Многоконтурные схемы ламповых генераторов

Для электротермии

Эти схемы (см. рис. 7) являются основными для целой серии высокочастотных установок на частоты до 5,28 МГц. Их преимуществом является: гибкость регулировок, возможность изменения режима без отключения генератора, универсальность, Недостатки по сравнению с одноконтурной схемой: сложность схемы, большие габариты и стоимость. Подробные описания схем и методы их расчета имеются в [2].

Отличительной особенностью этих схем является наличие анодного регулятора L 1. Этот регулятор позволяет изменять напряжение на нагрузочном контуре без выключения генератора.

Короткозамкнутая катушка L КЗ перемещается внутри L 1 не выходя за ее пределы.

Рис. 7. Принципиальная схема трехконтурного генератора

для электротермии

Этим обеспечивается постоянное значение индуктивности L 1 и, следовательно, постоянство рабочей частоты генератора. Катушка L 1 разделена на две части (см. рис. 7). Когда L КЗ находится а верхней части L 1, то магнитный поток в этом месте уменьшается, следовательно, уменьшается индуктивность этой части катушки. В результате на нагрузочном контуре будет максимальное напряжение. При перемещении L кз в нижнюю часть L 1 картина будет обратной.

ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ ЛАМПОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Многоконтурная схема, может генерировать колебания на нескольких частотах. Чтобы убедиться в том, что генератор будет устойчиво работать на заданной частоте, выполняется частотный анализ. Для этого составляется эквивалентная схема генератора. В этой схеме обычно пренебрегают теми элементами, которые дают резонансные частоты, сильно отличающиеся от рабочей. Если анализ выполняется графическим методом, то пренебрегают также активными сопротивлениями. При анализе частотных характеристик на ЭВМ этого можно не делать. На рис. 8 представлена схема, эквивалентная рис. 7. В ней пренебрегается L а.б и С р, а также цепями постоянных составляющих анодного и сеточного токов.

При курсовом проектировании анализ проводится на компьютере по программе PALEC, которая имеется в вычислительной лаборатории кафедры ЭТПТ.

Рис. 8. Эквивалентная схема трехконтурного лампового генератора

На эквивалентной схеме предварительно обозначить номера узлов и ветвей. При этом анодный узел ввода должен иметь номер 1, катодный – 0, сеточный – 2, остальные нумеруются произвольно. После этого ввести исходные данные аналогично образцу, имеющемуся в вычислительной лаборатории кафедры ЭТПТ.

КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ ЛАМПОВОГО

ГЕНЕРАТОРА

Конструктивный расчет высокочастотных (ВЧ) дросселей

И контурных индуктивностей

Расчет выполняется на основе методики, изложенной в [5]. Известна формула для индуктивности цилиндрическогосоленоида:

,

где k = k(а/2R) – коэффициент Нагаока; R – радиус соленоида; a - его длина; w- число витков. Выразим L, через длину провода l:

l = 2p Rw,

длина катушки a = wh, где h – шаг намотки; тогда число витков:

,

где . Следовательно:

 

.

Обозначив ,

получим: .

Эта формула дает возможность найти длину провода, необходимого для изготовления катушки:

(1)

Обычно для высокочастот­ных дросселей 2R/a = 0,3¸0,5.

Поэтому можно принять:

F = 1,03…1,13 (см. рис. 9).

Кроме индуктивности, дроссель имеет также емкость, которая может играть значительную роль на высоких частотах. Для ее уменьшения многослойные обмотки выполняются с транспозицией (рис. 10). Этот тип намотки используется и на низких частотах для уменьшения межвиткового напряжения (сравнить максимальные напряжения между соседними витками катушек на рис. 10, а и б).

Порядок расчета блокировочного дросселя

1. Выбор диаметра провода по току дросселя. По дросселю протекает постоянная составляющая анодного тока Ia о и переменныйток, который примерно равен: I = U a / (w L а.б). Плотность тока можно принять 3 А/мм³.

2. Выбор шага намотки h и отношения 2 R/a.

3. Длина провода определяется по формуле (1).