальности напряжения на нагрузочном колебательном контуре.
Методика расчета параметров лампового генератора (с независимым возбуждением). (дополнительный файл ниже)
ЗАДАНИЕ
Основные параметры и предельные эксплуатационные данные генераторной лампы ГУ-66А
Мощная генераторная лампа ГУ-66А предназначена для усиления мощности на частотах до 30 МГц в стационарных передающих радиотехнических устройствах как в схемах с общей сеткой, так и в схемах с общим катодом, по типу электродной системы является генераторным триодом.
Таблица 1.
Габаритные размеры генераторной лампы ГУ-66А в упаковке
Транспортировку осуществлять только в вертикальном положении!
Общие сведения о генераторной лампе ГУ-66А: катод ‑ вольфрамовый торированный карбидированный прямого накала; оформление ‑ металлокерамическое с кольцевыми выводами катода и сетки; охлаждение ‑ принудительное: анода ‑ водяное; ножки – воздушное; высота не более 420 мм; диаметр не более 183 мм; масса не более 16 кг.
Рисунок 1. Генераторная лампа ГУ-66А
Таблица 2.
Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации генераторной лампы ГУ-66А
Таблица 3.
Основные технические данные генераторной лампы ГУ-66А
Принцип работы одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
Расчёт лампового генератора производится в несколько этапов: на первом этапе с помощью графоаналитического метода расчёта определяются параметры элементов схемы генератора, на втором - с помощью программы на ЭВМ численным методом рассчитывается гармонический состав токов и напряжений на элементах схемы с независимым возбуждением, а затем с самовозбуждением (с учётом корректировки параметров элементов данных схем с целью получения оптимального режима по мощности и кпд, а также заданных значений выходной частоты и колебательной мощности генераторов).
Для пояснения принципа работы и расчёта лампового автогенератора рассмотрим вначале работу лампового одноконтурного генератора с независимым возбуждением по приведенной принципиальной электрической схеме (см. Рисунок 2). В генераторе используется электронная генераторная лампа ГУ-66А.
Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
В генераторе энергия постоянного тока, подводимая к анодной цепи от выпрямителя, преобразуется в энергию переменного тока высокой частоты и принцип работы генератора основан на том, что за счёт импульсов сеточного напряжения генераторная лампа периодически закрывается и открывается, и поэтому через нагрузочный колебательный контур протекает ток, имеющий импульсную форму и содержащий первую, вторую и более высокие гармоники.
Блокировочный дроссель
предназначен для сглаживания тока. Он защищает источник питания от попадания в него переменной составляющей анодного тока через выпрямитель и согласующий трансформатор. Дроссель также играет роль индуктивного накопителя, за счёт которого поддерживается ток через нагрузочный колебательный контур в период закрытого состояния лампы. Конденсатор 
называется разделительным и служит для защиты цепей нагрузки от попадания постоянной составляющей тока от источника напряжения
Частота следования импульсов тока, равна частоте импульсов, поступающих на сетку генераторной лампы, и выбирается равной резонансной частоте нагрузочного колебательного контура. Таким образом, в нагрузочном колебательном контуре имеет место резонанс токов.
Добротность нагрузочного колебательного контура:
Так как добротность нагрузочного колебательного контура в установках индукционного нагрева и закалки на частотах 66 кГц и выше всегда больше 5…10, то напряжение на нагрузочном колебательном контуре несмотря на то, что форма тока не является синусоидальной, можно считать синусоидальным, и, для упрощения анализа, содержащим только первую гармонику. Для получения простых аналитических выражений, описывающих работу лампового генератора при независимом возбуждении, при анализе генератора принимаем следующие допущения.
Допущения:
-
Сглаживающий дроссель L1 полностью “сглаживает” ток id, id=Id; -
Напряжение на накопительном (разделительном) конденсаторе C1 полностью сглажено, uc1=Ud; -
Частота ω напряжения на сетке генераторной лампы равна резонансной частоте нагрузочного колебательного контура:
-
Напряжение на нагрузочном колебательном контуре изменяется по закону:
-
Форма тока анода генераторной лампы на интервале проводимости лампы повторяет форму напряжения uc, подаваемого на сетку генераторной лампы, сдвиг по фазе между первыми гармониками анодного тока и напряжения на сетке равен нулю.
На временных диаграммах введены следующие дополнительные обозначения: Uc ‑ напряжение на сетке генераторной лампы, при котором через лампу начинает протекать анодный ток;
θa ‑ угол проводимости анодного тока; θс ‑ угол проводимости тока сетки генераторной лампы; i0=IL1,0 ‑ постоянная составляющая тока, потребляемая от высоковольтного выпрямителя; iнк,1m ‑ мгновенное значение первой гармоники тока, протекающего через нагрузочный колебательный контур.
Для пояснения принципа работы лампового автогенератора и расчетов режимов его работы, необходимо иметь аналитическую зависимость тока анода генераторной лампы от угла проводимости, а также знать постоянную и гармонические составляющие анодного тока (см. на рисунке справа). Ток анода генераторной лампы имеет максимальное значение. Такой выбор начала координат позволяет получить простые аналитические выражения для постоянных гармонических составляющих анодного тока.
На интервале открытого состояния генераторной лампы при принятых допущениях ток анода генераторной лампы изменяется по закону:
если принять, что при t=0 ia=Ia.max, то составляющая тока анода равна:
Амплитудное значение гармонических составляющих анодного тока определяется из следующего уравнения:
Амплитудное значение первой гармоники анодного тока равно:
где k натуральное число.
Амплитудное значение первой гармоники напряжения на нагрузочном колебательном контуре равно:
где эквивалентное сопротивление нагрузочного колебательного контура
, настроенного на резонанс на первой гармонике, имеет вид:
На второй гармонике сопротивление нагрузочного колебательного контура носит емкостной характер и приблизительно в 2Qнк меньше, чем Rэкв.1 и поэтому можно считать справедливым принятое ранее допущение о синусоидальности напряжения на нагрузочном колебательном контуре.
Методика расчета параметров лампового генератора (с независимым возбуждением). (дополнительный файл ниже)
ЗАДАНИЕ
| Напряжение питающей сети,  | 380 В |
| Частота питающей сети,  | 50 Гц |
| Число фаз питающей сети | 3 |
| Рабочая частота,  | 5,28 МГц |
| Выпрямленное напряжение,  | 10 кВ |
| Плазмообразующий газ | Воздух (Air) |
| Тип генераторной лампы | ГУ-66А |
| Мощность нагрузочного колебательного контура,  | 60 кВт |
| Угол проводимости анодного тока,  | 60 град |
| Добротность нагрузочного контура,  | 15 |
| Коэффициент использования анодного напряжения,  | 0,9 |
Основные параметры и предельные эксплуатационные данные генераторной лампы ГУ-66А
Мощная генераторная лампа ГУ-66А предназначена для усиления мощности на частотах до 30 МГц в стационарных передающих радиотехнических устройствах как в схемах с общей сеткой, так и в схемах с общим катодом, по типу электродной системы является генераторным триодом.
Таблица 1.
Габаритные размеры генераторной лампы ГУ-66А в упаковке
| Длина | 68 см |
| Ширина | 69 см |
| Высота | 92 см |
| Объем | 0,43 м3 |
| Масса вместе с упаковкой | 30 кг |
Транспортировку осуществлять только в вертикальном положении!
Общие сведения о генераторной лампе ГУ-66А: катод ‑ вольфрамовый торированный карбидированный прямого накала; оформление ‑ металлокерамическое с кольцевыми выводами катода и сетки; охлаждение ‑ принудительное: анода ‑ водяное; ножки – воздушное; высота не более 420 мм; диаметр не более 183 мм; масса не более 16 кг.
Рисунок 1. Генераторная лампа ГУ-66А
Таблица 2.
Допустимые воздействующие факторы при эксплуатации генераторной лампы ГУ-66А
| Наименование | Значение |
| Температура окружающей среды, 0С | от -10 до +55 |
| Относительная влажность воздуха при температуре до 25 0С, % | 98 |
Таблица 3.
Основные технические данные генераторной лампы ГУ-66А
| Электрические параметры триода ГУ-66А | |
| Напряжение накала, В | 13,5 |
| Ток накала, А | 200-250 |
| Крутизна характеристики (при напряжении анода 2 кВ, токах анода 6 и 12 А), мА/В | 95-125 |
| Коэффициент усиления (при напряжении анода 4 кВ, токе анода 8 А) | 39-53 |
| Межэлектродные ёмкости, пФ, не более | |
| - входная | 160 |
| - выходная | 3 |
| - проходная, не более | 55 |
| Напряжение запирания отрицательное (при напряжении анода 10 кВ, токе анода , 0,1 А), В | 300 |
| Мощность выходная (при напряжении анода 10 кВ), кВт, не менее | 100 |
| Максимальные предельно допустимые эксплуатационные данные триода ГУ-66А | |
| Наибольшее напряжение накала, В | 14 |
| Наибольший пусковой ток накала, А | 360 |
| Наибольшее напряжение, кВ | |
| - анода (постоянное) | 10 |
| - запирания (мгновенное значение по абсолютной величине) | -1,5 |
| Наибольшая мощность рассеивания, кВт | |
| - анодом | 60 |
| - сеткой | 1,3 |
| Наибольшая рабочая частота, МГц | 30 |
| Наибольшая температура ножки и спаев керамики с металлом, 0С | 200 |
Принцип работы одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
Расчёт лампового генератора производится в несколько этапов: на первом этапе с помощью графоаналитического метода расчёта определяются параметры элементов схемы генератора, на втором - с помощью программы на ЭВМ численным методом рассчитывается гармонический состав токов и напряжений на элементах схемы с независимым возбуждением, а затем с самовозбуждением (с учётом корректировки параметров элементов данных схем с целью получения оптимального режима по мощности и кпд, а также заданных значений выходной частоты и колебательной мощности генераторов).
Для пояснения принципа работы и расчёта лампового автогенератора рассмотрим вначале работу лампового одноконтурного генератора с независимым возбуждением по приведенной принципиальной электрической схеме (см. Рисунок 2). В генераторе используется электронная генераторная лампа ГУ-66А.
Рисунок 2. Принципиальная электрическая схема одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением
В генераторе энергия постоянного тока, подводимая к анодной цепи от выпрямителя, преобразуется в энергию переменного тока высокой частоты и принцип работы генератора основан на том, что за счёт импульсов сеточного напряжения генераторная лампа периодически закрывается и открывается, и поэтому через нагрузочный колебательный контур протекает ток, имеющий импульсную форму и содержащий первую, вторую и более высокие гармоники.
Блокировочный дроссель
предназначен для сглаживания тока. Он защищает источник питания от попадания в него переменной составляющей анодного тока через выпрямитель и согласующий трансформатор. Дроссель также играет роль индуктивного накопителя, за счёт которого поддерживается ток через нагрузочный колебательный контур в период закрытого состояния лампы. Конденсатор называется разделительным и служит для защиты цепей нагрузки от попадания постоянной составляющей тока от источника напряжения
