2.6 Регулировочные и настроечные характеристики ГВВ
Регулировочные характеристики – это зависимости параметров выходного колебания от параметров входного и величины значения элементов генератора, поддающихся регулировке: I1I0 U1P1P0Pролη = F(Rэ , Uвх , Eсм , Eп ) .
Обычно строят характеристики при изменении одного регулируемого параметра, оставляя остальные неизменными.
Рассмотрим построение нагрузочных характеристик с использованием выходной динамической характеристики. Здесь переменное значение Rэ, следовательно, будет изменяться наклон нагрузочной кривой Sд.Uвх, Eсм, Eп = const. Необходимые построения представлены на рис. 2.14.
Рис. 2.14 Построение нагрузочных характеристик ГВВ.
На оси eвых откладываем значение Eп и значение тока Iотс, проводим ограничительные линии л.к.р. и eвх max. Далее для каждого значения Rэ проводим передаточные
(нагрузочные) кривые и построим осциллограммы Uвых 0, 1, 2, 3, 4, 5. При Rэ = 0, Uвых = 0. Для каждого значения Rэ имеем свою динамическую характеристику, используя которую,
получаем по Uвых импульс iвых. При этом для случаев 0, 1, 2, 3 имеем отрезок косинусоиды, (случай 3 – критический режим) а случай 4, 5 соответствует перенапряженному и сверперенапряжённому режиму соответственно. Далее качественно можно построить искомые нагрузочные характеристики.
57
Как видно из рисунков, токи I1 и I0 от 0 до Rэкр изменяются слабо (импульс тока практически неизменный, α1 > α0), напряжение Uвых линейно нарастает (I1 ≈ const, Rэ – линейно увеличивается)
Мощности и КПД вычислим по формулам:
P0 = I0Eп – соответствует изменению I0;
P1 = 0,5 I1 U1 – соответствует изменению U1, P1 < P0;
Pрас = P0 – P1, η1 = P1 / P0 – соответствует изменению U1.
В перенапряженном режиме вследствие появления провалов в токе резко падает величина первой гармоники. Эксперименты показали, что характер кривой близок к гиперболическому ≈1/Rэ, что и показано на рис. 2.15, 2.16.
Рис. 2.15 1 0 1 |
= 1( э) |
Рис. 2.16 1 0 рас |
1 |
= 2( э) |
Напряжение слабо нарастает, что обусловлено нелинейной зависимостью наклона нагрузочной кривой в перенапряженном режиме от Rэ. Изменение мощности соответствует изменению I0, максимум P1 наступает в критическом режиме, а в перенапряженном повторяет зависимость I1. Максимум КПД наступает в слегка перенапряженном режиме и достаточно высок в критическом.
Аналогично нагрузочным могут быть получены и другие регулировочные характеристики. На Рис. 2.17, 2.18 показаны колебательные характеристики U1(Uвх),
I1(Uвх), I0(Uвх), а на Рис. 2.19, 2.20 – модуляционные U1(Eсм), I1(Eсм), I0(Eсм); U1(Eп), I1(Eп), I0(Eп). Следует отметить, что зависимость от Eп имеет линейно нарастающий участок при
сверх- и перенапряженном режимах, у других же характеристик этот участок при не донапряженном режиме.
58
Рис. 2.17 1 0 1 |
3 вх |
Рис. 2.18 1 0 1 |
4 вх |
90° |
Рис. 2.19 1 0 1 |
= 5( см) |
Рис. 2.20 1 0 1 |
= 6( п) |
Настроечные характеристики – зависимости токов, напряжений и мощностей от какого-либо параметра колебательной цепи (L, C, R). В общем случае за такой параметр можно принять расстройку КЦ: ∆ω = ω – ω0. При расстройке КЦ резко изменяется режим работы генератора, причем, если раньше он был критическим или перенапряженным, то после расстройки он становится недонапряженным. Это объясняется двумя причинами: уменьшением модуля сопротивления КЦ и сдвигом фаз между выходным током и напряжением. Следовательно, с расстройкой уменьшаются выходные ток I1, напряжение Uвых, мощность Pвых и возрастают потребляемые ток I0 и мощность P0. Поэтому настройку генератора обычно ведут либо по максимуму выходного напряжения, либо по минимуму потребляемого тока. Второй вариант более предпочтителен, так как зависимость более резкая. Настроечные характеристики показаны на рис. 2.21.
59
Рис. 2.21 Настроечные характеристики ГВВ
Если мы имеем осциллограмму тока АЭ и генератор находится в слабо перенапряженном режиме, то настройку можно выполнить по симметрии импульса тока,
рис. 2.22.
Рис. 2.22 Настройка ГВВ по импульсу тока
Действительно, в этом режиме импульс тока состоит из двух частей. Одна из них – до впадины – определяется нагрузочной кривой динамической характеристики и входным напряжением Sд Uвх и, следовательно, её фаза равна фазе входного напряжения.
Другая часть – впадина – определяется линией критического режима и выходным напряжением Sкр(Eп – Uвых) и, следовательно, её фаза совпадает с фазой выходного напряжения. При расстройке фазы Uвх и Uвых не совпадают и на рисунке наблюдается асимметрия импульса тока.
60