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 . Кроме этого, он играет роль емкостного накопителя, за счёт которого поддерживается ток через нагрузочный колебательный контур в период открытого состояния лампы.

Колебания в нагрузочном контуре при работе генератора на плазму затухают очень быстро, поэтому колебательному контуру нужна подпитка энергией на каждом периоде, а для этого и служит генераторная лампа. Таким образом, генераторная лампа – это электронный коммутатор, позволяющий передавать энергию в нагрузочный колебательный контур: на интервале своего закрытого состояния от входного дросселя (при этом формируется положительная полуволна тока, протекающего через нагрузочный колебательный контур), а на интервале своего открытого состояния – от накопительного конденсатора (при этом формируется отрицательная полуволна тока, протекающего через нагрузочный колебательный контур). При работе генераторной лампы в ключевом режиме на интервале её открытого состояния может возникнуть короткое замыкание, что может существенно исказить синусоидальный режим колебаний в нагрузочном контуре, поэтому лампу ставят не в ключевой, а в генераторный режим работы и с помощью не жёсткого, а плавного синусоидального включения запирания лампы по сетке, добиваются синхронизации подкачки энергии с колебательным процессом в нагрузочном контуре. Достигается это либо с помощью задающего сеточного генератора, либо с помощью отрицательной обратной связи в автогенераторах.

При анализе схемы (см. Рисунок 2) принимаем следующие допущения:

1. сглаживающий дроссель полностью “сглаживает” ток , ;

2. напряжение на накопительном (разделительном) конденсаторе полностью сглажено, ;

3. частота ω напряжения на сетке генераторной лампы равна резонансной частоте нагрузочного колебательного контура ;

4. форма тока анода генераторной лампы на интервале проводимости лампы повторяет форму сеточного напряжения , подаваемого на сетку генераторной лампы, сдвиг по фазе между первыми гармониками анодного тока и напряжения на сетке равен нулю;

5. напряжение на нагрузочном колебательном контуре изменяется по закону .

Для данной схемы также справедливы следующие уравнения:

• или ;

• или .

Постоянная составляющая тока через конденсатор равна нулю, поэтому

Расчёт параметров одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением

Расчет параметров производился для принципиальной электрической схемы лампового генератора с независимым возбуждением (см. Рисунок 2).

1. Амплитудное значение первой гармоники напряжения на нагрузочном контуре:

(1)

.

2. Амплитудное значение первой гармоники тока анода генераторной лампы:

(2)

.

3. Максимальное значение тока анода генераторной лампы.

В современных промышленных генераторах, исходя из приемлемого КПД и гармонического состава анодного тока лампы, угол примерно равен .

(3)

(4)

.

4. Определение значения тока анода генераторной лампы:

(5)

(6)

.

5. Минимальное значение напряжения на аноде генераторной лампы:

(7)

.

6. Мощность, потребляемая от выпрямителя:

(8)

.

7. Мощность потерь на аноде генераторной лампы:

(9)

.

8. Потери на аноде генераторной лампы не должны превышать потери по паспорту на генераторную лампу.

9. Коэффициент полезного действия:

(10)

.

10. Эквивалентное сопротивление нагрузочного контура для первой гармоники тока:

(11)

.

11. На анодных характеристиках лампы (см. Рисунок 3) проводим вертикальную линию из точки и , горизонтальную линию из точки и . По точке пересечения этих линий определяется значение напряжения на сетке генераторной лампы .

Рисунок 3. Анодные характеристики генераторной лампы ГУ-66А

По результатам построений .

12. На анодных характеристиках лампы строим зависимость (см. Рисунок 4):

;

.

Рисунок 4. Андные характеристики генераторной лампы ГУ-66А и график зависимости

По точкам пересечения анодных характеристик генераторной лампы и построенной зависимости строим динамическую анодно-сеточную характеристику (см. Рисунок 5).

Рисунок 5. Динамическая анодно-сеточная характеристика

13. По линейному участку динамической анодно-сеточной характеристики находим динамическую крутизну генераторной лампы и .

(12)

14. Амплитудное значение переменной составляющей напряжения на сетке генераторной лампы рассчитывается следующим образом:

(13)

.

15. Постоянная составляющая напряжения на сетке генераторной лампы и :

(14)

(15)

(16)

;

;

.

16. Определение постоянной составляющей анодного тока

(17)

(18)

где находим из сеточной характеристики при для (см. Рисунок 6)

Рисунок 6. Сеточные характеристики генераторной лампы ГУ-66А

;

;

.

17. Определение амплитудного значения первой гармоники тока сетки генераторной лампы

(19)

(20)

;

.

18. Определение сопротивления сетки для первой гармоники сеточного тока

(21)

.

19. Определение сопротивления сетки

(22)

.

20. Мощность потерь на сетке генераторной лампы

(23)

.

21. Определение амплитудного значения первой гармоники переменной составляющей напряжения на накопительном (разделительном) конденсаторе

(24)

.

22. Определение величины емкости конденсатора

(25)

.

23. Определение амплитудного значения первой гармоники переменной составляющей тока, протекающего через сглаживающий дроссель

(26)

.

24. Определение величины индуктивности сглаживающего дросселя

(27)

.

25. Определение величины емкости конденсатора

(28)

.

26. Определение величины сопротивления резистора

(29)

.

27. Определение величины индуктивности катушки

(30)

.

28. Определение величины емкости конденсатора

(31)

.

29. Определение величины индуктивности катушки

(32)

.

30. Определение активного сопротивления нагрузки

(33)

.

31. Определение индуктивности нагрузки

(34)

.

32. Определение величины емкости нагрузочного колебательного контура

(35)

.

В промышленных ламповых автогенераторах сеточное напряжение получают за счет контура обратной связи сеточной цепи (ламповые автогенераторы).