книги из ГПНТБ / Тимофеев В.М. Проектирование радиопередающих устройств пособие по курсовому и дипломному проектированию

Постоянное напряжение, приложенное к блокировочному

жен иметь: 1) ёмкость 1000 пф, 2) выдерживать постоянное на­ пряжение —3000 в и 3) пропускать ток 4,1 а на волне 15 м. Подходящим для этой дели будет конденсатор типа КВКТ-1, имеющий рабочее напряжение постоянного тока Е раб = Ъ кв, ёмкость С= 1500 пф и допустимый ток на 'волне 15 м I доп =9,5 а.

Разделительный конденсатор в фидере

Необходимо выбрать разделительные конденсаторы в фиде­ ре для выходной ступени передатчика с анодной модуляцией, работающего по схеме рис. V.8.

Задано:

ёмкость каждого конденсатора

Сф =1500 пф,

диапазон волн 15—45 м, мощность в фидере в телефон­ ном режиме Рф =50 кет,, волновое сопротивление фиде­ ра Рф =300 ом,

анодное напряжение в теле­ фонном режиме Е а =7 кв, коэффициент глубины модуля­ ции m = 1,

максимальное напряжение на конденсаторе

Еа м акс = Еанес(\ + Ш) = 14 К в .

Ёмкость для включения >в фидер выбирается по току, допу­ стимому для данного типа конденсатора и реактивной мощно­ сти (напряжение высокой частоты на конденсаторе невелико и

Реактивную мощность следует рассчитывать на самой длин­ ной волне диапазона (ток фидера от длины волны почти не зависит).

101

По данным и согласно расчёту следует выбрать конденса­ торы с ёмкостью 1500 пф на напряжение 14 кв, эффективный ток конденсатора 16 а и реактивную мощность 6,7 ква.

Отвечающими условиям будут керамические «горшковые» конденсаторы КВКТ-13, имеющие данные:

номинальная ёмкость 1000 пф (взять 2 параллельно), . допустимое рабочее, напряжение 20 кв, допустимая реактивная мощность 15 ква,

допустимый реактивный ток на волне 15 м — 9,5 а.

По заданной ёмкости (1500 пф) и току следует поставить в каждый провод фидера по два параллельно соединённых кон­ денсатора.

Выбор конденсатора контура на средних волнах

Необходимо подобрать конденсатор в контур, изображён­ ный на схеме рис. V.9.

Ёмкость конденсатора Ci = C2=900 пф. Рабочая волна Х= 300 м.

Амплитуда напряжения на контуре в телефонном режиме (режим несущей) V KHec =16 кв.

Модуляция на анод в данной ступени с т = 1 .

П о р я д о к р а с ч ё т а :

Величина максимального мгновенного напряжения на емкости одного плеча

Следовательно, для одного плеча двухтактной схемы нужно взять конденсатор с ёмкостью 900 пер, выдерживающий ток 39 а

102

Применение переменных конденсаторов для связи с фиде­ ром коротковолнового передатчика получило весьма широкое распространение благодаря простоте осуществления и удобст­ ву плавной регулировки во время работы передатчика.

Нейтродинные переменные конденсаторы выполняются обыч­ но цилиндрического типа (см. далее). В связи с широким рас­ пространением инверсной схемы, а также мощных тетродов и пентодов нейтродинные конденсаторы применяются редко.

В последнее время широкое применение получил способ на­ стройки контура путём плавного изменения индуктивности (ка­ тушки со скользящими контактами), вследствие чего примене­ ние воздушных конденсаторов переменной ёмкости постепенно сокращается.

Основные требования, предъявляемые к конденсаторам пе­ ременной ёмкости при заданной максимальной ёмкости, таковы:

1.Возможно малая начальная ёмкость.

2.Малые потери в диэлектрике (в изоляторах).

3.Достаточная электрическая прочность.

4.Надёжные контакты в скользящих частях.

Взависимости от назначения к конденсатору могут предъяв­ ляться и дополнительные требования (стабильность величины ёмкости, определённые габариты и вес, точность величин ём­ кости секций и т. д.). В стационарных передатчиках почти ис­ ключительно применяются прямоёмкостные конденсаторы, наи­ более простые по конструкции. В маломощных (передвижных) передатчиках применяются и прямочастотные конденсаторы, удобные для получения равномерной шкалы настройки.

Конденсаторы переменной ёмкости по конструкциям разде­ ляются на два основных типа:

а) плоские с вращающейся подвижной системой; б) цилиндрические с подвижной системой, движущейся по­

ступательно.

ще к а м и . Одна из широко распространённых конструкций конденсатора представлена на рис. V.10. В этой конструкции ос­ нованием конденсатора служат щёки 1, литые из алюминия или силумина и скреплённые между собой .стяжками 2. В щёках укреплены подшипники 5 и 4 (в виде втулок из латуни или брон­ зы), оси ротора 5.

Резьба на этих втулках позволяет несколько перемещать ро­ тор в осевом направлении (для регулировки зазора между под­ вижными и неподвижными пластинами).

Неподвижные пластины скреплены между собой гребёнка­ ми 6 из дюралюминия, имеющими прорези, в которые пластины вставлены и зачеканены. Гребёнки крепятся к изоляционным

104

планкам 7 (из микалекса или керамики) болтами 8 и контакт­ ными шпильками 9, которые служат для соединения конденса­ тора в схеме. Планки 7 закреплены на щёках конденсатора при помощи болтов 10 и контактных шпилек 11.

Подвижные пластины крепятся к оси таким же способом, т. е. вставляются в прорези оси и зачеканиваются. Включение к подвижным пластинам осуществляется щётками 12, укреплён­ ными на оси ротора и скользящими по контактному кольцу 13, установленному на одной из щёк.

Щётки состоят из нескольких пластин фосфористой бронзы. Последняя пластина набора, укорочена и служит пружиной, прижимающей щётку к контактному кольцу. Такая конструк­ ция щёток обычно применяется при токах через конденсаторы до 7=10 а.

На рис. V.10 показан конденсатор, установленный на изо­ ляторах 14.

щёк. Его основанием служат трубчатые фарфоровые или кера­ мические изоляторы 1, 2. Подшипники оси ротора крепятся в кронштейнах 3, которые зажимаются между верхними и нижни­ ми изоляторами.

Система неподвижных пластин 4 собирается на двух гребён­ ках 6 из латуни. Гребёнки крепятся на четырёх верхних изоля­ торах 1. Подвижные пластины 5 вставлены в прорези оси рото­ ра 7 и зачеканены. Задний подшипник 8 оси ротора представ­ ляет собой обычный подшипник скольжения; передний 9 являет­ ся шариковым.

106

Регулировка зазора между пластинами производится с по­ мощью упорного винта подшипника 11 и втулки заднего под­ шипника, имеющей резьбу. Контакт с ротором осуществляется посредством двух пружин (из фосфористой бронзы) 12, обжи­ мающих ось ротора и помещённых в держателе подшипника 13. Для соединения конденсатора в схеме служат контактные бол­ ты 10, 14.

Преимущество конденсатора такой конструкции заключает­ ся в возможности работы на более высоких напряжениях высо­ кой частоты (так как расстояния по изоляции увеличены). Кро­ ме того, эти конденсаторы имеют меньшую начальную ёмкость. Такая конструкция может быть выполнена в .виде сдвоенного конденсатора, применяемого в двухтактной схеме или для связи

двухтактных схем применяются часто симметричные сдвоенные конденсаторы.

На рис. V.12 показан общий вид и поперечный разрез сдво­ енного конденсатора переменной ёмкости, напоминающий по своей конструкции конденсатор, изображённый на рис. V.10 (одинаковые детали обозначены одинаковыми цифрами). Здесь имеются две группы неподвижных пластин, каждая из групп крепится к своей паре гребёнок, взаимно изолированных.

§ 5. Расчёт ёмкости воздушных конденсаторов

Максимальная ёмкость конденсатора является основным его параметром. Исходя из заданной максимальной ёмкости, можно определить необходимые размеры конденсаторов (площадь, чис-

107

ло пластин для плоского конденсатора, диаметр и длину цилинд­ ров для цилиндрического).

Ёмкость плоского воздушного конденсатора определяется по

Обычно в целях уменьшения начальной ёмкости, а также по конструктивным соображениям подвижная пластина изготов­ ляется в виде сегмента (несколько меньше полукруга); в этом случае площадь пластин должна быть подсчитана особо в со­ ответствии с формой.

Максимальная ёмкость цилиндрического конденсатора рас­

По этой формуле легко определить необходимую длину пе­ рекрытия цилиндров, исходя из заданной величины ёмкости и задавшись отношением радиусов. Расчёт не учитывает рассеян­ ной ёмкости и найденное значение получается с некоторым за­ пасом.

Величина воздушного зазора в конденсаторах выбирается, исходя из допустимого градиента электрического поля.

Электрическое поле в конденсаторе неравномерно. Наиболь­ ший градиент поля получается у краёв пластин и заострённых мест. Он определяет максимальное рабочее напряжение кон­ денсатора.

108

Для увеличения рабочего напряжения конденсатора края пластин должны быть хорошо закруглены, причём, чем больше радиус закругления, тем выше может быть рабочее напряже­ ние, так как это снижает градиент поля.

Радиус закругления не может быть больше половины тол­ щины пластины. Поэтому для увеличения допустимого рабоче­ го напряжения необходимо увеличить толщину пластины.

Увеличение зазора d между пластинами при неизменной их толщине приводит к очень медленному уменьшению градиента около краёв пластин, что уменьшает ёмкость конденсатора. Следовательно, для сохранения заданной ёмкости требуется увеличить количество пластин, что приводит к увеличению га­ баритов и начальной ёмкости конденсатора.

При установлении допустимого градиента поля конденсато­ ра исходят из необходимости обеспечить некоторый запас элек­ трической прочности.

При проектировании конденсаторов обычно исходят из ам­

Эта норма учитывает, что в рабочей схеме, кроме напря­ жения высокой частоты U, между пластинами может быть ещё приложено и постоянное напряжение Е (примерно равное ему по величине). Если между пластинами действует только напря­

ми берётся, исходя из амплитуды напряжения в максимальном режиме Uмакс при ЕдоП= 5 кв/см.

Опыт показывает, что при модуляции допустимый градиент поля, отнесённый к амплитуде напряжения в максимальном режиме, может быть повышен по сравнению с указанным ранее примерно в полтора раза (при т= 100% ). Однако к такому по­ вышению следует прибегать лишь в ‘Случаях очень жёстких тре­ бований (малые габариты ступеней).

Приведённые нормы допустимого рабочего градиента поля

между пластинами).

В цилиндрических конденсаторах наибольший градиент по­ ля получается на поверхности внутреннего цилиндра, поэтому при определении размеров цилиндрического конденсатора сле­

109