- •Введение
- •1 Анализ классической модели (методики анализа) работы генератора с внешним возбуждением
- •2 Модифицированная модель генератора с внешним возбуждением
- •3 Гармонический анализ импульсов выходного тока
- •4 Расширенные выражения для коэффициентов Берга
- •5 Нагрузочные, модуляционные и колебательные характеристики генераторов с внешним возбуждением
- •5.1 Анализ характеристик генераторов по результатам моделирования
- •5.2 Экспериментальное исследование характеристик генераторов
- •6 Зависимость коэффициентов Берга gn* и an* от внешних параметров гвв
- •6.1 Оптимальные углы отсечки для особых видов гвв
- •6.2 Проверка рекомендаций по выбору углов отсечки
- •Заключение
- •Библиографический список
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 (Есм, Uвх, Епит), так и при параметрах, присущих конкретному АЭ (Е, S, Sгр), 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 (Есм, Uвх, Rн), так и при параметрах, присущих конкретному АЭ (Е, S, Sгр), на малых значениях Епит 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 (Епит, Uвх, Rн), так и от параметров, присущих конкретному АЭ (Е, S, Sгр).
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 Iвх, а в рамках данной ВКР входная характеристика не учитывается.