Файл: Бабаянц, С. С. Микропроволочные элементы радиоустройств учебное пособие для подготовки рабочих на производстве.pdf

Контрольные вопросы

1.Чем отличаются изделия основного производства от изделий вспомогатель» ного производства?

2.Что называется производственным и технологическим процессами?

3.Чем характеризуется операция, переход и прием?

4.Назовите основные типы производства.

5. Что такое предметная и технологическая специализация цеха?

6.Какие цеха и хозяйства включает предприятие, выпускающее элементы?

7.Перечислите виды технической документации.

8.Что содержат деталировочные и сборочные чертежи элементов?

9.Охарактеризуйте операционно-технологические, маршрутно-технолориь ческие карты и производственные инструкции.

ГЛАВА ВТОРАЯ

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ

2-1. Назначение и классификация элементов

Применяемые в радиоэлектронных устройствах элементы имеют самое различное назначение.

Трансформаторы по назначению делятся на силовые, низко­ частотные и импульсные. Наиболее широкую и распространенную группу составляют силовые трансформаторы, обеспечивающие пи­ тание различных электрических цепей (около 70% всех трансформа­ торов). Низкочастотные трансформаторы применяются в качестве элемента связи между источником сигнала и входом усилителя, между двумя усилителями или между усилителем и нагрузкой.' По месту расположения в схеме такие трансформаторы делятся на входные, междукаскадные и выходные. Особую группу составляют импульсные трансформаторы, которые используются для трансфор­ мации импульсов малой длительности. Импульсные трансформаторы применяются в импульсной технике, гидролокации в ультразвуко­ вых схемах; их мощность в импульсном режиме может достигать больших значений.

Трансформаторы классифицируются по мощности, силе тока, рабочей частоте, напряжению, по режиму работы и применению. Но величине номинальной мощности трансформаторы делятся на малые, средние и большие.

К малым относятся трансформаторы мощностью в единицы и десятки вольт-ампер, к трансформаторам средней мощности — мощ­

однофазными. Трехфазные трансформаторы применяются редко. По рабочей частоте питания трансформаторы делятся на группы:

нормальной частоты — до 50 гц, повышенной частоты — от 100

13

до 10 000 гц, ультразвуковой частоты — свыше 10 000 гц и высокой частоты — свыше 100 000 гц.

По напряжению трансформаторы делятся на низковольтные и высоковольтные. Рабочее напряжение характеризует величину, на которую должна быть рассчитана изоляция какой-либо одной, не­ скольких или всех обмоток трансформатора.

К низковольтным трансформаторам относятся трансформаторы низкого напряжения, у которых рабочее напряжение в любой обмотке не превышает 1000—1500 в.

Высоковольтные трансформаторы делятся на два типа. Пер­ вый тип трансформаторов имеет высокое номинальное напряжение свыше 1500 в. Такие трансформаторы имеют надежную изоляцию между отдельными обмотками трансформатора, между каждой об­ моткой и корпусом, а также слоевой изоляции в высоковольтных обмотках. Во втором случае рабочие напряжения в обмотках невы­ соки, но в силу схемных особенностей высокие напряжения сущест­ вуют между обмотками или между какой-либо обмоткой и корпусом. При этом трансформатор считается высоковольтным, так как требуется выполнение высоковольтной изоляции между обмотками или обмоткой и корпусом. Однако слоевая изоляция в этом случае будет низковольтной.

По режиму работы трансформаторы могут быть продолжитель­ ного, кратковременного, повторно-кратковременного режимов ра­ боты, а также разового действия. Импульсные режимы работы, когда паузы во много раз превышают время работы, т. е. продол­ жительность включения составляет проценты и доли процента, занимают особое место среди повторно-кратковременных режимов.

Трансформаторы имеют самую различную область применения, которая определяет их срок службы и условия эксплуатации, в частности, наибольшую температуру окружающей среды (табл. 2-1).

Таблица 2-1

Дроссели используются в фильтрах питания (сглаживающие дроссели), в фильтрах выпрямителей, где вместе с другими эле­ ментами фильтра служат для уменьшения пульсаций, которые полу­ чаются после выпрямления переменного тока. Дроссели приме­

14

няются также в различных низкочастотных фильтрах и избиратель­ ных цепях (дроссели переменного тока или индуктивные катушки низких частот) и в различных стабилизаторах и регуляторах (дрос­ сели насыщения или управляемые дроссели).

Катушки индуктивности в зависимости от назначения делятся на низкочастотные (катушки контуров и связи) и высокочастот­ ные. Катушки контуров могут быть с постоянной индуктивностью и с переменной индуктивностью (вариометры).

Свойства катушек индуктивности характеризуются следую­ щими основными параметрами: величиною и допуском на индуктив­ ность, добротностью, собственной емкостью и стабильностью.

Индуктивность пропорциональна квадрату числа витков, диа­ метру катушки и обратно пропорциональна ее длине. При введе­ нии в катушку замкнутого магнитного сердечника ее индуктивность увеличивается. Общим свойством катушек индуктивности является противодействие всякому изменению протекающего через них тока. Переменному току катушки оказывают индуктивное сопротивление

шое. В зависимости от назначения индуктивность катушек может колебаться от нескольких наногенри до нескольких десятков миллигенри. Эти единицы связаны соотношением: 1 гн = 103 мгн —

=106 мкгн = 109 нгн.

Величина возможного допуска индуктивности определяется так­

же назначением катушки: для контуров в пределах 0,2—0,5%, для катушек связи — 10—15%. Добротность катушек индуктивно­ сти влияет на свойства схемы и колеблется в пределах 50—300.

Добротность Q = oiL/r определяется активным сопротивлением г при заданной частоте со и индуктивности L. В свою очередь актив­ ное сопротивление катушки складывается из сопротивления провода, сопротивления, вносимого диэлектрическими потерями в каркасе, собственной емкостью, потерями в экранах, сердечниках и пр. Для повышения добротности катушки необходимо снизить актив­ ное сопротивление катушки.

Собственная емкость катушек индуктивности обусловливается распределенной емкостью между отдельными витками и емкостью между обмоткой и корпусом элемента (землей). Собственная ем­ кость увеличивает индуктивность, понижает стабильность и доб­ ротность катушки.

Стабильность катушки характеризуется изменением ее пара­ метров под воздействием температуры и влажности.

Реле предназначено для коммутации (переключения) электри­ ческих цепей в схеме и позволяет осуществить необходимое взаи­ модействие в работе отдельных цепей радиоэлектронного устрой» стба.

15

Магнитные элементы, применяемые в устройствах памяти и логики, предназначены для записи, хранения и выдачи кодов чи­ сел. Наиболее важными показателями запоминающих устройств являются емкость и время обращения к запоминающему устройству. Емкость определяется количеством чисел и команд, которое одно­ временно может храниться в этом устройстве. Время обращения представляет собой время, необходимое для записи и считывания числа. Кроме того, элементы запоминающих и логических устройств характеризуются длительностью хранения информации, экономич­ ностью и др.

Стоимость элементов различна. Для бытовой, массовой радиовещательной и телевизионной аппаратуры при минимальных размерах и массе требуется их возможная дешевизна.

Экономические связи со странами Африки и Азии потребовали применение аппаратуры, пригодной к эксплуатации в тропическом климате, с характерными условиями — высокой влажностью, повышенной температурой и активной микро­ биологической (грибковой) средой. Прогресс авиационной техники требует непре­ рывного повышения температуры до 500—600° С.

Использование атомной энергии в мирных целях требует производства эле­ ментов, выдерживающих интенсивные радиоактивные облучения.

Область применения аппаратуры, в которой используются элементы, очень широка и этим определяется как многообразие их конструкции, так и многообра­ зие применяемых методов производства.

2-2. Конструкция элементов

Конструкции трансформатора (рис. 2-1) и дросселя определя­ ются типом магнитопровода (сердечника) и видом применяемой' катушки. Катушка может иметь каркас, изготовленный из электро­ изоляционного материала, первичную обмотку и одну или несколько вторичных обмоток, изолированных друг от друга при помощи электроизоляционных материалов.

Если к первичной обмотке трансформатора приложить пере­ менное напряжение Ult то во вторичной будет возбуждаться элек­ тродвижущая сила Е2, во столько раз большая Ub во сколько количество витков вторичной обмотки w2 больше первичной wp.

Отношение E2/U 1 называется коэффициентом трансформации и обозначается £тр,

k1.p = w2/w1 = E2/U1.

Коэффициент трансформации показывает, во сколько раз пони­ жается или повышается напряжение питающей обмотки.

Трансформаторы используются также для преобразования со­ противлений. Если во вторичную обмотку трансформатора включить сопротивление нагрузки R H, то первичная обмотка будет оказы­ вать сопротивление переменному току

Ri — R Jklr

16

Подбирая коэффициент трансформации £тр, можно получить сопротивление R u необходимое для наилучшей передачи мощности от источника к сопротивлению нагрузки.

Для оценки трансформатора наиболее важными характеристи­ ками являются:

а) номинальная полезная мощность Утр; выражается она в вольтамперах

Тр ^ I 2, в • (I,

где U2 и / 2 — действующие значения напряжения и токов нагрузки; б) коэффициент полезного действия (к. п. д.) ц.

Рис. 2-1. Конструкции низко­ частотных трансформаторов: а — типовой обычный; б — жаропрочный

У трансформаторов малой мощности к. и. д. ц = 0,85 -ч- 0,9. Существует очень много конструктивных разновидностей тран­ сформаторов. Основным фактором, определяющим характер кон­ струкции трансформатора,, является тип конструкции магнитопровода или сердечника. Однофазные трансформаторы выполняют

броневыми, стержневыми и тороидальными.

Катушка у броневого трансформатора располагается на сред­ нем стержне. У стержневого трансформатора катушки находятся на обоих стержнях. В отдельных случаях применяются стержневые трансформаторы с одной катушкой на одном из стержней и запол­ няющей все окно. У тороидального трансформатора обмотки нама­ тываются непосредственно на сердечник равномерно по окружности.

Каждый из этих типов трансформаторов имеет свои достоин­ ства и недостатки, определяющие целесообразность их примене­ ния. Сердечник трахфазного трансформатора внешне похож на

'поневой сердечник однофазного. Однако этот сердечник стержневой. Гри катушки (три фазы) располагаются каждая на своем стержне.

Катушки индуктивности могут быть экранированные и неэкранированные, катушки без сердечников и катушки с магнитными или немагнитными сердечниками, однослойные и многослойные, цилин­ дрические, плоские и печатные. Низкочастотные катушки анало­ гичны трансформаторам, но имеют только одну обмотку. Сердечники низкочастотных катушек изготавливаются из электротехнической стали, пермаллоя или феррита. В высокочастотных цепях приме­ няются катушки без сердечников или с сердечниками из высоко­ частотных магнитных материалов — феррита и альсифера. Микро­ миниатюрные катушки индуктивности отличаются особенно малыми

ные катушки могут быть выполнены с выдвижным сердечником. Электромагнитные реле в зависимости от тока, питающего об­ мотку, делятся на реле постоянного тока (рис. 2-2) и переменного тока. При протекании тока через катушку 2 возбуждается магнит­ ный поток, под действием которого якорь 5 поворачивается и при­ тягивается к магнитопроводу 1, замыкая контакты 3\ 4. Если от­ ключить ток от катушки, то якорь и контакты вернутся в исходное

положение (отпускание реле).

Основные технические характеристики реле: а) схема и количество контактных групп;

б) ток срабатывания и ток отпускания реле, от которого зави­ сит тяговое усилие, развиваемое реле.

Контакты реле могут быть прижимными и притирающимися. От их работы зависит надежность реле. На поверхности контак­ тов всегда имеются микроскопические неровности и соприкосно­ вение контактов может происходить в ограниченном числе точек. Образующееся за счет этого сопротивление в месте перехода тока $ одной контактной поверхности на другую носит название пере­ ходного сопротивления.

13