5 Нагрузочные, модуляционные и колебательные характеристики генераторов с внешним возбуждением

_{Для практического выбора наиболее выгодного режима необходимо представлять, как изменяются токи, напряжения и энергетические параметры ГВВ при изменении исходных параметров, т.е. располагать характеристиками, связывающими различные параметры [1]. Данные характеристики можно разделить на три типа:}

• _{нагрузочные характеристики – зависимости токов, напряжений и энергетических параметров ГВВ от изменения сопротивления нагрузки Rн;}

• _{модуляционные характеристики – зависимости токов, напряжений и энергетических параметров ГВВ от изменения напряжения питания Епит или от изменения напряжения смещения Есм;}

• _{колебательные характеристики – зависимости токов, напряжений и энергетических параметров ГВВ от изменения амплитуды напряжения возбуждения Uвх.}

_{При построении и исследовании указанных характеристик особое внимание следует уделить перенапряженному режиму, т.к. он является наименее исследованным. Чаще всего в качестве критерия оптимизации режима работы ГВВ используют максимизацию одного из энергетических параметров (полезной выходной мощности Рвых, КПД η или коэффициента усиления по мощности Кр).}

5.1 Анализ характеристик генераторов по результатам моделирования

_{Для построения необходимых характеристик можно воспользоваться известными расчетными соотношениями, приведенными в главах 3 и 4.}

_{Построение нагрузочных, модуляционных и колебательных характеристик с помощью средств программы Mathcad дает следующие результаты, приведенные на рисунках 5.1 – 5.10. Листинг программы для построения характеристик приведен в Приложении А.}

_{Рисунок 5.1 – Зависимости выходных токов и выходного напряжения от изменения сопротивления нагрузки Rн}

_{Рисунок 5.2 – Зависимости мощностей от изменения Rн}

_{Рисунок 5.3 – Зависимость КПД и коэффициента передачи по напряжению от изменения Rн}

_{На рисунках 5.1 – 5.3 представлены нагрузочные характеристики ГВВ. Если сравнить полученные рисунки с теоретическими построениями, приведенными в [1], то можно заметить, что имеются отличия для η и Uвых в ПР (рисунок 5.1 и 5.3). Это связано с тем, что при заданных исходных} параметрах (Е_см, U_вх, Е_пит), так и при параметрах, присущих конкретному АЭ (Е, S, S_гр), построения, приведенные в [1], являются физически нереализуемыми.

_{Рисунок 5.4 – Зависимости выходных токов и выходного напряжения от Епит}

_{Рисунок 5.5 – Зависимости мощностей от Епит}

_{Рисунок 5.6 – Зависимость КПД и коэффициента передачи по напряжению от Епит}

_{На рисунках 5.4 – 5.6 представлены модуляционные характеристики ГВВ в зависимости от изменения напряжения питания Епит. При сравнении полученных результатов с теоретическими можно заметить, что имеются} отличия для η в ПР (рисунок 5.6). Это связано с тем, что при заданных исходных параметрах (Е_см, U_вх, R_н), так и при параметрах, присущих конкретному АЭ (Е, S, S_гр), на малых значениях Е_пит оценить КПД проблематично. Поэтому максимум η наблюдается в ГР.

_{а) зависимости выходных токов и выходного напряжения}

_{б) зависимости мощностей}

_{в) зависимость КПД и коэффициента передачи по напряжению}

_{Рисунок 5.7 – Модуляционные характеристики ГВВ в зависимости от изменения напряжения смещения Есм}

Полученные зависимости, приведенные на рисунке 5.7, полностью соответствуют теоретическим построениям [1]. Вид характеристик зависит как от исходных заданных параметров (Е_пит, U_вх, R_н), так и от параметров, присущих конкретному АЭ (Е, S, S_гр).

_{Рисунок 5.8 – Зависимости выходных токов и выходного напряжения от Uвх}

_{Рисунок 5.9 – Зависимости мощностей от Uвх}

_{Рисунок 5.10 – Зависимость КПД и коэффициента передачи по напряжению от Uвх}

_{На рисунках 5.8 – 5.10 представлены колебательные характеристики ГВВ в зависимости от изменения напряжения возбуждения Uвх. При} сравнении полученных результатов с теоретическими можно заметить, что ПР полностью не соответствует теоретическим показателям [1]. Расхождения связаны с тем, что в ПР резко возрастает входной ток I_вх, а в рамках данной ВКР входная характеристика не учитывается.