Материал: 6 10 вопросы. Заключение по всем генераторам. 87

. 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)